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• 액화공기에너지저장(LAES)기술, 차세대 솔루션으로 주목

  송고일 : 2026-01-22
  
  
  
  
  

  일본 스미토모중공업과 히로시마가스가 공동 운영하는 '하츠카이치발전소(Hatsukaichi)는  세계 최초로 LAES(Liquid Air Energy Storage system)을 상업 운전하고 있다.  사진은 상업용 데모 플랜트. /투데이에너지  [투데이에너지 장재진 기자]  최근 전 세계적으로 에너지 저장 기술(ESS)에 대한 관심이 증폭되는 가운데, 액화공기에너지저장(LAES, Liquid Air Energy Storage) 기술이 차세대 에너지 솔루션으로 주목받고 있다.  이 기술은 기존 에너지 저장 방식의 한계를 극복하고 대용량 장주기 에너지 저장 시장에서 핵심적인 역할을 할 것으로 전망된다 해외에서는 이미 기술 개발 및 상용화 활발 22일 미래전략연구소 신사업연구실 연구팀의 연구 보고서에 따르면, LAES 기술은 공기를 극저온(영하 196도)으로 냉각하여 액체 상태로 저장한 후, 필요할 때 이를 가열 및 팽창시켜 전력을 생산하는 방식이다. 이 기술은 배터리 기반 ESS가 가진 효율 및 용량 제한, 높은 건설단가 등의 단점을 보완할 수 있는 대안으로 평가받고 있다. 특히, 기존 발전시설의 잉여 전력이나 태양광, 풍력과 같은 신재생에너지원의 간헐적 발전 특성 보완, 산업 폐열 활용 등 다양한 분야에 적용 가능성이 크다. 해외에서는 이미 활발한 기술 개발 및 상용화가 이루어지고 있다. 영국의 하이뷰 파원 스토리지(Highview Power Storage)사는 2011년부터 LAES 기술 개발을 선도하며 런던에서 350kW/2.5MWh급 시스템을 시험 완료하고, 맨체스터에는 5MW/15MWh 규모의 상용 플랜트를 구축하여 2018년부터 운영 중이다. 미쓰비시 히타치 시스템즈 유럽(Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe)과 린데 그룹(Linde Group)은 2012년부터 공동으로 액화공기를 이용 에너지저장기술을 개발 중에 있다. 일본 미쓰비시 중공업은 1998년 가스 터빈 연계 2MWe 용량의 파일럿플랜트(액화 공정 없는 발전부분)를 구축 및 운전하고 있다. GE, 지멘스, 린데 그룹 등 글로벌 기업들도 이 기술 개발에 적극적으로 참여하고 있다. 독일 연방 정부 지원 아래 'Kryolens' 프로젝트도 진행되는 등 전 세계적으로 기술 혁신이 가속화되고 있다. 영국의 하이뷰 파원 스토리지(Highview Power Storage)사 5MW 프로젝트/ 출처 미래전략연구소 LAES는 대용량 장주기 에너지 저장 시스템으로서 MW급 이상의 설비에 적용 가능하다. 에너지 밀도가 높아 필요한 설치 공간이 작고, 액체 공기를 대기압 상태로 저장하여 설치 위치 제약이 적으며 안전하다는 장점을 가지고 있다. 또한 리튬이온 배터리에 비해 대용량화에 유리하고 수명이 길며 경제적입니다. 공기를 저장 매체로 사용하므로 폐기물 발생 우려가 적고 친환경적이라는 점도 큰 강점이리고 보고서는 밝혔다. 2030년까지 세계 에너지 저장 시장 규모가 총 125GW/305GWh까지 성장 예측 블룸버그 뉴 에너지 파이낸스는 2030년까지 세계 에너지 저장 시장 규모가 총 125GW/305GWh까지 성장할 것으로 예측했다. 이 중 하이뷰 파원 스토로지사는 액화공기 에너지 저장 시설이 약 27%를 점유할 것으로 전망했다. 2024년까지 액화공기 에너지 저장 시스템 시장은 연평균 178%의 높은 성장률을 보일 것으로 예상되며, 5MWe~100MWe 이상 다양한 발전 용량 시장으로 세분화될 것이라는 분석이다. 연구 보고서는 국내에서는 '재생에너지 3020 계획' 및 'K-ESS 2020 계획'에 따라 신재생에너지원의 활용성 증대 및 안정적인 전력 공급을 위해 중대형 에너지 저장 기술의 시장 규모가 증가할 것으로 보인다고 설명했다. 또 양수 발전의 설치 지역 제한 및 계절적 물 관리 문제, 배터리의 경제성 한계 등을 고려할 때 LAES 기술은 국내 ESS 시장의 조기 진입이 가능할 것으로 판단된다며 정부 주도하에 시스템 실증 연구가 착수된다면, 국내에서도 LAES 기술 개발 및 시장 선도에 기여할 수 있을 것이라고 강조했다. 특히, 버려지는 LNG 냉열이나 공장 폐열을 활용할 경우, 상대적으로 낮은 충방전 효율이라는 단점마저 보완하여 다른 에너지 저장 방식과 대등한 효율을 달성할 수 있을 것으로 전망됐다. 보고서는 LAES 기술은 저장 용량, 비용, 지리적 제약 등 기존 에너지 저장 기술의 단점을 보완하며, 수십 MW에서 수백 MW 규모의 대용량 장주기 에너지 저장 시장에서 높은 기술 및 시장 경쟁력을 확보할 것으로 전망된다고 강조하고. 이는 신재생에너지 확대를 통한 전력 시스템 안정화와 지속 가능한 에너지 전환을 위한 중요한 축이 될 것이라고 밝혔다 ■ 용어 설명 ㆍ액화공기에너지저장 (LAES, Liquid Air Energy Storage)=공기를 영하 196도로 극저온 냉각하여 액체 상태로 저장한 뒤, 필요할 때 열을 가하여 팽창시켜 터빈을 돌려 전력을 생산하는 에너지 저장 기술. ㆍ압축공기에너지저장 (CAES, Compressed Air Energy Storage)- 공기를 압축하여 지하 공동이나 탱크에 저장한 후, 필요할 때 공기를 팽창시켜 터빈을 돌려 발전하는 에너지 저장 기술이다. LAES와 유사하나 LAES는 액화 과정을 통해 더 높은 에너지 밀도를 가진다. ㆍ균등화저장비용 (LCOS, Levelized Cost of Storage)= 에너지 저장 시스템의 수명 주기 동안 발생하는 총비용을 저장 및 방전되는 에너지량으로 나눈 값으로, 다양한 에너지 저장 기술의 경제성을 비교하는 데 사용된다. ㆍ재생에너지 3020 계획= 한국 정부가 2030년까지 재생에너지 발전 비중을 20%로 확대하겠다는 목표를 담은 정책. ㆍK-ESS 2020 계획= 한국의 에너지 저장 시스템(ESS) 산업 활성화를 위한 중장기 기술 개발 및 보급 계획을 말한다.  
  
  
  출처 : 투데이에너지(https://www.todayenergy.kr/)