太陽光や風力で生産された電気を利用して液体空気状態で保存してからまた電気に還元する記述を開発.
再生エネルギーを液体空気を圧縮してまた電気に還元したら效率はどうでしょう...商用化が可能でしょうか.
良い質問です. おっしゃった ‘液体空気を利用したエネルギー保存’(Liquid Air Energy Storage, LAES) 方式は実際に研究・商用化段階にある 有望な一体エネルギー保存技術 中の一つです. ただ, 效率・経済性面ではまだ改善余地が多いです. 下に整理して上げますよ.
原理簡単に整理
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残る全力(例: 太陽光・風力)を利用して空気を -196゜Cで冷凍させて液化.
→ 体積が約 1/700で減ります. -
低温保存タンクに保管.
→ 長期間保存可能(バッテリーより安定的). -
必要な時空気を気化させて膨脹 → タービン駆動 → 前期生産.
→ 冷熱(Cold energy)と肺熱(Heat energy)を效率的に利用すれば発展效率向上.
效率(エネルギー転換效率)
| 仕分け | 変換過程 | 平均效率 |
|---|---|---|
| 圧縮空気エネルギー保存 (CAES) | 電気 → 圧縮空気 → 電気 | 40‾55% |
| 液体空気エネルギー保存 (LAES) | 電気 → 液体空気 → 電気 | 50‾70% |
| リチウムイオンバッテリー | 電気 → 化学 → 電気 | 85‾95% |
| 水素エネルギー保存 (電気分解+燃料電池) | 前期 → 水素 → 電気 | 30‾45% |
すなわち, 現在はリチウムイオンバッテリーよりは非效率的だが,
大容量・長期保存では有利です.
長所
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素材が空気なので親環境的で安全です.
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数 MW‾GW級大容量保存可能.
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寿命ほとんど無制限 (化学反応がなし).
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都市隣近設置可能 (酸素・窒素など有害物質なし).
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**他のシステム(肺熱, LNG 冷熱など)**科結合時效率上昇.
短所 / 技術的限界
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液化空気生産時 極低温冷却エネルギー消耗が大きい.
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現在技術では **Round-trip 效率(電気→前期還元)**これ 約 60% 内外.
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大規模貯蔵タンクとヨルギョファンシステム構築費用が高い.
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**小規模分散型よりは大規模(産業用, 発電所連携)**にだけ経済性ある.
商用化可能性
もう イギリス Highview Power, アメリカ Energy Vault などが実証プラントを運営中です.
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イギリスマンチェスター LAES プラント: 5MW級, 15MWh 保存
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商用化目標: 2020年代後半から 100‾400MWh級商業運転
よって,
短期的には效率が低いが,
長期的には大規模再生エネルギー保存用で充分に商用化可能一技術です.
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태양광이나 풍력으로 생산된 전기를 이용해서 액체 공기 상태로 저장했다가 다시 전기로 환원하는 기술을 개발.
재생 에너지를 액체 공기를 압축해서 다시 전기로 환원한다면 효율은 어떨까요...상용화가 가능할까요.
좋은 질문이에요. 말씀하신 ‘액체 공기를 이용한 에너지 저장’(Liquid Air Energy Storage, LAES) 방식은 실제로 연구·상용화 단계에 있는 유망한 대체 에너지 저장 기술 중 하나입니다. 다만, 효율·경제성 면에서는 아직 개선 여지가 많습니다. 아래에 정리해드릴게요.
⚙️ 원리 간단히 정리
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남는 전력(예: 태양광·풍력)을 이용해 공기를 -196°C로 냉각시켜 액화.
→ 부피가 약 1/700로 줄어듭니다. -
저온 저장 탱크에 보관.
→ 장기간 저장 가능(배터리보다 안정적). -
필요할 때 공기를 기화시켜 팽창 → 터빈 구동 → 전기 생산.
→ 냉열(Cold energy)과 폐열(Heat energy)을 효율적으로 이용하면 발전 효율 향상.
⚡ 효율(에너지 전환 효율)
| 구분 | 변환 과정 | 평균 효율 |
|---|---|---|
| 압축 공기 에너지 저장 (CAES) | 전기 → 압축공기 → 전기 | 40~55% |
| 액체 공기 에너지 저장 (LAES) | 전기 → 액체공기 → 전기 | 50~70% |
| 리튬이온 배터리 | 전기 → 화학 → 전기 | 85~95% |
| 수소 에너지 저장 (전기분해+연료전지) | 전기 → 수소 → 전기 | 30~45% |
🔹 즉, 현재는 리튬이온 배터리보다는 비효율적이지만,
대용량·장기 저장에서는 유리합니다.
🧩 장점
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소재가 공기이므로 친환경적이고 안전합니다.
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수 MW~GW급 대용량 저장 가능.
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수명 거의 무제한 (화학 반응이 없음).
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도시 인근 설치 가능 (산소·질소 등 유해물질 없음).
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**다른 시스템(폐열, LNG 냉열 등)**과 결합 시 효율 상승.
⚠️ 단점 / 기술적 한계
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액화 공기 생산 시 극저온 냉각 에너지 소모가 큼.
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현재 기술로는 **Round-trip 효율(전기→전기 환원)**이 약 60% 내외.
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대규모 저장탱크와 열교환 시스템 구축비용이 높음.
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**소규모 분산형보다는 대규모(산업용, 발전소 연계)**에만 경제성 있음.
💡 상용화 가능성
이미 영국 Highview Power, 미국 Energy Vault 등이 실증 플랜트를 운영 중입니다.
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영국 맨체스터 LAES 플랜트: 5MW급, 15MWh 저장
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상용화 목표: 2020년대 후반부터 100~400MWh급 상업 운전
따라서,
✅ 단기적으로는 효율이 낮지만,
✅ 장기적으로는 대규모 재생에너지 저장용으로 충분히 상용화 가능한 기술입니다.