기획·칼럼

배터리 시장의 스타트업 강자들

[세계 산업계 동향] 세계 신산업창조 현장(188)

풍력이나 태양광 발전소를 가동하려면 에너지저장장치(ESS)가 필요하다. 바람과 시간에 따라 불규칙하게 생산되고 있는 전기 에너지를 대량 저장했다가 사무실, 가정에 안정적으로 공급할 수 있어야 하는데 이 역할을 수행하고 있는 것이 에너지저장창치다.

최근 이 ESS(Energy Storage System) 시장이 커지고 있다. 2차전지 전문조사기관인 B3는  세계 ESS시장 규모가 2014년 5731㎿h에서 2020년 8226㎿h로 43.5% 늘어날 것으로 전망하고 있다.

특히 리튬이온 ESS시장은 2014년 778㎿h에서 2020년 2055㎿h로 2배 이상 늘어날 것으로 예상했다. 시장이 급속히 팽창하고 있는 가운데 새로운 아이디어를 접목한 스타트업들도 늘어나고 있다.

초대형 축전지 기술에 소프트웨어 융합

기가옴(GigaOM)에 따르면 ‘에퀴온에너지(Aquion Energy)’는 최근 하와이 코나(Kona) 해안지역에 1MWh를 저장하는 배터리 설비를 구축하고 있는 중이다. 이 스타트업은 산화망간 (Manganese Oxide)과 활성탄(Activate Carbon) 가지고 전극을 만들고 있다.

에너지 저장장치(EES)에 있어 독보적인 기술을 갖고 있는 ‘선버지 에너지(Sunverge Energy)’의 스마트폰 앱. 실시간으로 전력 공급 및 수요 상황을 알려주고 있다.  ⓒhttp://www.sunverge.com/

에너지 저장장치(EES)에 있어 독보적인 기술을 갖고 있는 ‘선버지 에너지(Sunverge Energy)’의 스마트폰 앱. 실시간으로 전력 공급 및 수요 상황을 알려주고 있다. ⓒhttp://www.sunverge.com/

또 바닷물로 만든 황산나트륨(sodium sulfate)을 사용해 전해액을 만들었다. ‘에퀴온에너지’는 카네기멜론대학에서 창업한 업체다. 새롭고 다양한 원료들을 혼합해 이전에 볼 수 없었던 초대형 충전 배터리를 개발하고 있는 중이다.

‘스템(Stem)’은 미국 캘리포니아에 본사를 둔 스타트업이다. EES를 만드는 것이 아니라 EES 관련 서비스를 하고 있는 소프트웨어 회사다. 전력 사용자들의 상황을 파악한 후 시간대별 예상 정정 수요량을 정확히 분석해낸다.

이런 기능을 통해 풍력 및 태양광 발전소 EES 시스템을 대행하고 있다. 이 기술을 투자자들이 알아보고 있다. ‘토탈 에너지 벤처(Total Energy Venture)’와 ‘칸스털레이션 테크놀로지 벤처(Constellation Technology Ventures)’에서 2700만 달러를 투자했다.

이중 일부는 시스템 보강을 위한 소프트웨어 개발에 투입할 계획이다. 존 캐링톤(John Carrington)  CEO는 “전력회사인 ‘서던캘리포니아 에디슨(Southern California Edison)’과 협력해 처리 용량을 85㎿h로 늘려나가겠다”고 말했다.

‘서던캘리포니아 에디슨’은 중부와 남부 캘리포니아에서 1100만여개  가정,  5000여개의 대기업, 2만8000여개 중소기업 등에 전력을 공급하고 있는 대형 전력회사다.

스타트업인 ‘에너볼트(Enervault)’에서는 새로운 배터리 기술로 최근 1MWh 용량의 EES를 완성했다. 이 기업은 이전에 볼 수 없었던 파격적인 방식과 재료들을 가지고 대형 배터리 기술을 시현해냈다.

‘아이스 에너지’ 배터리 활용해 에어컨 개발

‘에너볼트’에서는 플로우 축전지(flow battery) 기술을 적용하고 있다. 두 개의 대형 탱크에 액체인 에너지 저장물질을 집어넣은 후 작은 스택(stack)을 통해 상호작용하도록 하는 방식이다. 값이 싼 물과 크롬 그리고 철을 사용하고 있는 점도 특징 중의 하나다.

그동안 이 기술이 외면 받은 것은 효율성이 70% 미만이고, 충전 도중 30%의 전기가 소멸되는 단점이 있었기 때문이다. 이 문제를 ‘에너볼트’가 해결하고 있다. ‘에너볼트’는 최근 다른 기업들이 포기한 기술과 물질들을 가지고 대형 EES를 만들었다고 밝혔다.

‘선버지 에너지(Sunverge Energy)’는 ESS는 물론 EMS(태양광발전용 에너지관리시스템)에 있어서도 독보적인 기술을 확보하고 있는 회사다. 지난해 말 미국 제 2위의 솔라셀 기업 ‘선파워(SunPower)’와의 공동작업을 통해 1500만 달러의 투자를 유치했다.

‘아이스 에너지(Ice Energy)’는 배터리를 이용해 새로운 유형의 에어컨을 만들었다. 밤이 되면 전력 사용량이 크게 줄어든다. 이 전기를 이용해 더운 여름날 얼음을 만든다. 그리고 아침이 되면 이 얼음을 녹이면서 냉기를 공급하는 방식이다.

새로운 유형의 에어컨이라고 할 수 있다. ‘아이스 에너지’에서는 이 시스템의 명칭을 ‘아이스 베어(ICE BEAR)’라고 명명하고 있다. 많은 빌딩들이 이 시스템을 활용하고 있는 중이다. 최근 들어서는 전력회사 ‘서던 캘리포니아 에디슨’과 공급 계약을 체결했다.

‘이미저리 파워 시스템즈(Imergy Power Systems)’는 플로우 축전지 개발회사다. 최근 광산이나 원유 채취장에서 생산되고 있는 저질 바나듐(vanadium)을 정화해 배터리에 적용할 수 있는 기술을 개발했다. EES 시장에 큰 영향을 미칠 전망이다.

MIT에서 분사한 ‘앰브리(Ambri)’는 전력 계통에 사용하기 위한 액체 금속 배터리 기술(liquid metal battery technology)을 사업화하고 있는 중이다.

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