서머빌 폼에너지, 구글에 300메가와트급 ‘철 배터리’ 공급

(보스턴=보스턴코리아) 한새벽 기자 = 서머빌에 본사를 둔 청정에너지 스타트업 폼에너지(Form Energy)가 최대 규모의 고객을 확보했다. 

폼에너지는 전력회사 엑셀에너지(Xcel Energy)와 협력해 미네소타주 파인아일랜드(Pine Island)에 건설되는 신규 구글(Google)의 데이터센터에 철 기반 배터리 시스템을 구축한다. 구축되는 배터리는 300메가와트 규모로 약 24만 가구에 전력을 공급할 수 있는 수준이다. 다만 이 전력은 구글의 온라인 검색, 지메일(Gmail), 유튜브(YouTube) 등 주요 서비스 운영을 위한 데이터센터 가동에 상당 부분이 사용될 예정이다.

이번 프로젝트에는 최대 1,600메가와트 규모의 신규 태양광 및 풍력 발전 설비도 함께 들어선다. 낮이나 바람이 강할 때 생산된 잉여 전력은 배터리에 저장되고, 밤이나 무풍 시기에 다시 방전돼 전력을 공급하는 방식이다. 엑셀에너지는 이 시스템을 통해 기존 가정과 기업의 전기요금을 인상하지 않고도 구글의 대형 데이터센터 운영을 가능하게 할 것이라고 밝혔다.

전 세계 전력회사들은 재생에너지 확대에 따른 변동성을 보완하기 위해 대형 배터리를 전력망에 도입하고 있다. 그러나 현재 상용화된 상당수 설비는 휴대전화 등에 쓰이는 리튬이온 배터리를 기반으로 한다. 리튬이온 배터리는 빠르게 방전돼 짧은 시간에 큰 출력으로 사용할 수 있지만 수 시간 이상 장기간 전력을 공급하는 데는 한계가 있다.

폼에너지가 개발한 배터리는 철 펠릿(작은 철 알갱이)이 녹슬면서 전류를 발생시키는 ‘철-공기(iron-air)’ 방식이다. 전류를 다시 흘려보내면 녹이 환원되면서 충전이 이뤄진다. 이 원리는 1960년대에 이미 알려졌지만, 철이 무거워 이동형 기기에 적합하지 않다는 이유로 상용화되지 못했다. 그러나 전력망에 고정 설치하는 대형 배터리의 경우 무게는 큰 문제가 되지 않는다.

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철은 리튬보다 훨씬 저렴하고, 에너지를 천천히 방출하는 특성이 있다. 파인아일랜드에 설치될 배터리는 최대 100시간 동안 전력을 공급할 수 있어, 중형 도시가 수일간 사용할 수 있는 전력을 저장할 수 있다.

또한 철-공기 시스템은 화재 위험이 매우 낮다는 장점도 있다. 반면 리튬이온 배터리는 취급 부주의나 제조 결함으로 화재가 발생할 수 있다. 실제로 지난해 1월 캘리포니아의 한 전력회사가 운영하던 300메가와트급 리튬 저장 배터리 시설이 전소된 사례도 있었다.

벤처 투자로 약 14억 달러를 유치한 폼에너지는 웨스트버지니아주 휠링(Wheeling)에 공장을 두고 배터리를 생산하고 있다.

이번 프로젝트는 아직 대규모 상용 운영 경험이 없는 기업에게 모험이라는 평가도 있다. 폼에너지는 2024년 전력회사 그린리버에너지(Green River Energy)와 협력해 미네소타주 케임브리지에 파일럿 플랜트를 착공했다. 해당 설비는 1.5메가와트 규모로 약 1,200가구에 전력을 공급할 수 있는 수준이며, 올해 완공될 예정이다.