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Apr 18, 2023

하얀색

5년 안에 석탄 또는 천연가스 발전소 운영 규모는 더욱 커질 것입니다.

5년 안에 석탄이나 천연가스 발전소를 운영하는 데는 풍력이나 태양열 발전소를 건설하는 것보다 더 많은 비용이 들게 될 것입니다. 실제로 Bloomberg New Energy Finance의 새로운 연구에 따르면 새로운 태양열 발전소를 건설하는 것이 이미 세계 여러 지역에서 석탄 및 천연가스 발전소를 운영하는 것보다 저렴하다고 합니다.

그러나 간헐적 에너지원으로의 완전한 전환에는 어디에서나 구축할 수 있는 저렴하고 안정적인 에너지 저장 장치가 절실히 필요합니다. 일부 초기 스타트업에서는 토스터 코일을 뜨거운 온도까지 전기적으로 가열하여 불을 밝히는 과정에 답이 있다고 믿습니다.

캘리포니아주 서니베일에 있는 Antora Energy는 이러한 열 저장을 위해 탄소 블록을 사용하기를 원하고 보스턴의 Electrified Thermal Solutions는 전도성 세라믹 블록을 사용하여 유사한 시스템을 구축하기 위해 자금을 찾고 있습니다. 그들의 비전은 비슷합니다. 잉여 재생 가능 전기를 사용하여 블록을 1,500°C 이상으로 가열한 다음 필요할 때 그리드용 전기로 다시 전환합니다.

오늘날 풍력과 태양광을 지원하는 천연가스 발전소의 비용을 절감하려면 에너지를 저장하는 데 킬로와트시당 약 10달러의 비용이 필요합니다. 두 스타트업 모두 자신들의 줄(Joule) 가열 시스템이 그 가격을 충족할 것이라고 말합니다. 한편, MIT 경제학자들의 최근 연구에 따르면 리튬 이온 배터리 가격은 현재 약 140달러/kWh이며, 2030년 이후에는 20달러/kWh까지 낮아질 수 있습니다.

Antora의 공동 창립자이자 최고 과학 책임자인 Justin Briggs는 자신과 2018년에 회사를 설립한 공동 창립자 Andrew Ponec 및 David Bierman이 이러한 목표를 달성하기 위해 여러 가지 에너지 저장 기술을 고려했다고 말했습니다. 여기에는 더 높은 고도로 펌핑된 물이 낙하하면서 터빈을 회전시키는 오늘날의 지배적인 방법인 양수 수력과 35톤의 벽돌을 들어 올려 떨어뜨리는 유사한 새로운 중력 저장 방법이 포함되었습니다.

결국, 가열용 탄소 블록은 인상적인 에너지 밀도, 단순성, 저렴한 비용 및 확장성으로 인해 승리했습니다. 에너지 밀도는 수백 kWh/m3로 리튬 이온 배터리와 동등하며, 이는 양수 수력 또는 중력보다 수백 배 더 높으며 "산으로 분리된 두 개의 저수지 또는 초고층 건물 크기의 벽돌 더미가 필요합니다." 브릭스는 말합니다.

Antora는 강철 용광로 및 알루미늄 제련소에서 전극 역할을 하는 동일한 흑연 블록을 사용합니다. "[이것들은] 이미 1억 톤 규모로 생산되었으므로 우리는 해당 공급망을 활용할 수 있습니다"라고 그는 말합니다. Briggs는 모듈형 장치로 포장되고 암면과 같은 일반적인 단열재로 포장된 대략 기숙사 냉장고 크기의 블록을 상상합니다.

"이것을 전기로 가열한 후 실제 비결은 열을 회수하는 방법입니다."라고 그는 말합니다. 한 가지 옵션은 열을 사용하여 터빈을 구동하는 것입니다. 그러나 Antora는 적열하는 뜨거운 탄소 블록에서 나오는 적외선과 빛을 전기로 변환하는 태양전지와 유사한 장치인 열광전지를 선택했습니다. 이러한 반도체 장치는 대규모로 제작되면 가격이 급격하게 떨어지므로 터빈보다 와트당 가격이 저렴합니다. 또한, 크게 제작했을 때 가장 잘 작동하는 터빈과 달리 열광발전은 전력 출력에 관계없이 잘 작동합니다.

Antora Energy의 흑연 블록은 1000°C를 초과하는 온도에서 재생 가능 에너지를 저장하고 결국 독점적인 열광발전 열 엔진을 통해 이를 다시 전기로 변환합니다.ANTORA ENERGY

열광전지는 수십 년 동안 사용되어 왔지만 Antora는 새로운 시스템을 개발했습니다. 회사의 고문 중 한 명인 Richard Swanson은 1970년대 후반 이 기술의 초기 개척자였습니다. 장치가 열을 전기로 변환하는 효율성은 Antora 팀이 2019년에 세계 기록인 30% 효율성을 시연할 때까지 20년대에 정체되었습니다. 그들은 실리콘에서 고성능 III-V 반도체로 전환하고 트릭을 사용하여 이를 수행했습니다. 반도체를 통과하여 손실되는 저에너지 적외선을 활용하는 것과 같습니다. Antora의 시스템은 반도체 뒤에 반사판을 배치하여 적외선을 흑연 블록으로 반사시켜 열을 회수합니다.