기계연, 액체공기 에너지저장시스템 핵심 기자재 독자 개발 성공
||2025.09.11
태양광, 풍력 등 재생에너지 도입 확대에 따라 전력망 안정화와 출력변동성 완화 중요성이 커지는 가운데 액체공기 에너지저장시스템을 구성하는 핵심기술이 국내에서 개발됐다.
한국기계연구원(원장 류석현)은 탄소중립기계연구소 에너지저장연구실 박준영 책임연구원 연구팀이 액체공기 에너지저장시스템(LAES) 핵심 기자재인 터보팽창기 및 콜드박스 기술을 독자 개발하고 이를 활용한 공기액화 실증에 성공했다고 11일 밝혔다.
LAES는 잉여 전력으로 공기를 액체 상태로 만들어 저장한 후 전력 수요가 높을 때 저장한 액체공기를 이용해 발전하는 방식이다.
연구팀이 개발한 LAES용 터보팽창기에는 정압베어링을 적용해 분당 10만회 이상 안정적인 고속 회전을 구현했다. 단열재와 중공 구조를 적용한 회전축으로 온도 차이에 따른 열 손실도 방지했다.
콜드박스는 압축기로부터 공급된 고압의 공기를 터보팽창기에 의해 냉각된 공기와 열교환하고 팽창시켜 액체공기를 생산했다. 외부 열유입을 차단하기 위해 다층박막 단열재와 진공단열 구조를 적용했다. 특히 발전 과정에서 발생하는 액체공기 냉열을 액화 공정에도 재활용하도록 해 액화효율을 높였다.
연구팀은 이번 기술로 하루 10톤 규모 액체공기 생산이 가능함을 실증했다. 또 터보팽창기 설계·제작·조립·시험 기술과 콜드박스의 액화공정 설계·제작·운전제어 기술을 모두 내재화하는 데 성공했다. 터보팽창기와 콜드박스를 자체 개발해 액체공기 생산을 실증한 것은 국내 최초다.
박준영 책임연구원은 “지리적 설치 제약과 환경 문제가 없는 LAES가 우리나라 환경에 적합한 솔루션”이라며 “이번 터보팽창기와 콜드박스 개발 성과는 대용량·장주기 LAES 상용화와 보급 확산에 크게 기여할 것”이라고 말했다.
이인희 기자 leeih@etnews.com
