공장도 전기로 바꾼다…화석연료 대체 ‘하이브리드 열 기술’ 등장

[디지털투데이 AI리포터] 시멘트·유리 공장처럼 고온이 필요한 산업 설비에 전기 열원을 추가해 화석연료 사용을 줄이는 하이브리드 가열 기술이 등장했다.

16일(현지시간) IT 매체 테크크런치에 따르면, NOC에너지는 기존 화석연료 기반 설비에 부착할 수 있는 전기 가열 시스템을 개발하고 최근 270만달러(약 40억원) 규모 시드 투자를 유치했다.

이 기술의 핵심은 기존 공장을 완전히 교체하지 않고도 전기 기반 열원을 추가할 수 있다는 점이다. 시멘트 생산 공정 일부나 유리 가마에 열을 공급할 수 있으며, 전기 요금이 상승하면 전기 장치를 끄고 기존 화석연료만으로 운영하는 하이브리드 방식도 가능하다.

카를로스 세바요스(Carlos Ceballos) 공동창업자 겸 최고경영자는 산업 공정을 하이브리드 화하고 있다며, 많은 기업이 전기화를 원하지만 아직 화석연료를 완전히 배제할 준비는 돼 있지 않다고 말했다. 그는 에너지 전환 과정에서 기업들은 가장 낮은 비용의 선택지를 우선한다고 설명했다.

NOC에너지는 최대 1200도까지 열을 공급할 수 있으며, 향후 1500도까지 확장하는 방안을 추진 중이다. 이 온도 영역은 기존에는 화석연료나 수소 외에는 구현이 어려웠던 구간이다. 다만 무공해 수소는 여전히 비용이 높아 대안으로 자리 잡기 어렵다는 점도 언급된다.

이 시스템은 유도가열 방식에 기반한다. 구조는 주방 인덕션과 유사하지만 산업용으로 확장된 형태다. 전류가 흐르는 구리 코일이 자기장을 생성하고, 이 자기장이 대형 세라믹 용기 내부의 강철 구체를 가열한다. 이후 공기를 주입해 가열된 강철 구체에서 열을 추출하고 이를 유리 가마나 시멘트 공정으로 전달한다. 용기 지름은 약 2.5m이며 외부에는 구리 코일과 단열 구조가 배치돼 있다.

NOC에너지는 이 방식이 고온 환경에서 수명이 짧아지는 기존 저항가열기의 한계를 해결할 수 있다고 보고 있다. 세바요스는 1000도 환경에서는 특수 저항가열기도 약 12개월 정도 유지되지만, 1200도에서는 수명이 약 3개월로 줄어든다고 설명했다. 반면 NOC 시스템의 구리 코일은 열원과 직접 접촉하지 않고 단열층 내부에 있어 상온을 유지하면서 내부 강철 구체만 가열한다.

열 저장 기능도 핵심 특징이다. 두꺼운 단열 구조 덕분에 수시간 동안 열을 저장할 수 있으며, 기업은 전기 요금이 낮을 때 전력을 사용해 열을 축적하고 요금이 높은 시간대에는 저장된 열을 활용할 수 있다. 필요시 모듈을 추가로 쌓아 용량을 확장하는 것도 가능하다.

이 구조는 초기 고객 입장에서 전면 전기화보다 하이브리드 방식을 선택할 가능성을 높인다. 기존 연료 체계를 유지하면서 전기 사용 비중을 유연하게 조절할 수 있기 때문이다. 세바요스는 하이브리드 구조가 미래 리스크를 줄여준다며 현재의 지정학적 상황에서도 매력적인 대안이라고 말했다.

사업화도 초기 단계에 들어섰다. NOC에너지는 냉장고 크기의 파일럿 장비를 1만5000시간 이상 운전했으며, 프랑스에서는 유리 및 시멘트 업체를 위한 대형 실증 설비 2기를 구축했다. 해당 장비는 5월부터 가동될 예정이다.