에너지 저장 배터리의 세 가지 주요 요구 사항 중 안전이 가장 중요합니다.
전기화학 에너지 저장은 미래 전력 시스템의 주요 에너지 저장 형태로 여겨지며, 배터리와 PCS(전력 저장 장치)는 산업 사슬에서 가장 높은 가치와 진입 장벽을 동시에 지니고 있습니다. 핵심 요구 사항은 높은 안전성, 긴 수명, 그리고 낮은 비용이며, 그중에서도 안전성이 가장 중요합니다. 일부 업계 전문가들은 현재 전기화학 에너지 저장 발전소가 빠르게 발전하고 있지만, 안전 문제가 대규모 개발의 걸림돌이라고 지적합니다. 베이징 에너지 저장 발전소와 테슬라 호주 에너지 저장 프로젝트 폭발 사고는 에너지 저장 산업에 경종을 울렸습니다.
이를 위해 '신에너지저장발전 가속화에 관한 지도 의견'에서는 안전 기술 표준 및 관리 시스템 구축, 화재 안전 관리 강화, 안전 최저선 준수를 기본 원칙으로 삼고, 고안전성, 저비용, 고신뢰성, 장수명 등 장기적인 발전을 도모하며, 전기화학에너지저장 기술 연구의 안전성을 강화하는 등의 내용을 제시하고 있습니다. 국가발전개혁위원회와 국가에너지위원회는 '전기화학에너지저장소 안전관리 임시조치안(초안)'을 마련하여 8월 24일 공개 의견 수렴을 실시함으로써 에너지저장 안전관리를 강화하고자 했습니다.
높은 안전성, 긴 수명, 니켈-금속 수소화물 배터리의 주요 장점
중국 배터리 산업 협회 자료에 따르면 니켈-금속 수소 배터리는 높은 안전성과 긴 수명 주기를 자랑합니다. 양극은 니켈 구체로, 음극 활물질은 수소 저장 합금으로 구성되어 비교적 안정적인 소재이며, 수용액 전해액은 우수한 난연성을 지니고 있어 폭발이나 화재 사고가 발생하지 않습니다. 배터리 단일 에너지 밀도는 최대 140Wh/kg에 달하며, 수명 주기는 최대 3,000회, 저속 충방전 시에는 10,000회 이상 사용 가능합니다. 또한 -40°C ~ 60°C의 환경에서 고속 충방전을 유지할 수 있습니다. 도요타의 HEV 차량은 전 세계적으로 1,800만 대 이상 판매되었으며, 니켈-금속 수소 배터리가 널리 장착되었음에도 불구하고 배터리 발화 사고는 단 한 건도 발생하지 않아 높은 안전성이 입증되었습니다.
더욱이, 배터리의 충방전은 화학에너지와 전기에너지의 변환 과정이며, 온도는 화학 반응에 큰 영향을 미칩니다. 에너지 저장 발전소는 대부분 옥외에 설치되고, 대부분의 배터리는 환경과 온도의 영향을 받기 때문에 발전소 설치 위치에 제약이 따르고 에너지 저장으로서의 역할을 약화시킵니다. 니켈-금속 수소화물 배터리는 극저온 및 고온 환경에서 우수한 충방전 효율을 보여주므로 에너지 저장 발전소 설치 위치를 더욱 유연하고 편리하게 선택할 수 있으며, 전반적인 성능이 우수합니다. 이는 다양한 배터리 기술 분야에서 니켈-금속 수소화물 배터리의 경쟁 우위 요소로 작용하고 있습니다.
실제로 니켈-금속 수소화물(Ni-MH) 배터리는 에너지 저장 시장에 이미 적용되어 온 선례가 있습니다. 2020년에는 니켈-금속 수소화물 배터리 에너지 저장 회사인 Nilar가 유럽투자은행(EIB)으로부터 4,700만 유로를 투자받았습니다. Nilar는 재생 에너지 발전 통합 및 저장, 비상 전력, 전기 자동차 충전 분야에 집중하고 있으며, 이번 투자는 주거용, 상업용, 산업용 및 전력망 규모 또는 인프라 시장 시스템에 배터리를 통합하는 사업을 추진하기 위한 것으로 알려져 있습니다. 학술지 Frontiers in Polymer Science에 따르면, 스탠포드 대학교 Yi Cui 교수 연구팀은 대규모 재생 에너지 및 저장 애플리케이션에 적합한 니켈-금속 수소화물(Ni-MH) 배터리를 개발했습니다. 이 배터리는 초장수명, 화재 및 열폭주 위험 없음, 정기 유지 보수 불필요, 우수한 저온 성능, 저렴한 비용 등의 장점을 가지고 있습니다. Cui 교수 연구팀은 2021년에 2메가와트(MW) 용량의 시범 설비를 구축하고, 2022년까지 용량을 20배로 확장할 계획입니다.
게시 시간: 2023년 8월 24일
