美 "공기로 풍력발전기 운용한다"

풍력발전기에 사용하는 천연가스 대신 공기를 사용하는 기술이 개발되 눈길을 끌고 있다. 공기를 지하에 저장해두고 필요할 때마다 풍력발전소에 공급해 사용한다는 개념이다.

미국 에너지부의 지원으로 아이오와주의 배전소협회(IAMU)와 주변 지방자치단체들이 풍력발전기와 압축공기 에너지 저장(CAES, Compressed Air Energy Storage)시설을 결합한 형태의 발전소를 짓는다.

아이오와 에너지 저장 공원(ISEP)이라고 불리는 이 발전소에 75M~150MW급 풍력발전기가 지하수가 있는 침투성 지층에 공기를 투입, 압축한다. 압축된 공기는 연소 터빈의 압축기 역할을 대신하게 된다.

이 신개념 발전시설 CAES는 천연가스 연소 발전기의 천연가스 소비량을 획기적으로 줄일 수 있다. 압축기가 발전기에 공급되는 천연가스의 3분의 2를 소비하기 때문이다.

CAES는 스펀지가 물을 흡수하듯 암반층이 공기를 저장하는 원리를 이용한 것이다. 지하 3000피트 아래의 투과성이 좋은 다공성 암반 지층에 공기를 저장하는 데 불침투성 암반층은 이 지층을 눌러 공기를 저장하고 압력하는 데 적합하다.

압축 저장된 공기가 방출되면 열을 받아 연소 터빈 발전기에 바로 공급된다. 특히 전력수요가 가장 많을 때 압축 공기가 200MW급 연소 발전기의 운전 효율을 높이는 데 적합하다. 하절기 전력요금이 인상될 때 이익을 볼 수 있다. 여기서 발전한 전력은 아이오와주의 미네소타와 다코타 주민에게 공급된다.

앨고나 시립 배전소의 존 빌스턴 부장은 "아이오와는 풍력 발전에 선도적인 역할을 해왔다"며 "풍력으로 발전한 풍부한 전력을 아이오와 에너지 저장 공원에 사용하는 것은 획기적"이라고 말했다.

2003년 아이오와주 IAMU 회원들은 ISEP시설을 개발하고자 연구위원회를 발족했다. 이들은 지하 암석지층을 조사하고 6주 만에 적당한 지층구조를 발견해 사업 계획을 세우기 시작했다.  

ISEP의 켄트 홀스트 개발부장은 "몇 년 전 IAMU의 연구가 아이오와주가 중간 규모의 발전기가 필요할 것이라고 전망했다"며 "우리는 그에 적합한 CAES시설을 발견했고 밥 허그 IAMU 대표가 CAES 시설과 풍력발전기의 결합을 제안했다"고 밝혔다. 이후 미 에너지부가 연구와 재정을 보조하고 ISEP 위원회는 기업 투자자로부터 추가적인 기금을 조달했다. 풍력발전기를 제외한 이 시설에는 약 20만달러가 소요될 것으로 추산됐다.

홀스트 부장은 "2년 안에 공원 건설을 시작해 2011년 5월 아이오와주와 주변 지역에 전력을 공급할 수 있을 것"이라고 전망했다.

미 에너지부 산하 에너지저장연구부의 이머 걱 부장은 "이는 아이오와주뿐만 아니라 미국 역사에 획기적인 사건"이라며 "아이오와주의 에너지 저장 공원은 미국의 다른 주에게 좋은 본보기가 될 것이며 이는 미국이 청정 국가로 거듭나는 데 큰 도움이 될 것"이라고 말했다.  

현재까지 CAES시설은 독일의 290MW급 발전소와 미국 앨라배마주 매킨토시의 110MW급 발전소에서 이용됐다.

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