화재 위험 0% 바나듐 배터리 주목

이 전지는 리튬 전지를 제외하고 대량 생산이 가능한 유일한 2차전지로 알려졌다. 전극에 물질이 달라붙지 않아 수명이 길고 용량 확장도 자유롭다.

바나듐 흐름 전지는 물을 기반으로 한 전해액을 사용하여 화재 위험이 전혀 없다는 것이 가장 큰 장점이다. 전해액의 양에 비례하여 용량을 결정할 수 있어, 대용량 장주기 저장 시스템 구축에 매우 유리하다. 이러한 특성 덕분에 대규모 에너지 저장 설비에 적합하다는 평가를 받는다.

아래에 위치한 탱크에 담긴 전해액을 펌프로 끌어올려 스택으로 공급하며, 스택 내부의 분리막을 사이에 둔 양극과 음극 전극에서 전기화학적 반응을 통해 충전 또는 방전이 이루어진다. 스택은 다수의 셀이 적층된 구조로 구성되어 있으며, 양극과 음극에 각각 펌프가 배치되어 전해액 순환을 유도한다.

바나듐 흐름 전지 개발에서 가장 큰 난관은 스택의 누액 방지 기술 확보였다. 스택은 작은 프레임 수백 개로 구성되어 있어 이 사이에서 전해액이 새어 나오지 않도록 누액을 잡는 것이 매우 어렵기 때문이다. 수년간 수십, 수백 번의 반복적인 테스트를 통해 안정적인 누액 방지 기술을 확보했으며, 이를 통해 양산 시 성능 편차를 최소화하는 기술적 성과를 달성했다.

해외에서는 바나듐 흐름 전지를 활용한 발전소급 대용량 프로젝트가 활발히 추진되고 있다. 실제로 1.2GWh 규모의 데이터 센터 입찰에 바나듐 흐름 전지 도입 계획이 나왔으며, 중국은 이미 4.5GW 이상의 바나듐 흐름 전지 에너지 저장 시스템을 설치하고 2030년까지 대폭 확대할 것을 선언했다. 일본은 국가 입찰에서 비리튬 전지의 낙찰 용량이 리튬 전지를 상회했으며, 호주와 동남아 등지에서도 수백 MWh 규모의 입찰이 활발하게 진행되고 있다.

리튬 배터리는 에너지 밀도가 높고 출력이 강해 스포츠카에 비유될 수 있는 반면, 바나듐 흐름 전지는 대용량을 오래 쓸 수 있는 픽업트럭과 유사하다. 리튬 배터리가 순간적인 고출력과 높은 에너지 밀도를 요구하는 분야에 적합하다면, 바나듐 흐름 전지는 대용량 장기 저장 능력으로 신재생 에너지의 간헐성을 보완하는 데 최적화되었다. 이처럼 각 배터리는 고유한 강점을 바탕으로 다양한 용도에 맞춰 활용될 전망이다.

국내에서는 현재 호남 지역에 20MWh 규모의 바나듐 흐름 전지 프로젝트가 진행되고 있다. 이 프로젝트는 2027년 상반기에 시운전을 마친 후 본격적인 가동에 들어갈 예정이다. 정부는 비리튬 배터리 육성을 에너지 정책으로 공식화하며 에너지 안보와 산업 발전을 동시에 도모하고 있다. 이는 신재생 에너지 전환 가속화와 함께 국내 배터리 산업의 경쟁력을 강화하는 데 기여할 것으로 보인다.