최초의 바이오메탄 시험용 생물반응로를 설치한 미국

미 에너지부(DOE) 산하 NREL(National Renewable Energy Laboratory) ESIF(Energy Systems Integration Facility) 연구원들이 남가주가스회사(SoCalGas, Southern California Gas Co.)와 협력하여 콜로라도주 Golden에 있는 시설에 power-to-gas 기술을 시험하기 위한 새로운 생물반응로(bioreactor)를 설치했다.

이 부지에 설치된 높이 7.6미터에 달하는 생물반응로는 미국에 설치된 것으로는 최초다. 이 반응로는 신재생에너지로 생산된 전력 중 남는 전기를 수소와 이산화탄소를 먹고 메탄을 배출하는 미생물을 이용해서 신재생 천연가스를 생산하는데 사용될 계획이다.

Power-to-gas 기술은 신재생에너지로 생산된 전력을 이용해서 물을 분해해서 수소를 발생시키는 전기분해기에 전기를 공급하게 된다. 이 수소는 이산화탄소와 함께 바이오메탄 반응로로 공급되어 여기에서 특별한 미생물에 의해 신재생 천연가스(RNG, renewable natural gas)로 변환된다. 이 RNG는 현재 천연가스가 사용되는 모든 곳에 사용될 수 있다.

Lawrence Berkley 국립연구소가 수행한 연구에 따르면 2025년에는 3,300~7,800 GWh에 달하는 태양광 및 풍력발전으로부터 나오는 전력이 남아돌게 된다. 만약 이 남아도는 에너지를 바이오 메탄화 프로세스를 통해 메탄으로 변환해서 신재생 천연가스 형태로 저장할 수 있다면 158,000~ 370,000 가구에 충분한 열을, 80,000~187,000 가구에 충분한 전기를 공급할 수 있을 것으로 평가되었다.

이 파이롯트 프로젝트는 에너지 저장을 위한 power-to-gas 기술의 상업적 가능성을 평가하고 향후 MW 규모의 시스템 설계를 위한 정보를 제공할 수 있을 것으로 전망된다. 이 연구를 통해서 수소에서 메탄으로 변환되는 효율을 측정하고 저장된 메탄을 다시 전력으로 변환할 수 있는 효율적인 방법도 모색하게 된다. 또한 power-to-gas 기술이 대량의 신재생에너지를 1년까지 저장할 수 있는지에 대한 잠재적 가능성을 시험하고 배터리를 이용한 전력 저장방식과의 성능 및 비용 면에서의 비교도 이뤄질 계획이다.

SoCalGas 측은 Power-to-gas 기술은 잉여 신재생에너지를 경제적으로 저장할 수 있는 방법을 제공함으로써 궁극적으로 활용할 수 있는 신재생에너지의 총량을 크게 증대시킬 수 있을 것으로 기대하고 있다. 또한 태양광 발전의 한계인 낮과 밤의 제약을 에너지 형태의 변환을 통해 뛰어넘을 수 있을 것으로 전망하고 있다.

 

관련연구자:

관련기관: DOE 산하 NREL(National Renewable Energy Laboratory)

과학기술분류: 에너지/자원

본문키워드(한글): 생물반응로,미생물,전기분해기,신재생 천연가스

본문키워드(영문): bioreactor,microorganism,electrolyzer,RNG(renewable natural gas)

원문언어: 영어

국가: 미국

원문출판일: 2017-10-13

※ 출처: https://www.renewableenergymagazine.com/biogas/first-us-biomethanation-reactor-system-for-powertogas-20171013