블룸에너지(뉴욕증권거래소: BE)가 캘리포니아주 마운틴뷰에 위치한 유서 깊은 모펫 필드 연구 시설인 NASA의 에임스 연구 센터에 설치된 세계 최대 규모의 고체 산화물 수전해에서 수소를 생산하기 시작했다. 이 고온, 고효율 장치는 양성자 전해질막(PEM) 또는 알칼리성 등 상업적으로 입증된 저온 전해조보다 메가와트(MW)당 20~25% 더 많은 수소를 생산한다.
이 수전해 시연은 대규모 청정 수소 생산을 위한 블룸에너지의 고체산화물 기술의 성숙도, 효율성 및 상업적 준비성을 보여준다. 하루 2.4미터톤 이상의 수소를 생산할 수 있는 4MW규모의 블룸 수전해™는 2개월에 걸쳐 제작, 설치 및 운영되어 기기 납품의 빠른 속도와 용이성을 입증했다.
블룸에너지의 설립자이자 회장 겸 CEO인 KR 스리다르(KR Sridhar) 박사는 “이번 실증은 탄소중립 목표 달성을 위한 중요한 이정표”라고 말했다. “수소는 간헐적이고 감소된 에너지를 저장하고 산업 에너지 사용을 탈탄소화하는 데 필수적이다. 상업적으로 실행 가능한 수전해는 에너지 저장 퍼즐을 푸는 열쇠이며, 고체산화물 수전해는 본질적으로 우수한 기술과 경제적 이점을 제공한다. 고체산화물 기술 분야의 글로벌 선두기업인 블룸에너지는 이 흥미로운 시연을 전 세계와 공유하게 되어 자랑스럽다”며 “우리 제품은 이제 상용화 준비가 완료됐다”고 말했다.
이번 시연은 블룸에너지가 최근 미국 에너지부 아이다호 국립연구소(INL)에 위치한 100kW 시스템에서 진행한 프로젝트에서 기록적인 수전해의 효율을 달성한 것을 확장한 것이다. 현재 진행 중인 이 프로젝트에서 블룸에너지의 SOEC 수전해는 다른 어떤 공정보다 효율적으로 수소를 생산하며 저온 전기분해보다 25% 이상 더 효율적으로 4500시간의 풀 가동 운영을 완료했다.
INL의 증기 및 부하 시뮬레이션은 원자력 시설에서의 기술 적용 가능성을 검증하기 위해 원자력 발전 조건을 재현했으며, 파일럿 실증 결과 블룸에너지의 SOEC수전해는 수소 1kg당 37.7kWh의 수소를 생산하는 것으로 나타났다. INL에서 수행된 동적 테스트에는 시스템에 부정적인 영향 없이 10분 이내에 시스템을 정격 전력의 100%에서 5%로 낮추는 것이 포함되었다. 정격 부하의 5%에서도 에너지 효율(kWh/kg)은 100% 정격 용량에서 다른 수전해 기술보다 동등하거나 더 우수했다. 이 결과는 2023년 6월 7일 워싱턴 DC에서 열리는 에너지부 연례 검토 회의에서도 발표될 예정이다.
“수소를 만드는 데 필요한 수전해기의 전기량이 수소 생산 비용을 결정짓는 가장 큰 요인이 될 것이다. 따라서 수전해 장치의 효율, 즉 수소 1킬로그램을 생산하는 데 필요한 전기량이 가장 중요한 수치가 된다. 블룸에너지의 최고기술책임자인 라비 프라셔 박사는 “이번 NASA 에임스 연구센터에서의 4㎿ 시연은 블룸에너지의 대규모 수전해의 에너지 효율이 INL에서 테스트한 소규모 시스템과 유사하다는 것을 증명하며 모듈형 아키텍처 강점을 보여준다”고 말하며, “당사의 수전해 제품은 1GW 이상의 고체산화물 연료전지를 현장에 배치하고, 이를 통해 약 1조 시간의 누적 운영 시간을 제공한 블룸에너지 플랫폼의 노하우를 활용한다. 천연가스와 수소를 전기로 변환할 수 있는 동일한 기술 플랫폼을 가역적으로 사용하여 전기를 수소로 변환할 수 있다. 블룸에너지의 고효율 고온 고체 산화물 수전해기를 통해 저비용 청정 수소로 구동되는 탈탄소화 미래에 한 걸음 더 가까워졌다”고 전했다.
이번 시연은 2000년대 초 NASA의 화성 우주 프로그램의 일환으로 수행한 작업에서 그 뿌리를 찾을 수 있는 ‘완전한 순환의 순간’을 의미한다. KR 스리다르 박사와 그의 팀은 화성에서 생명체를 유지할 수 있는 기술을 개발하는 임무를 맡았다. 이들은 화성에 태양열 전기로 산소와 연료를 생산할 수 있는 전기분해기를 만들고, 이 장치를 역방향으로 작동시키는 연료전지로 전기를 생산했다. 그들은 곧 자신들의 기술이 지구에서 더 큰 영향을 미칠 수 있다는 것을 깨닫고 지구의 모든 사람들에게 깨끗하고 신뢰할 수 있는 에너지를 저렴하게 제공한다는 사명으로 2001년 블룸에너지를 설립했다. 이번 수소 실증 시연은 20여 년 전 7000평방피트 규모의 차고에서 블룸에너지가 운영을 시작한 NASA 모펫 필드 현장에서 이루어진 것으로 그 의미를 더한다.
현재 블룸에너지는 미국 전역과 아시아 4개국, 유럽 2개국에서 12억 달러 규모의 매출을 올리는 기업으로 성장했으며, 캘리포니아주 프리몬트(Fremont)와 델라웨어주 뉴어크(Newark)에 있는 제조 공장에서 2GW 이상의 생산 능력을 확보하고 있다. 블룸의 에너지 서버는 데이터 센터, 병원, 소매점, 대학 및 식품 생산업체에 깨끗한 Always-On 전력을 지원한다.
블룸에너지는 2023년 5월 15일부터 30일까지 모펫 필드에 있는 NASA의 에임스 연구 센터에서 열리는 데모 시연에 미디어와 자격을 갖춘 관계자를 초대한다. 설치 규모로는 세계 최대(4MW)이며 동시에 현존 최고 효율의 고체산화물 수전해 ‘블룸 일렉트로라이저’에 대한 자세한 정보 확인 및 방문 일정을 예약은 www.bloomenergy.com/bloomelectrolyzer/ 을 통해 진행할 수 있다.
