[전기 자동차 배터리] 전력 공급에서 재생 에너지의 역할을 높이려면 그리드 규모의 에너지 저장을 엄청나게 늘려야 한다. 그러나 새로운 연구에 따르면 전기 자동차 배터리는 빠르면 2030년까지 단기 저장 수요를 충족할 수 있다.

태양열과 풍력이 세계 여러 지역에서 가장 저렴한 전기 공급원이 되고 있지만 간헐성은 중요한 문제이다. 한 가지 가능한 해결책은 태양이 빛나지 않고 바람이 불지 않는 시간 동안 배터리를 사용하여 에너지를 저장하는 것이지만 전체 전력망에 서비스를 제공할 수 있는 충분한 용량을 구축하려면 엄청난 비용이 든다.이것이 바로 사람들이 계속해서 성장하는 전 세계 전기 자동차에 설치되는 엄청난 수의 배터리를 사용할 것을 제안한 이유이다. 아이디어는 그들이 도로에 있지 않을 때 유틸리티가 이 배터리를 사용하여 초과 에너지를 저장하고 수요가 급증할 때 끌어올 수 있다는 것이다.일부 초기 파일럿이 있었지만 지금까지 아이디어가 실제로 실행 가능한지 여부는 불분명했다. 이제 네덜란드 라이덴 대학(Leiden University)의 연구원들이 이끄는 새로운 경제 분석에 따르면 전기 자동차 배터리는 비교적 가까운 미래에 그리드 규모의 저장 장치에서 중요한 역할을 할 수 있다.Nature Communications에 발표된 팀의 연구에 따르면 이러한 배터리가 재생 에너지 전환을 도울 수 있는 두 가지 주요 방법이 있다. 첫째, 이른바 V2G(Vehicle-to-Grid) 기술은 전력 수요가 적을 때만 차량을 충전하는 스마트 차량 충전을 가능하게 할 수 있다. 또한 차량 소유자가 가격을 지불하고 유틸리티용 전기를 일시적으로 저장할 수 있다.그러나 오래된 자동차 배터리도 상당한 기여를 할 수 있다. 반복되는 충전 및 방전 주기에 따라 용량이 감소하고 배터리는 일반적으로 원래 용량의 70~80%로 떨어질 때 전기 자동차에 사용하기에 적합하지 않다. 더 이상 늘어난 무게를 감당할 만큼 충분한 힘을 유지할 수 없기 때문이다. 하지만 그리드 규모의 스토리지에서는 무게가 문제가 되지 않으므로 이러한 자동차 배터리는 용도를 변경할 수 있다.연구원들은 자동차에 사용되는 리튬 이온 배터리가 아마도 4시간 미만의 단기 저장에만 적합할 것이라고 지적하지만 이것이 예상 수요의 대부분을 차지한다. 하지만 지금까지 현재 및 은퇴한 전기 자동차 배터리가 그리드의 미래에 얼마나 큰 기여를 할 수 있는지에 대한 포괄적인 연구는 없었다.그 격차를 메우기 위해 연구원들은 향후 몇 년 동안 생산될 것으로 예상되는 배터리 수, 지역 조건에 따라 배터리가 얼마나 빨리 저하되는지, 다른 국가에서 전기 자동차가 어떻게 사용될 가능성이 있는지 사람들이 하루에 몇 마일을 운전하고 얼마나 자주 충전하는지에 대한 데이터를 결합했다. 그들은 2050년까지 이 두 소스에서 사용 가능한 총 저장 용량이 32~62테라와트시 사이가 될 가능성이 높다는 것을 발견했다. 저자들은 이것이 국제 재생 에너지 기구(International Renewable Energy Agency)와 연구 그룹 스토리지 랩(Storage Lab)에 따르면 2050년까지 세계가 필요로 할 것으로 예상되는 3.4~19.2테라와트시보다 훨씬 높다는 점에 주목한다. 그러나 모든 전기 자동차 소유자가 V2G 계획에 참여하는 것은 아니며 모든 배터리가 수명이 다할 때 용도가 변경되는 것은 아니다. 그래서 연구자들은 다른 참여율이 전기 자동차 배터리가 그리드 저장에 기여하는 능력에 어떤 영향을 미치는지 조사했다.그들은 2050년까지 전 세계 수요를 충족시키기 위해 차량 소유자의 12~43%만이 V2G 계획에 참여해야 한다는 것을 발견했다. 중고 배터리의 절반만 그리드 저장에 사용된다면 필수 참여율은 10%로 떨어질 것이다. 가장 낙관적인 시나리오에서 전기 자동차 배터리는 2030년까지 수요를 충족할 수 있다.이것이 달성될 수 있는지 여부에 영향을 미치는 많은 요인이 있다. V2G 인프라를 얼마나 빨리 구축할 수 있는지, 차량 소유자가 참여하도록 설득하는 것이 얼마나 쉬운지, 수명이 다한 자동차 배터리를 재활용하는 경제성 등을 포함한다. 저자는 정부가 참여를 장려하고 오래된 배터리의 재사용을 의무화하는 역할을 할 수 있고 해야 한다고 지적한다.그러나 어느 쪽이든 결과는 비용과 시간이 많이 소요되는 전용 그리드 스토리지의 롤아웃에 대한 유망한 대안이 있을 수 있음을 시사한다. 전기 자동차 소유자는 곧 환경을 위해 두 번 이상 자신의 역할을 수행할 수 있다.이미지 출처: Shutterstock.com/Roman Zaiets 

[전기 자동차 배터리] 전력 공급에서 재생 에너지의 역할을 높이려면 그리드 규모의 에너지 저장을 엄청나게 늘려야 한다. 그러나 새로운 연구에 따르면 전기 자동차 배터리는 빠르면 2030년까지 단기 저장 수요를 충족할 수 있다.

태양열과 풍력이 세계 여러 지역에서 가장 저렴한 전기 공급원이 되고 있지만 간헐성은 중요한 문제이다. 한 가지 가능한 해결책은 태양이 빛나지 않고 바람이 불지 않는 시간 동안 배터리를 사용하여 에너지를 저장하는 것이지만 전체 전력망에 서비스를 제공할 수 있는 충분한 용량을 구축하려면 엄청난 비용이 든다.

이것이 바로 사람들이 계속해서 성장하는 전 세계 전기 자동차에 설치되는 엄청난 수의 배터리를 사용할 것을 제안한 이유이다. 아이디어는 그들이 도로에 있지 않을 때 유틸리티가 이 배터리를 사용하여 초과 에너지를 저장하고 수요가 급증할 때 끌어올 수 있다는 것이다.

일부 초기 파일럿이 있었지만 지금까지 아이디어가 실제로 실행 가능한지 여부는 불분명했다. 이제 네덜란드 라이덴 대학(Leiden University)의 연구원들이 이끄는 새로운 경제 분석에 따르면 전기 자동차 배터리는 비교적 가까운 미래에 그리드 규모의 저장 장치에서 중요한 역할을 할 수 있다.

Nature Communications에 발표된 팀의 연구에 따르면 이러한 배터리가 재생 에너지 전환을 도울 수 있는 두 가지 주요 방법이 있다. 첫째, 이른바 V2G(Vehicle-to-Grid) 기술은 전력 수요가 적을 때만 차량을 충전하는 스마트 차량 충전을 가능하게 할 수 있다. 또한 차량 소유자가 가격을 지불하고 유틸리티용 전기를 일시적으로 저장할 수 있다.

그러나 오래된 자동차 배터리도 상당한 기여를 할 수 있다. 반복되는 충전 및 방전 주기에 따라 용량이 감소하고 배터리는 일반적으로 원래 용량의 70~80%로 떨어질 때 전기 자동차에 사용하기에 적합하지 않다. 더 이상 늘어난 무게를 감당할 만큼 충분한 힘을 유지할 수 없기 때문이다. 하지만 그리드 규모의 스토리지에서는 무게가 문제가 되지 않으므로 이러한 자동차 배터리는 용도를 변경할 수 있다.

연구원들은 자동차에 사용되는 리튬 이온 배터리가 아마도 4시간 미만의 단기 저장에만 적합할 것이라고 지적하지만 이것이 예상 수요의 대부분을 차지한다. 하지만 지금까지 현재 및 은퇴한 전기 자동차 배터리가 그리드의 미래에 얼마나 큰 기여를 할 수 있는지에 대한 포괄적인 연구는 없었다.

그 격차를 메우기 위해 연구원들은 향후 몇 년 동안 생산될 것으로 예상되는 배터리 수, 지역 조건에 따라 배터리가 얼마나 빨리 저하되는지, 다른 국가에서 전기 자동차가 어떻게 사용될 가능성이 있는지 사람들이 하루에 몇 마일을 운전하고 얼마나 자주 충전하는지에 대한 데이터를 결합했다.

그들은 2050년까지 이 두 소스에서 사용 가능한 총 저장 용량이 32~62테라와트시 사이가 될 가능성이 높다는 것을 발견했다. 저자들은 이것이 국제 재생 에너지 기구(International Renewable Energy Agency)와 연구 그룹 스토리지 랩(Storage Lab)에 따르면 2050년까지 세계가 필요로 할 것으로 예상되는 3.4~19.2테라와트시보다 훨씬 높다는 점에 주목한다.

그러나 모든 전기 자동차 소유자가 V2G 계획에 참여하는 것은 아니며 모든 배터리가 수명이 다할 때 용도가 변경되는 것은 아니다. 그래서 연구자들은 다른 참여율이 전기 자동차 배터리가 그리드 저장에 기여하는 능력에 어떤 영향을 미치는지 조사했다.

그들은 2050년까지 전 세계 수요를 충족시키기 위해 차량 소유자의 12~43%만이 V2G 계획에 참여해야 한다는 것을 발견했다. 중고 배터리의 절반만 그리드 저장에 사용된다면 필수 참여율은 10%로 떨어질 것이다. 가장 낙관적인 시나리오에서 전기 자동차 배터리는 2030년까지 수요를 충족할 수 있다.

이것이 달성될 수 있는지 여부에 영향을 미치는 많은 요인이 있다. V2G 인프라를 얼마나 빨리 구축할 수 있는지, 차량 소유자가 참여하도록 설득하는 것이 얼마나 쉬운지, 수명이 다한 자동차 배터리를 재활용하는 경제성 등을 포함한다. 저자는 정부가 참여를 장려하고 오래된 배터리의 재사용을 의무화하는 역할을 할 수 있고 해야 한다고 지적한다.

그러나 어느 쪽이든 결과는 비용과 시간이 많이 소요되는 전용 그리드 스토리지의 롤아웃에 대한 유망한 대안이 있을 수 있음을 시사한다. 전기 자동차 소유자는 곧 환경을 위해 두 번 이상 자신의 역할을 수행할 수 있다.

이미지 출처: Shutterstock.com/Roman Zaiets