중력 배터리 : 폐광으로 전지구 하루 전력의 대용량 배터리를 만든다

폐광 (버려진 광산)의 용도를 변경하면 "지구 전체"에 하루 동안 전력을 공급할 수 있다고 새로운 연구결과가 나왔습니다.

폐광

날씨가 좋을 때에는 바람과 태양이 기존의 파워 그리드 (grid) 보다 더 많은 에너지를 만들어 낼 수 있지만, 여기서 남은 에너지를 어떻게 저장할까요?
 
국제응용시스템분석연구원, IIASA (International Institute for Applied Systems Analysis)의 과학자들에 의하면 폐광이 이 문제의 해결책이 될 수 있다고 합니다.
 
폐광으로 70 TW (terawatts)의 에너지를 저장할 수 있는 거대한 "중력 배터리"로 변형시킬 수 있습니다.  이 전력은 지구전체가 소비하는 하루 전력 수요와 맞먹습니다. 
 
"탈탄소화 경제를 위해서, 우리는 현존하는 자원들을 이용하면서 만들어지는 혁신적인 해결책들을 기반으로 에너지 시스템에 관하여 다시 생각을 해봐야 합니다"라고 IIASA 에너지, 기상, 환경 프로그램의 연구원인 벤암 자커리 (Behnam Zakeri)는 강조합니다.
 
"폐광들을 에너지 저장고로 만드는 것도 우리 주변의 많은 해결책 중 한 예입니다.  그리고 배포 방법만 바꾸면 됩니다".
 

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중력 배터리는 어떻게 작동을 할까?

우리가 사용하는 대부분의 배터리는 전기화학 프로세스를 거쳐 에너지를 저장합니다.  화학 작용으로 사용할 수 있는 에너지를 발산하게 되죠.
 
그렇지만 중력 배터리는 기계 장치입니다.
 
중력 배터리는 재생에너지가 만들고 남은 에너지로 물체를 들어 올리죠.  파워 그리드의 에너지 잔량이 낮아지면, 그 물체가 떨어지면서 발전기를 가동하게 됩니다.

중력 배터리도 많은 종류가 있습니다.  아주 간단하고 오래된 종류는 중력으로 돌아가는 진자시계 (추시계, pendulum clock) 이죠.

진자시계 (추시계)

우리가 요즘에 사용하는 아주 흔한 타입은 펌프를 이용하는 수력전기입니다.  물을 펌프로 고지대로 올려 에너지를 저장한 후에 터빈 (turnines) 통과시키면서 에너지를 발산하는 방법이죠.  1.6 TWh (terawatt hours)의 에너지를 저장하는 펌프 정장 방법은 아주 흔합니다.
 
제안된 중력 시스템은 7에서 70 TWh의 용량을 가지고 있다고 Energies 지에서 IIASA 연구원들은 발표했습니다.
 

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그러면 광산의 중력배터리 어떻게 작용을 할까?

 
IIASA 연구원들이 제안한 지하 중력 에너지 저장, Underground Gravity Energy Storage (UGES) 모델은 기존에 배치되어 있는 엘리베이터를 이용하여 모래가 가득한 컨테이너들을 상하로 움직인다고 합니다.
 
광산은 이런 타입의 배터리에는 적격입니다.  왜냐하면 물체를 떨어트리기에 적합한 깊은 갱도가 있어서이죠.  중력 배터리는 제대로 작동을 하기 위해서는 300미터 정도의 높이가 필요합니다. 
 
이런 프로젝트들이 활성화가 되면 폐광 주변의 경제도 다시 살아나게 될 수 있다고 연구원들은 말했습니다.

"폐광이 되면 몇천 명의 일자리가 없어집니다.  그 주변의 상권도 황폐화가 되죠.  UGES는 폐광을 에너지 저장서비스로 변화시키면서 주변 경제에 도움을 줄 것입니다."라고 IIASA Enegy, Climate, and Environment Program (에너지, 기후, 환경 프로그램)의 연구원이자 이 연구의 수석 저자인 줄리안 헌트 (Julian Hunt)는 말했습니다.  
 
"광산은 파워 그리드와 연결되어 있고 이미 기본 인프라는 다 갖추어져 있습니다, 그래서 UGES 공장을 완성하는데 상당한 비용절감을 실현할 수 있습니다."

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https://en.wikipedia.org/wiki/Gravity_battery

Gravity battery - Wikipedia

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출처 (Source):

euronews.com