전기를 사용해 공기를 액화시키고 필요할 때 액화공기로 발전기를 돌려 전기를 생산할 수 있는 액화공기 기술이 에너지저장수단으로 주목받고 있다.

한국과학기술정보연구원(KISTI)에 따르면 영국 런던에 위치한 Highview Power Storage社는 450만달러(약 50억원) 이상의 연구자금을 확보해 액화공기를 사용해 전기를 저장하는 파일럿 설비를 스코틀랜드에 건설했다. 이 프로젝트에는 독일계 글로벌 산업가스 기업 메써(Messer)가 참여해 기술개발을 함께하고 있다.

액화공기 기술은 전기를 사용해 공기를 영하 200도까지 냉각했다가 전기가 필요하게 되면 액화공기를 다시 가열하여 스팀터빈 및 발전기를 구동하는데 사용해 전기를 생산하는데 사용된다. 기술개발 성공시 영국 정부는 상업화 구현을 위한 자금을 지원할 예정이다.

이러한 기술은 액화질소를 생산하는 수많은 업체들이 신재생에너지로 발전한 전기를 저장하기 위한 방안으로 적극 고려하고 있다. 신재생에너지발전 특성상 출력이 불안정해 기존 전력망 안정화에 부담을 주기 때문이다. 또한 전력사용 급증으로 인한 ‘블랙아웃’ 문제를 해결하기 위한 빠른 수단으로 전기를 평소에 저장했다가 바로 사용할 수 있는 배터리를 이용한 ESS(에너지저장시스템)가 대안으로 주목받고 있어 이와 유사한 액화공기 기술도 충분히 승산이 있다.

문제는 저장과 발전 과정에서 비용이다. Highview Power Storage의 공정은 50~60%의 효율을 가지고 있어 90% 이상 효율을 가진 배터리에 비해 경쟁력이 없어 보인다. 그러나 Highview Power Storage는 발전소 또는 데이터센터에서 발생하는 저온의 폐열을 이용해 액화공기를 가열하는 새로운 방식을 택했다. 이 방법은 수 십년간 유지될 수 있어 수명이 불과 몇 년 밖에 되지않는 배터리보다 장기적으로는 경쟁력이 있다는 평가다.

한편 액화공기가 압축공기 대비 약 4배 정도 밀도가 높아 소형화가 가능하다는 장점을 살려 자동차에도 적용되고 있다.

엔지니어링 컨설턴트 업체인 Ricardo는 액체질소를 사용할 수 있는 2종의 엔진을 개발했다. 액화공기 중 산소를 제거한 액체질소로 자동차 엔진이 구동되고, 차는 질소만을 배출하게 된다.

Ricardo 관계자는 “액화질소의 에너지밀도는 현재 하이브리드 및 전기자동차에서 사용되고 있는 니켈-금속 하이브리드 배터리나 일부 리튬이온 배터리의 에너지밀도와 유사하다”며 “
효율을 약 50%까지 개선하기 위해 액화질소를 활용하는 디젤엔진의 개발에도 노력하고 있다“고 밝혔다.