구글은 화요일, 1.9기가와트 규모의 청정 전력으로 뒷받침되는 데이터센터를 미네소타에 건설할 계획이라고 발표했습니다. 여기에는 스타트업 Form Energy가 제작한 300메가와트 규모의 대형 배터리도 포함됩니다.
새 데이터센터는 구글의 미네소타 첫 시설로, 미니애폴리스에서 남동쪽으로 약 1시간 거리에 있는 파인 아일랜드에 들어설 예정입니다.
이 기술 기업은 Xcel Energy와 협력해 1.4기가와트 규모의 풍력 발전과 200메가와트 규모의 태양광 발전 설비를 구축할 계획입니다. 이 전력은 모두 Form의 배터리로 공급되며, 해당 배터리는 정격 출력으로 100시간 동안 전력을 제공할 수 있습니다. 총 30기가와트시(GWh) 용량으로, 이는 세계 최대 규모의 배터리가 될 예정이며 데이터센터가 더 오랜 시간 청정에너지로 운영될 수 있도록 돕습니다.
이처럼 장시간 지속 가능한 배터리는 야간이나 발전량이 줄어드는 시기에도 재생에너지가 전력을 계속 공급할 수 있도록 돕는 역할을 합니다. 전문가들이 말하는 이른바 전력원의 ‘안정화(firming)’ 기능입니다. 현재도 전력망 규모의 리튬이온 배터리가 이러한 역할을 수행하고 있지만, 지속 시간은 더 짧습니다.
Form Energy의 배터리는 기존 전력망용 배터리와는 다릅니다. 오늘날 일반적인 전력망용 배터리는 자동차 산업에서 사용되는 화학 기술을 전용한 리튬이온 기술을 사용합니다. 반면 Form의 배터리는 철을 산화(녹 발생)시키고 다시 환원시키는 방식으로 에너지를 저장합니다.
배터리 내부의 철 펠릿 위로 공기 중 산소가 흐르면 철이 녹슬면서 전기가 생성됩니다. 충전 시에는 전류가 녹을 환원시켜 다시 금속 철로 되돌리고, 이 과정에서 발생한 산소는 배터리 밖으로 배출됩니다.
배터리 화학 기술 측면에서 보면, Form의 철-공기 전지는 무겁고 효율도 높지 않습니다. 일반적인 철-공기 배터리는 충전에 사용된 에너지의 50~70%만을 다시 방출할 수 있는 반면, 리튬이온 배터리는 90% 이상을 회수할 수 있습니다. 그러나 이러한 단점에도 불구하고 매우 큰 장점이 하나 있습니다. 바로 비용입니다. Form은 자사 기술을 활용하면 저장 용량 1킬로와트시(kWh)당 최종 비용이 20달러에 불과할 것이라고 밝혔으며, 이는 리튬이온 배터리보다 최소 3배 이상 저렴한 수준입니다.
이번 프로젝트는 또한 미네소타에 다소 복잡한 유틸리티 요금 구조를 도입합니다. 이는 규제 당국이 전력회사가 가장 저렴한 전력원을 사용하도록 압박하는 상황에서, 전력회사가 규제에 저촉되지 않으면서도 청정 기술을 도입할 수 있도록 돕기 위한 것입니다.
구글은 이 개념을 처음 네바다에서 개발했으며, 그곳에서 강화 지열 스타트업 Fervo로부터 전력을 구매하고 있습니다. ‘청정 전환 요금(clean transition tariff)’ 또는 ‘청정 에너지 가속 요금(clean energy accelerator charge)’으로도 불리는 이 계약 구조는 구글과 Xcel Energy 간의 합의에 기반합니다. 이 구조는 규제 당국이 위험하다고 판단할 수 있는 프로젝트를 전력회사가 수용할 수 있도록 하며, 대신 기술 기업이 추가 비용을 부담해 일반 요금 납부자들이 손해를 떠안지 않도록 합니다.
태양광과 풍력은 이미 검증된 기술이지만, Form의 철-공기 배터리는 아직 비교적 새로운 기술입니다. 이 스타트업의 첫 번째 배터리는 현재 미네소타에서 협동조합 전력회사 Great River Energy와 함께 설치 중이며, 150메가와트시를 100시간 동안 저장하고 최대 1.5메가와트를 전력망에 공급할 수 있습니다.
Form은 웨스트버지니아에 위치한 공장에서 배터리를 생산하고 있습니다. 이 회사는 현재까지 14억 달러를 조달한 것으로 PitchBook 데이터에 나타났습니다.
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