[2026.07.09] 최근 20년간 학교에 다녔던 학생들 대부분은 교과서나 미디어를 통해 이산화탄소 배출이 급격히 증가하면서 대기권에 온실가스로 쌓이고, 이것이 지구 온난화에 심각한 악영향을 미치고 있다고 귀에 딱지가 앉도록 배웠을 것이다. 그래서 요즘 수많은 기업이 천문학적인 돈을 들여 ‘탄소 중립’을 외치며 비즈니스를 운영하고 있기도 하고 말이다. 허나 오늘 읽은 기사에서는 참 아이러니하게도, 인류의 공공의 적이라 불리는 이 CO2를 밀폐된 통에 가두어 에너지를 저장하는 배터리로 재탄생시킨 기술이 등장했다. 구글이 아일랜드 카운티 오팔리(County Offaly)에서 계통 연결까지 완료하고 2028년 상업 운전을 목표로 건설 중인 ‘이산화탄소 배터리’ 소식에 흥미가 생겨 집중해서 읽어 내려가 보았다.
이번 프로젝트를 주도하는 곳은 이탈리아의 에너지 스타트업 에너지 돔(Energy Dome)이다. 이곳이 개발한 CO2 배터리의 작동 원리는 열역학적인 밀폐형 폐루프(Closed-loop) 시스템이다.
거대한 돔 안에 이산화탄소 기체를 가득 채워둔 상태에서 시작한다. 태양광이나 풍력 같은 신재생 에너지가 돌며 전기가 남아돌 때, 그 잉여 전력으로 컴프레서를 돌려 돔 안의 기체 CO2를 강하게 압축한다. 기체는 압축되면 열이 발생하는데, 이 열은 따로 열저장 장치에 격리해 두고 체적이 줄어든 CO2를 액체 상태로 만들어 탱크에 보관한다. 이것이 ‘에너지 충전’ 단계다. 반대로 전력이 필요할 때는 액체 CO2를 다시 꺼내 격리해 뒀던 열을 가해 기체로 급격히 팽창시킨다. 이때 발생하는 폭발적인 기압의 힘으로 터빈을 돌려 전기를 생산하고, 일을 마친 CO2 기체는 다시 처음의 거대한 돔으로 회수된다. 밖으로 새어 나가는 탄소가 전혀 없는 완벽한 루프다.
애초에 이 기술이 개발된 이유는 친환경 에너지의 영원한 숙제인 ‘장주기 에너지 저장(LDES)’ 문제를 해결하기 위함이다. 대형 리튬이온 배터리(ESS)는 몇 시간 버티지 못하고 가격도 무지막지하게 비싸지만, CO2 배터리는 기체와 액체의 상변화만 이용하기 때문에 8시간 이상 안정적으로 전력을 공급하기에 훨씬 유리하다.
장점은 명확하다. 값비싼 희귀 광물(리튬, 코발트 등)이 전혀 필요 없고, 지구상에 흔해 빠진 이산화탄소와 강철, 물만 있으면 시스템을 지을 수 있어 설치 비용이 리튬 배터리보다 저렴하다. 배터리 수명도 30년 이상으로 길다. 단점이라면 기체를 보관할 거대한 돔과 액체 탱크가 필요해 부지를 많이 차지한다는 점과, 전기를 다시 전기로 바꾸는 전체 효율(RTE)이 대략 75% 수준으로 리튬 배터리(90%)보다는 조금 떨어진다는 트레이드오프가 있다.
그럼에도 상용화 가능성은 확실해 보인다. 아일랜드 프로젝트 외에도 같은 달 구글과 애리조나 유틸리티 SRP가 함께 19MW/200MWh 규모의 CO2 배터리 프로젝트를 발표했고, 에너지 돔은 이탈리아 Engie, 미국 Alliant Energy, 인도 NTPC와도 상용 계약을 맺고 있다. 유럽과 북미, 아시아태평양으로 공급망을 본격적으로 확장하겠다는 계획이니, 조만간 전 세계 대형 발전소 옆에 거대한 돔들이 들어서는 미래가 펼쳐질 듯하다.
다시금 생각해 봐도 참 위트 있는 기술 아닌가 싶다. 전 세계 사람들이 기후 위기의 “악”이라고 소리치던 그 가스를 반대로 이용해 친환경 에너지를 저장하는 핵심 버퍼로 쓰다니 말이다. 덮쳐오는 상대의 힘을 그대로 역이용해 메치는 공학판 유도 한판승을 보는 것 같은 통쾌함이 있다.
다만 공학자로서 전기 발전에 대해 한 가지 아쉬움이 항상 남는 건, 스케일과 방법이 다를 뿐이지 인류의 발전 방식은 결국 어떻게든 열이나 압력을 발생시켜서 무식하게 터빈을 돌리는 고전적인 메커니즘에서 단 한 발짝도 못 벗어났다는 점이다. 원자력이든, 화력이든, 이번 CO2 배터리든 본질은 팽창하는 힘으로 바람개비를 돌리는 아날로그 방식이다. 당연히 쉽지 않겠지만, 중간에 터빈 돌리는 과정 싹 다 생략하고 분자나 원자 레벨에서 흘러 다니는 전자를 다이렉트로 낚아채서 전기로 꽂아 넣는 기발한 방법은 없는 건가 하는 철없는 생각이 항상 든다. 뭐, 그게 간단한 거였으면 천재들이 이미 진작에 만들어 냈겠지. ㅋㅋㅋ
여튼 오늘 로그파일은 여기까지 쓰련다.
…아, 그나저나 구글 애드센스 님한테 1차 거절 통지를 당하고 말았다. 내 정성 어린 콘텐츠가 무려 “가치 없는 저품질”이라나 뭐라나… 꺼이꺼이😭. 아무래도 저번에 포스팅 permalink 구조를 SEO에 좋답시고 포맷으로 급하게 바꾸는 바람에, 구글 봇이 기존 링크를 제대로 못 찾고 인덱싱(Indexing) 에러를 뿜어낸 게 문제가 아닐까 싶긴 한데… 진실은 정확히 알 수가 없다는 안타까운 현실이다.
지금은 깨진 페이지들 싹 다 잡아서 깔끔하게 정리가 되긴 했지만, 정신 차려서 정성스럽게 포스팅 몇 개 더 하고 다음 주에 사이트맵이랑 색인 생성 상태 좀 완벽하게 모니터링한 뒤에 재시도해 봐야겠다. 애드센스 통과하는 게 이렇게 어려운 것이었구나 ㅠㅠ
기록 저장 완료.
MDPI, Signing off.