화석연료를 대체하는 재생에너지를 찾는 것에 대해 전세계 기업이 주력하고 있습니다만, 태양광 · 풍력 · 지열 · 조력 · 수력 등은 에너지를 생산하고 산업 수준에서 사용하기 위해서는 많은 과제가 존재합니다. 그런 가운데 새롭게 '철가루를 연소시킴으로써 에너지를 만들어 낸다'는 기술을 네덜란드의 학생팀이 개발. 실제로 양조장에서 '모든 에너지를 철가루에 의한 순환형 에너지 시스템으로 충당'하는 시도가 시작되었습니다.
SOLID - A compact and clean fuel
https://teamsolid.org/
SOLID - A compact and clean fuel
Looking towards the future, SOLID and its partners bring forward a revolutionary solution, advocating iron as a fuel. Iron fuel is circular, compact, CO2-free and cost-effective. Besides that, it’s also easy to store, scalable and safe, making it the gre
teamsolid.org
World first: Dutch brewery burns iron as a clean, recyclable fuel
https://newatlas.com/energy/bavarian-brewery-carbon-free-renewable-iron-fuel/
World first: Dutch brewery burns iron as a clean, recyclable fuel
Many industries use heat-intensive processes that generally require the burning of fossil fuels, but a surprising green fuel alternative is emerging in the form of metal powders. Ground very fine, cheap iron powder burns readily at high temperatures, relea
newatlas.com
철이 연료로 어떻게 쓰이는지는 다음 영상을 보면 잘 알 수 있습니다.
Iron Powder - the green energy solution - YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=rKVj1CwAmmk
화석연료 대신에 바람이나 태양광을 이용한 발전이 이루어지고 있습니다만, 바람과 태양은 항상 사용할 수 있는 것이 아니기 때문에, 산업에 따라서는 연료의 대체가 어려운 곳도 있습니다.
수소와 전력은 에너지를 저장하기 위해 물리적으로 큰 장소가 필요하고 비용도 많이 드는 문제가 있습니다.
그래서 문제를 해결하기 위해 개발된 것이 '철가루로 에너지를 생산한다'는 기술. 철의 분말은 직경이 50㎛ 정도로 많은 공간을 필요로 하지 않습니다. 석유와 가스뿐만 아니라 철의 분말도 점화하는 에너지를 만들어 낼 수 있습니다.
그러나 석유와 가스와 달리 연소시 이산화탄소를 배출하지 않습니다. 철가루가 연소할 때 나오는 것은 '녹'뿐.
철가루를 연소한 에너지로 증기를 생산할 수 있고 이 증기를 산업적인 목적으로 사용할 수 있습니다.
전력을 공급하기 위해 증기터빈을 가동하는 것도 가능합니다.
철을 연소하여 생성된 녹은 풍력 발전과 태양광 발전에 의해 다시 철로 되돌릴 수 있습니다.
이처럼, 철의 분말은 산업 수준에서 사용할 수 있는 연료가 될 수 있습니다만, 실현을 위해서는 추가 개발 및 확장이 필요합니다.
철가루를 에너지원으로 이용하기 위해 개발을 진행하고 있는 네덜란드의 Eindhoven 공과대학 학생팀 'SOLID'. SOLID 연구원은 기업과의 제휴를 시도하고 있으며, 2020년 11월에 네덜란드의 맥주 양조장인 Swinkels Family Brewers가 세계 최초로 철에너지 시스템을 산업 규모로 사용하는 기업이 되었다고 발표했습니다. Swinkels Family Brewers는 연간 1500만 잔의 맥주를 생산하는 데 필요한 에너지 전부를 양조장에 설치한 '순환 철연료 시스템'에서 조달하고 있다고 합니다.
수송 중인 순환 철연료 시스템.
작업자가 Swinkels Family Brewers의 에너지 시스템에 철가루를 투입하고 있는 모습.
Swinkels Family Brewers의 CEO인 Peer Swinkels 씨는 "우리의 일은 가업으로, '년 단위'가 아닌 '세대 단위'로 사물을 생각하는 지속가능한 순환형 경제에 투자하기로 결정했습니다. 이 혁신적인 기술을 통해 우리는 양조 과정을 화석연료에 의존하지 않는 것으로 하고 싶다고 생각하고 있습니다. 앞으로도 이 혁신에 대한 투자를 계속할 것입니다"라고 말합니다.
철의 분말은 청정에너지 연료로 비교적 저렴하고 에너지 밀도가 높으며 저장 공간을 필요로 하지 않고 수송도 용이하다는 장점이 있습니다. 또한 연소 온도가 높아 수소와 같은 극저온 냉각이 불필요합니다. 그리고 장기 저장에 의해 에너지가 손실되지 않는 점도 포인트라고 합니다. 2018년의 논문에 따르면, 철의 분말에 의한 순환형 에너지 시스템의 효율은 이론적으로는 40% 정도에 달할 것으로 보여지고 있습니다.
SOLID을 이끄는 Chan Botter 씨는 산업 수준에서 처음으로 시스템이 이용된 것을 기뻐하면서도 이에 그치지 않고 "기술을 향상시키고 1MW 시스템을 실현시키기 위한 후속 연구를 이미 시작했고, 2024년에는 10MW 시스템을 준비하기 위한 계획을 진행하고 있습니다. 목표는 2030년까지 화석연료 발전소를 지속가능한 철연료 발전소로 대체 하는 것입니다"라고 말합니다.
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