Energy Vault의 Rudong 프로젝트는 중력 에너지 저장에 대한 실질적인 시험을 제시한다. 이 프로젝트는 콘크리트, 강철, 모터 및 전력전자 분야의 현지 공급망, 정부 지원, 전력망과의 조정, 경험이 있는 중국 건설 파트너 등 이러한 유형의 프로젝트에 유리하다고 여겨지는 환경에서 중국에 건설되었기 때문이다. 그럼에도 분석에 따르면, 동일한 서비스를 제공하는 현대적인 중국 배터리 시스템과 비교할 때 프로젝트의 경제적 결과는 취약해 보인다.
Rudong의 출력은 약 25MW, 용량은 100MWh로, 최대 출력에서 4시간 동안 운전할 수 있도록 설계되었다. 이 시설에는 높이가 약 148m에 이르는 구조물과 각각 명목상 25t인 12,000개 이상의 블록, 96대의 크레인, 그리고 시설 아래에 굴착된 수천 개의 말뚝이 포함된다. Energy Vault의 프로젝트 페이지는 2023년 말까지 완전한 전력망 연결이 예상되었다고 언급하면서도 여전히 이 프로젝트를 시운전 단계로 설명하고 있다.
동일한 서비스에 기반한 비교
이 비교가 중요한 이유는 중국에서 4시간용 배터리가 희귀한 실험 기술이 아니라, 더욱 표준화되는 시장에서 구매되는 인프라가 되었기 때문이다. 분석은 Sungrow PowerTitan 2.0 모듈을 기반으로 건설된 100MWh 규모의 배터리 발전소를 사례로 제시한다. 각 20피트 컨테이너 크기의 교류 전력 장치에는 5MWh 용량의 배터리와 2.5MW 출력의 전력변환기가 포함된다. Sungrow에 따르면 이러한 용량의 완전한 발전소에는 약 1,200㎡가 필요하다.
반면 Rudong 타워 하나만으로도 이 면적의 약 11배를 차지한다. 보고서에 게재된 비교는 또한 프로젝트 자본비용의 중앙 추정치를 동등한 현대 중국 배터리 시스템 자본비용의 약 8배로 제시하며, 운영·유지보수 비용과 내재 탄소 배출량도 훨씬 높다고 본다. 이는 중국 프로젝트와 비용이 높은 서구 배터리 간의 비교가 아니라, 동일한 중국 산업경제 안에서 두 기술을 비교한 것이다.
중력 저장은 실제로 무엇을 제공하는가?
이 개념은 저장 구성요소 차원에서 특정한 장점을 지닌다. 블록은 저가 금속 및 폐기물로 제조할 수 있으며, 하부 강판과 보호층이 필요하다. 또한 배터리 셀이 열화되는 것과 같은 방식으로 화학적 열화를 겪지 않고, 셀의 열폭주 위험에도 노출되지 않으며, 저장 매체의 수명은 수십 년에 이를 수 있다.
그러나 블록이 저장 시스템 전체는 아니다. 값싼 블록을 전력망에 유용하게 만들려면 대형 구조물, 깊은 기초, 크레인, 수평 운송 장비, 모터, 발전기, 브레이크, 변속기, 제어 시스템과 센서, 전력전자 장비에 통합해야 한다. 따라서 블록 소재와 관련된 낮은 탄소 배출량이 수천 개의 무거운 물체를 반복적으로 이동시키는 데 필요한 토목공사와 장비에서 발생하는 탄소를 없애지는 못한다.
왜 이 소식이 중요한가?
Rudong 사례는 어떤 기술이 실행 가능한지와 완전한 시스템 차원에서 대안과 경쟁할 수 있는지의 차이를 보여준다. 이 프로젝트는 중력 블록 저장을 전력 유틸리티 규모로 설계할 수 있음을 입증했지만, 배터리가 컴팩트한 모듈과 4시간 방전 서비스를 제공하는 상황에서 복잡한 구조가 그 비용을 정당화한다는 점까지 입증한 것은 아니다.
이 자료는 또한 Energy Vault가 6개의 노출형 암을 가진 크레인 개념에서 폐쇄형 EVx 구조로 사업을 확장한 뒤, 청정기술 부문의 기업인수목적회사 열풍 속에서 상장기업 시장에 진입했다고 설명한다. 이후 회사는 리튬 이온 배터리 프로젝트를 발표하기 시작했으며, 중력 저장은 배터리 시스템 통합을 포함하는 더 넓은 포트폴리오에서 작은 부분이 되었다. 이러한 발전이 Rudong 프로젝트를 공학적 실패로 만들지는 않는다. 이 규모의 시설을 건설하고 리프팅 장비를 조정한 것은 중요한 공학적 성과이기 때문이다. 그러나 이는 성숙한 배터리 솔루션 대신 추가적인 복잡성을 구매하는 것이 타당한지라는 질문을 다시 제기한다.
일부 비교는 기술에 대한 최종 판단으로 전환하기 전에 여전히 독립적인 검증이 필요하다. 완전한 평가는 탄소 산정의 경계, 장비의 유지보수 요건과 가용성, 요구되는 서비스의 성격을 규정해야 하며, 배터리를 영구 자산으로 취급하는 것이 아니라 배터리의 노후화와 교체를 가정해 수명도 비교해야 한다. 자료에 따르면 중력 저장의 긴 수명이라는 이점이 비용, 면적 및 복잡성을 상쇄하는지는 바로 이러한 요소들이 결정한다.