장시간 에너지 저장 기술이 리튬 이온 배터리의 시장 지배력에 도전장을 내밀고 있다

장시간 에너지 저장 기술이 리튬 이온 배터리의 시장 지배력에 도전장을 내밀고 있다

Joe Darrah . April 28, 2026

Fourth Power는 리튬 이온 배터리를 대체할 수 있는 더욱 안전하고 확장 가능하며 비용 효율적인 대안을 위해 열 기술을 활용한 장시간 에너지 저장 장치를 개발합니다.

 

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[ Fourth Power의 히터는 태양 온도의 ​​거의 절반에 달하는 매우 높은 온도에서 작동하여 높은 출력 밀도를 구현합니다. (사진 제공: Fourth Power) ]

 

장시간 에너지 저장 기술이 리튬 이온 배터리의 시장 지배력에 도전장을 내밀고 있다

Joe Darrah . April 28, 2026

Fourth Power는 리튬 이온 배터리를 대체할 수 있는 더욱 안전하고 확장 가능하며 비용 효율적인 대안을 위해 열 기술을 활용한 장시간 에너지 저장 장치를 개발합니다.

 

오늘날 전력망의 취약성은 어느 정도까지는 배터리 에너지 저장 시스템 (BESS), 특히 리튬 이온 배터리 기술 기반의 혁신이 성공적으로 이루어지면서 발생하는 상충 관계에 기인한다고 볼 수 있습니다. 피크 시간대 수요 증가와 갑작스러운 에너지 급증에 대응하기 위한 솔루션이 더욱 많이 개발됨에 따라 수요 변동폭이 넓어졌습니다. 여기에 데이터 센터 건설, 전기 자동차(EV) 생산 증가, 그리고 광범위한 전기화가 전력망에 미치는 총체적인 영향을 고려할 때, 이러한 상충 관계의 균형을 맞추는 것은 더욱 어려워 보입니다.

 

장기간 에너지 수요 해결

 

"단기 배터리는 급격한 수요 급증에 효과적으로 대응해 왔지만, 이러한 배터리가 전력망에 더 많이 도입됨에 따라 수요 급증의 정점을 완화하고 장기간 지속적인 수요 증가로 이어지고 있습니다.

 

" 매사추세츠주 케임브리지에 위치한 스타트업 Fourth Power 의 CEO인 아빈 가네산은 전력망 수요 가 최고조에 달했을 때 열을 저장하여 장기간 에너지를 공급하는 열에너지 저장(TES) 장치를 통해 이 분야를 재정의하고자 합니다.

 

"단기적인 수요 급증 대신, 이제 전력망은 더 오랜 시간 동안 전력을 필요로 하는 장기적인 수요 정체 현상에 직면하고 있습니다. 바로 이 부분에서 우리 기술이 가치를 더할 수 있습니다. 우리 시스템은 장기간의 수요를 지원하도록 설계되었으며, 더욱 중요한 것은 전력망 변화에 맞춰 확장될 수 있도록 설계되었다는 점입니다."

MIT 교수이자 설립자인 아세군 헨리 박사(PhD, BS)가 10여 년 전 시작한 연구에서 탄생한 이 회사는 에너지 차익거래와 병행하여 운영될 예정이며, 가네산 대표의 설명처럼 보다 비용 효율적인 방식으로 유연한 에너지 저장 시스템을 구축하고자 하는 사람들에게 대안을 제공할 것입니다. 

 

가네산 대표는 "에너지가 저렴한 고체 물질에 저장되기 때문에 저장 시간을 연장하는 비용이 상대적으로 저렴합니다."라고 말했습니다. "이를 통해 리튬 이온 배터리에 비해 훨씬 저렴한 비용으로 전력망 수요에 맞춰 저장 용량을 확장할 수 있습니다.

 

" 지난 가을 2천만 달러 규모의 시리즈 A 플러스 투자를 유치한 가네산 대표와 그의 동료들은 올해 회사의 모듈형 대규모 열에너지 저장(TE

S) 시스템 시연을 진행할 계획입니다. 가네산 대표는 "리튬 이온 배터리는 특히 4~8시간 범위의 단기 에너지 수요를 충족하는 데 중요한 역할을 해왔으며 앞으로도 그럴 것이지만, 우리의 접근 방식은 시간 경과에 따른 확장성에서 차이가 있습니다."라고 설명했습니다. 

 

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저장 공간을 가볍게 여기다

 

이 회사의 열에너지 저장(TES) 기술은 빛을 전력으로 변환하여 공급하는 방식이며, 물체가 방출하는 빛의 양이 절대 온도의 네제곱에 비례한다는 스테판-볼츠만 법칙에 기반합니다. 다시 말해, 물체의 온도가 두 배가 된다고 해서 빛의 양도 두 배가 되는 것이 아니라 16배가 됩니다.

 

포스 파워(Fourth Power)의 TES 기술은 국내산 탄소(흑연)로 구성된 폐쇄형 파이프 및 펌프 네트워크를 통해 최대 2,400°C(태양열의 절반 수준)까지 가열된 용융 주석을 순환시켜 흑연 블록에 저장합니다. 이 블록에서 방출되는 빛은 필요에 따라 자체 개발한 열광전지(TPV)를 통해 포착되어 전력 공급을 위한 에너지원으로 활용됩니다. 

가네산은 액체 금속을 열 전달 매체로 활용함으로써 TES가 전례 없는 전력 밀도를 달성한다고 설명합니다. TES의 모듈식 특성은 전력과 에너지를 분리하여 전력 회사가 필요에 따라 저장 시간을 점진적으로 늘릴 수 있도록 하며, 비용은 킬로와트시당 25달러 미만으로 책정됩니다.

 

 이는 리튬 이온 배터리의 저장 시간 추가 방식과 차별화되는 핵심 요소입니다. 가네산은 "저희 설계는 전력 회사가 현재 필요한 용량으로 시작하여 전체 시스템을 재구축하지 않고도 전력망 요구 사항이 증가함에 따라 저장 시간을 추가할 수 있도록 합니다."라고 말했습니다. 

 

"리튬 이온 시스템은 왕복 효율이 더 높지만, 이것이 바로 절충점입니다. 하지만 왕복 효율은 차익 거래에서 가장 중요한 요소이며, 저희가 주로 집중하는 시장은 차익 거래가 아닙니다. 물론 차익 거래도 가능하지만, 저비용 시스템으로서 저희의 주요 용도는 신뢰성 또는 용량 요구 사항을 충족하는 것입니다. 대부분의 응용 분야에서 6시간 이상 전력을 저장하지 않기 때문에 단기 리튬 이온 배터리는 이러한 용도에 적합하지 않습니다."

 

[ 저렴한 탄소 블록을 사용하여 기록적인 고온에서 에너지를 저장합니다. (사진 제공: Fourth Power) ]

 

미래 상업화를 위한 투자 

 

Fourth Power의 최근 자금 조달에는 세계 최대 재보험사인 Munich Re의 벤처 캐피털 부문인 Munich Re Ventures( 샌프란시스코 소재), 첨단 기술 기업인 DCVC( 팔로알토 소재), 그리고 빌 게이츠가 설립한 벤처 캐피털, 자선 단체, 정책 옹호 단체를 겸비한 Breakthrough Energy

 Ventures( 커클랜드 소재) 등이 투자에 참여했습니다. 

 

이번 자금 조달을 통해 회사의 1단계 본부가 위치한 매사추세츠주 베드퍼드에서 상용 구성 요소를 활용한 1메가와트시 규모의 통합 전기 시범 사업을 가속화할 계획입니다. Ganesan 대표는 이번 투자가 공급업체 및 고객과의 기존 파트너십을 강화하고 신규 고객 확보에도 도움이 될 것이라고 밝혔습니다.

 

그는 "시범 사업의 대부분은 실제 규모의 구성 요소를 사용할 것이며, 시스템 구축, 계획, 일정 수립 및 운영이 상당 부분 진행된 상태"라고 덧붙였습니다. Fourth Power는 2027년까지 첫 번째 상업적 파트너십에 대한 자세한 내용을 발표할 예정입니다. 

 

열에너지 저장 방식과 배터리 에너지 저장 방식 비교

 

가네산은 향상된 안전성, 지속 가능한 수명 주기 관리, 제조상의 이점 등 TES의 추가적인 장점을 강조했습니다. 그는 "리튬 이온 시스템이 사실상 불타오르는 사례가 널리 알려져 있습니다."라고 말하며, "오늘날 열 폭주 현상 때문에 리튬 이온 시스템 사용을 금지하는 지역 사회가 늘어나고 있습니다. 이것이 바로 전기화학 시스템의 본질입니다. 전기화학 반응이 멈출 때까지 계속해서 불이 붙게 됩니다. 이것이 전기화학 반응이 없는 열에너지 시스템과 리튬 이온과 같은 시스템의 근본적인 차이점입니다. 저희 시스템은 완전히 불활성 환경에 보관됩니다. 매우 높은 온도가 발생하지만, 불활성 환경 덕분에 산화되어 화재가 발생할 가능성이 없습니다."라고 설명했습니다. 

가네산은 "만약 불활성 환경이 뚫리고 산소가 유입되더라도 시스템은 전체 구조물 내부에 갇혀 시간이 지남에 따라 천천히 냉각됩니다."라고 설명했습니다. "수명이 다하면 해체 작업이 필요하지만, 유해 물질은 전혀 사용되지 않습니다. 유해 폐기물 처리도 필요 없고요. 탄소 블록은 어떤 용도로든 재활용할 수 있습니다. 태양광 패널은 다른 태양광 패널과 마찬가지로 일반적인 해체 과정을 거칩니다." 

가네산은 TPV(열전 태양광 발전)의 공급망이 매우 방대하다고 말했습니다. "현재 우리는 우주 태양광 제조업체로부터 공급받고 있지만, 태양 전지 제조 방식은 발광 다이오드(LED)와 매우 유사합니다."라고 그는 말했습니다. "궁극적으로는 상당한 글로벌 생산 능력을 보유한 LED 제조업체들이 이를 생산하게 될 것입니다.

 

그리고 우리는 이 산업이 단일 기술에 의존하는 미래가 아니라고 생각합니다. 안정적인 전력망을 위해서는 다양한 에너지 저장 솔루션이 필요합니다. 포스 파워(Fourth Power)는 수요 증가에 따라 더욱 긴 시간 동안 높은 활용률에 대한 요구를 충족함으로써 리튬 이온 배터리를 보완하도록 설계되었습니다."

선진상사는
사업장 비배출 시설계 폐기물 관련 허가업체로서
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​* ESS 배터리 ( Energy Storage System , 에너지 저장장치 )
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* BMS  (Battery Management System , 배터리 관리 시스템)
* EMS  (Energy Management System . 에너지 관리 시스템)
* PCS   (Power Conversion System . 전력 변환 시스템)

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[선진상사의 미8군과 리튬이온 배터리 관련 계약,하청업체 자료입니다.]

 

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