화학저널

스미토모전기, 재생에너지 연계 추진 … 5년 후 수백억엔대 육성

일본이 레독스흐름전지(Redox Flow Battery) 개발에 박차를 가하고 있다.
스미토모전기(Sumitomo Electric)는 5년 후 매출액 기준 수백억엔대 사업으로 육성하겠다는 목표 아래 레독스흐름전지를 개발하고 있다.
재생가능에너지 도입량을 확대하면 출력변동 조정이나 계통 안정화 용도로 사용할 수 있을 것으로 예상하고 있으며, 미국에서 실증실험을 추진한 후 2021년 이후 성장 본격화가 기대되는 일본 시장에 진출할 예정이다.
또 성능 업그레이드와 저코스트화를 실현할 수 있는 차세대 전해액 개발을 추진하고 장기적으로는 전해액 탱크 대형화와 GWh급 시스템을 구축할 계획이다.
스미토모전기가 개발하고 있는 레독스흐름전지는 바나듐 이온의 산화환원반응을 이용해 충‧방전하는 배터리로, 20년 이상의 시스템 내구성 등 장수명 특성과 상온에서 가동 가능할 뿐만 아니라 불연‧난연소재로 구성돼 있어 안전성을 획기적으로 개선했다.
1980년경부터 개발하고 있으며 1990년대 들어 용도 개척을 본격화했고 2005년 일시적으로 판매를 중단했으나 2010년 사업을 재개해 국내외에서 실증실험을 이어가고 있다.
최근에는 상용으로 채용실적을 거두고 있다. 2019년 모로코에 이어 2020년에는 타이완에서 신규 가동을 시작했다.
앞으로 정치용 대형 축전지 시장이 급성장할 것으로 기대되나 기존 LiB(리튬이온전지)를 사용한 대형 프로젝트는 전력의 품질을 유지하기 위한 주파수 조정용 보조 서비스가 중심을 이루고 있고 어느 정도 도입이 진행되면 수요가 포화상태에 도달할 것으로 예상하고 있다.
스미토모전기는 장시간 충‧방전이 가능한 레독스흐름전지의 특징을 활용할 수 있는 분야로 대량 재생가능에너지가 계통 연계함으로써 출력변동을 조정하거나 완화시키고 전력 계통을 안정화시키는 분야를 주목하고 있다.
일본에서 풍력발전에 최적화된 것으로 평가받고 있는 홋카이도(Hokkaido), 도호쿠(Tohoku) 지역 수요를 기대하고 있으며 2020년 7월 홋카이도전력으로부터 출력 1만7000GW에 용량 5만1000GW의 레독스흐름전지를 수주했다. 미나미하야키타(Minamihayakita) 발전소에서 2020년 7월 착공해 2022년 3월 완공할 계획이다.
마이크로그리드용 프로젝트는 소규모이지만 매년 대형 산불이 발생하고 있는 미국 캘리포니아나 무전화 지역이 많은 아프리카, 일본 등 도서지역이 많은 국가에서 수요가 증가할 것으로 기대하고 지역별 파트너와 비즈니스 확대를 도모하고 있다.
미국에서는 일본 신에너지‧산업기술종합개발기구(NEDO) 실증 사업을 통해 캘리포니아 전력 도매시장에 다양한 패턴으로 참여하고 있으며, 코로나19(신종 코로나바이러스 감염증) 영향을 받아 변화한 전력 수요 패턴 데이터를 축적하고 있는 것으로 알려졌다.
일본에서도 2021년 이후 수급조정 시장이 자리를 잡으면 경쟁 대상인 다른 배터리에 비해 유리한 사용법을 강조하면서 수요를 발굴할 계획이다.
기술 개발에도 총력을 기울이고 있다.
현재의 바나듐 계통을 대체할 수 있는 티탄-망간계 전해액은 원료가격이 낮기 때문에 저코스트화가 가능할 것으로 기대하고 있다.
에너지밀도가 바나듐 계통과 동일 수준이라는 강점을 살려 1-2년 후 상용화할 예정이며 코스트 감축 뿐만 아니라 설계 개선까지 염두에 두고 개발작업을 진행하고 있다.
현재 배터리 시스템은 컨테이너형으로 공급하고 있으나 미래에는 대형 전해액 탱크를 사용한 대형 축전소를 구축하는 방향으로 나아가겠다는 구상도 그리고 있다.
1개 탱크에 여러 배터리 컨테이너를 연결해 균일한 전해액을 사용할 수 있도록 함으로써 토탈 코스트 저감에 도움이 될 것으로 기대하고 있다.
컴플렉스 등에 설치하는 MWh급이 아닌 GWh급 시스템 구축을 목표로 하고 있다. (K)