새로운 방식의 태양광 에너지 활용, Heliogen (NASDAQ : HLGN)

태양광을 이용하는 재생 에너지 기업이지만 다른 회사와는 조금 다른 점이 존재하는 데, 태양광 패널을 사용하지 않는다는 점이다. 태양광의 열 그 자체를 이용한다. 태양광 패널이 흡수할 수 있는 파장이 제한되어 있어 흡수율이 20%대에 머무는 것을 고려하면 매력적일 수 있고, 아무래도 반사판이 태양광 패널보다는 저렴하지 않을까 생각해 경제성도 따져볼 만하지 않을까 라는 생각도 했다. 또한 빌 게이츠와, Los Angeles Times의 소유주, Patrick Soon-Shiong이 투자하고 있는 기업이기도 하다. 무슨 얘기인지 Heliogen에 대해 알아보자

 

<창업자/CEO 이력>

(2) Bill Gross | LinkedIn

일단 창업자의 이력에 대해서 알아보면, 사업가 중 사업자의 체질이다. 이미, 고등학생 때, 태양광 전지를 이용한 제품을 만들어 팔아, 대학교 입학비용에 보탰다고 하며, 대학교 때에는 GNP Loudspeakers를 창업하고, 칼텍을 졸업하고는 팔아넘겼다. 1996년에는 Idealab이라는 곳을 창업해, 수많은 아이디어를 발굴하고 창업을 돕는 스타트업 인큐베이터와 같은 기업을 차려서 지금까지 운영하고 있으며, 그 덕에 수많은 기업의 공동 창업자로 일하고 있다. 2013년에 Haliogen을 창업해, 끊임없이 연구, 개발 중이다.

 

<제품>

이런 식으로 수많은 거울의 각도를 조절해, 타워 형식의 집광판에 태양빛을 집적시켜 고온으로 가열시키고, 그 열을 저장탱크 안에 있는 돌을 가열시킴으로써 에너지를 저장한다. 그리고 열교환기를 통해, 전력을 생산한다. 그 전력으로 전기분해를 해서 수소를 생산한다. 역시나 중요한 건 각각의 단계를 거칠 때의 효율이다. 결국 효율의 문제인데, 프레젠 테이션에서는 나와있지 않기 때문에, 조심할 것

본격적으로 프로토타입을 만든 것은 2015년으로 보이며, 2세대까지는 아직 최고로 가열해도 600도에 그쳤다. 이 600도는 대부분의 집광 발전의 한계점으로 여겨진다. 그런데 3세대에서는 드디어 600도를 넘어 800도에 도달했으며, 실제 프로토타입에서는 더욱 개선된 1000도에 도달한다. 왜 고온이 중요하냐라고 한다면, 모든 열기관 사이클에서는 결국 주입시키는 유체의 진입 온도와, 사이클 내에서의 최고 온도의 차이로 이론적으로 한계 열기관 효율이 결정되기 때문에, 온도 차이가 크면 클수록 이론상의 한계 효율이 크게 증가한다. 그래서 가스 터빈도 2000도 이상으로 가열시키는 것이고, 그 이상의 온도로 올라가기 위해 계속 소재 개발 중인 것이다. 그래서 600도와 1000도는 에너지 발전에서는 열효율이 꽤나 많이 차이 날 것이고, 이것은 경제성으로 직결되기에 이 600도의 한계점이 중요한 것으로 보인다. Scalable 한 생산이 가능하도록 5MW 모듈이 기준으로 설계하고 있고, 원하는 만큼의 발전량은 모듈의 개수로 맞추는 형식이다. 그렇게 구성했을 시의 전력 생산 비용은① $0.05/kWh라고 한다. 

 

① 8%의 이자율로 60%의 부채 + 40%의 자기 자본으로 구성, 12%의 자기 자본 비용으로 가정했을 때, 수명은 20년

<비즈니스 모델>

HelioHeat(열 집광) + HelioPower(전력 생산) + HelioFuel(수소 생산)으로 이루어지는 데, 용도에 따라서 골라서 사용하는 구조인 것 같다. 시멘트를 생산한다던지, 철을 용광로에 녹인다던지 하는 작업은 굳이 에너지를 전기의 형태로 가져와서 열로 변환할 필요 없이, 저장했던 열을 그대로 사용할 수 있는 부분이 있고, 그게 제일 효율적이기에 그렇게 사용할 수 있고, 그렇지 않다면 Helio power에서 전력을 생산에 사용한다. 그 외에, 남은 전력을 판매하거나, 수소를 생산을 주요 사업으로 하는 회사라면 HelioFuel에서 저장된 에너지를 수소로 바꿔서 사용하거나 팔면 된다.

현재 태양 에너지의 전력 생산의 문제는 전력 수요의 피크와 공급의 피크가 맞지 않는다는 점이고, 유동적으로 조절하는 데에 어려움이 있는 것이라고 주장하고 있고, 자신들의 솔루션을 적용하면 균일한 에너지 공급이 가능하다고 한다. 그러나 이건 태양광 전지도 ESS 시스템을 이용하면 해결 가능한 것이 아닌가?

그리고 수소 생산에 있어서도, 어떤 형태의 에너지보다, 저렴한 가격으로 궁극적으로 $2/kg 이하의 비용으로 생산할 수 있다고 자랑하고 있고, 하루의 80% 이상을 운영하는 것이 가능하다고 하는데, 뭔 소리인지? 아마 암석에 열에너지 형태로 저장하고 계속 발전할 수 있기에 그렇다는 뜻인지? 태양광을 집적해서 사용하는 이상, 해가 뜨지 않거나 충분히 에너지 발전이 가능할 정도로 뜨겁지 않으면 결국 하루의 80% 이상을 발전하는 것이 가능한가? 에너지 발전이 가능하다고 하더라고 그냥 충전한 에너지를 조금씩 방출해내는 것에 불과한데?

 

<성장 전망>

2023년부터 본격적인 설치가 이루어질 것으로 보이고, 프로젝트당 설치하는 모듈(5MWh)의 수도 점점 증가하는 것으로 예측하고 있다. 모듈당 설치 가격은 $65M(2023) -> $38M(2024) -> $25M(2025) -> $20M(2026)으로 점점 내려갈 것으로 예상하고 있고, 5MWh임으로 1MWh당 각각 $13M(2023) -> $7.6M(2024) -> $5M(2025) -> $4M(2026)으로 예상하고 있다. 루트에너지 (rootenergy.co.kr) 루트에너지 펀딩으로 보면 100Kwh 당 1.1억원정도의 비용으로 책정하고 있다. 즉 1Mwh의 경우에는 11억원 달러로 환산하면 $1M정도라는 얘기인데, 또한 아래의 표에서는 13억정도로 얼추 비슷하다.

초기 설치비, 출처 : 재생에너지(태양광, 풍력) LCOE 추정 및 전망, (에너지경제연구원)

이것만 보면 그냥 태양광을 설치하고 말지 왜 이걸 설치해야 할까 라는 의문이 들긴 하지만, 발전 단가가 훨씬 낮다.

출처 : 재생에너지(태양광, 풍력) LCOE 추정 및 전망, (에너지경제연구원)

태양광의 경우에는, 재무적 관점에서 보면 3MW 설비의 경우 136원/kWh으로 Heliogen의 60원(5센트)/kWh에 비해 2배 이상 비싸기 때문에, 초기 설치 비용은 비싸지만 사용하면 할수록 저렴해지는 것이다. 또한 내구성도 20년 이상으로 길기에 전혀 터무니없는 것은 아니다. 그러나 적자가 막대하다. 2023~4년에 데스밸리를 지나게 되는 데 충분한 기술력을 가지고 있고, 수주를 적정한 가격으로 따내는 것, 그리고 모듈당 생산 단가가 지속적으로 내려가는지 충분히 모니터링한 후에 투자를 결정해도 늦지 않다. 아직은 때가 아니다. 보유 예정 현금은 $385M으로 이론적으로는 적자를 감당하기에는 무리가 없지만, 예상대로만 가는 것은 아니다. $10 기준, 시가총액 $2.3B 예정이다.

 

<내부 직원 평가>

계속 연구 개발만 해오던 회사이고 이제 스텔스 모드에서 나왔기 때문에 이렇다 할 채용은 없었던 상황이어서 리뷰가 많지 않다. 평점 5점 만점의 5점으로 굉장히 높다. 크게 믿기지는 않지만 나쁜 것보다는 낮기에 긍정적으로 본다. 그러나 맹신하지 말 것.

 

<업데이트 사항>

21Q2 : Heliogen raises $108 million to advance new non-intermittent renewable energy technology for heat, power, and green hydrogen 추가적인 투자 유치를 받았다는 것, $108M 정도로 기존의 협력사도 포함되어 있다. 그 외에는 큰 업데이트 사항은 없다.