중국 최초의 100MW/1,000MWh급 압축 이산화탄소 저장 시설이 전력망에 연결되었습니다.

중국 화뎬에 따르면 해당 시설은 9월 30일에 최초로 전력망에 연결되었습니다. 창지현 고비 사막에 위치한 이 프로젝트는 600MW 규모의 풍력 발전과 400MW 규모의 태양광 발전으로 구성된 재생 에너지 개발 사업의 일부입니다.

이 에너지 저장 시설은 약 565,000제곱미터 규모로, 5개의 가스 저장 탱크, 141개의 액체 CO₂ 저장 장치 및 97개의 열 저장 장치를 포함합니다. 정격 용량은 100MW/1GWh이며, 이는 공칭 방전 지속 시간 10시간에 해당합니다.

기존의 압축 공기 에너지 저장(CAES) 방식은 일반적으로 지하 소금 동굴이나 기타 인공 저장 공간에 고압 공기를 저장하는 반면, 뮬레이 시스템은 폐쇄형 열역학 사이클에서 CO₂를 작동 유체로 사용합니다.

충전 과정에서 잉여 전력은 압축기를 가동하여 이산화탄소 기체의 압력을 높입니다. 이때 발생한 열은 회수되어 저장되고, 압축된 가스는 냉각 및 액화 과정을 거쳐 압력 용기에 저장됩니다. 방전 시에는 액체 이산화탄소가 증발하고, 회수된 열에너지를 이용하여 재가열된 후 터빈을 통해 팽창하여 전기를 생산합니다. 가스는 재사용을 위해 다시 저장소로 돌아갑니다.

이산화탄소는 비교적 낮은 압력에서 액화할 수 있어 압축 공기보다 더 작고 고압적인 저장이 가능합니다. 또한, 이 시스템은 적합한 지하 동굴이 필요하지 않아 지리적으로 제약된 지역에서도 활용 가능성을 넓힐 수 있습니다. 하지만 여전히 상당한 규모의 지상 가스 저장 시설, 열교환기 및 특수 터보 기계가 필요합니다.

이 기술은 시안 자오퉁 대학교의 셰용후이 교수 연구팀이 개발했으며, 선전에 본사를 둔 엑삭스 에너지(바이랑 신에너지로도 알려짐)를 통해 상용화되었습니다. 둥팡전기는 EPC(설계, 조달, 시공) 계약업체로서 압축기, 터빈, 발전기, 열교환기 및 제어 시스템을 포함한 주요 장비를 공급했습니다.

화디안에 따르면, 해당 발전소의 CO₂ 터빈은 설계 효율이 92%를 초과하며, 시스템은 최소 30년의 가동 기간, 2만 회 이상의 시동 및 정지 주기, 그리고 시동 후 최대 부하까지 20분 미만의 시간을 견딜 수 있도록 설계되었습니다.

92%라는 수치는 터빈 효율을 나타내는 것이지, 전체 에너지 저장 시스템의 왕복 전력 효율을 나타내는 것이 아닙니다. 화디안은 독립적으로 검증된 시스템 수준의 효율이나 균등화 저장 비용을 공개하지 않았습니다.

이 회사는 시설이 완전 가동되면 연간 약 200GWh의 전력을 생산할 것으로 예상하며, 이를 통해 연간 약 5만 톤의 표준 석탄 소비와 17만 톤의 이산화탄소 배출량을 줄일 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

뮬레이 프로젝트는 2022년에 완공된 10MW/20MWh 검증 시스템과 2023년 12월 안후이성에서 전력망에 연결된 10MW/80MWh 설비를 포함하여 중국에서 이전에 시연된 동일 기술보다 훨씬 발전된 모습을 보여줍니다. 국제적으로는 이탈리아의 에너지 돔(Energy Dome) 또한 사르디니아에 20MW/200MWh 규모의 시설을 포함하여 상업 규모의 CO₂ 저장 시설을 개발했습니다.

따라서 압축 CO₂ 저장 기술은 시범 시스템에서 대규모 설비 구축 단계로 발전하고 있지만, 기존의 압축 공기 에너지 저장(CAES) 기술에 비해 상업적으로 널리 보급되지는 못했습니다. 뮬레이의 초기 전력망 연결은 100MW 규모의 엔지니어링 통합을 보여줍니다.