[녹색경제신문 = 박진아 유럽 주재기자] 세계 최고층 빌딩인 부르즈 칼리파(Burj Khalifa, 높이 828 미터)를 디자인한 세계적인 건축사무소가 이번에는 환경 오염 방지에 기여할 초고층 신재생 에너지 배터리로 전환할 수 있는 건축 디자인 프로토타입을 공개했다.

6월 초 이 소식을 보도한 블룸버그통신에 따르면, 두바이의 랜드마크인 부르즈 칼리파를 설계한 스키드모어 오윙스 앤 메릴 건축사무소(Skidmore, Owings & Merrill LLP, 이하 줄여서 SOM; 본사: 미국 시카고)는 친환경 에너지 기술업체인 에너지 볼트 홀딩스(Energy Vault Holdings Inc.)와 협력을 체결하고, 양사의 건축가와 공학자로 구성된 연구진은 높인 1km의 초고층 중력식(gravity-based) 전기발전 전지 구조물을 디자인해 이 사업에 투자할 부동산 사업자를 물색 중인 것으로 전해졌다.

지구상 온실가스 배출량 감축을 위해 태양광이나 풍력에서 생산한 에너지를 대량으로 저렴하게 저장하는 기술은 녹색 청정에너지 경제로의 이행을 앞당길 결정적인 단초다. 

신재생 에너지 업계가 반드시 풀어야 할 절실한 숙제는 바로 태양이 쨍쨍하지 않은 흐리고 비 오는 날이나 밤 시간, 바람이 불지 않는 날에도 안정적으로 전력을 생산하고 비축해 그리드의 전력 수요와 공급 균형을 유지해 줄 배터리 기술을 확보하는 것이다.

에너지 볼트(본사: 미국 캘리포니아 웨스트레이크 빌리지) 사가 중력 전지 기술은 만물은 올라가면 반드시 땅으로 떨어진다는 지구의 중력의 법칙(law of gravity)의 원리를 응용한다.

올라갔던 물체가 떨어지는 힘으로 발전기 시스템을 작동하여 전기를 발전시키고 저장하는 윈리인데, 가령 신재생 에너지가 많이 발전되면 잉여 에너지를 이용해 무거운 물체를 높이 올리고, 에너지 비축량이 떨어지면 아래로 떨어지는 힘으로 발전기를 작동한다. 가령, 양수발전소는 이 원리로 작동한다.

무게 추 높이를 두 배로 올리면 전력량도 두 배 생산된다. 무게 추를 높이 끌어당겨 올릴수록 그에 비례해 에너지 생산량이 많아지고 잉여 에너지가 늘어나고 따라서 에너지 생산 가격도 저렴해진다. 

중력 전지를 마천루 높이의 고층으로 설계하는 것의 기술적 정당성이 성립되는 이유다. 이 계산대로라면 현재 전력 저장용으로 가장 널리 사용 중인 리튬이온 전지 시스템 보다 비용 인하(현재 시간당 1kW 가격 13.5센트에서 5센트)가 가능해져 최종적으로 리튬이온배터리를 대체할 대안 솔루션이 될 수 있다는 게 에너지 볼트 사의 주장이다.

또, 업체 측에 따르면, 중력의 법칙에 따라 일단 중력 전지 건물이 200 미터가 넘는 높이에 이르면 중력 저장 시스템은 운영에 필요한 전력을 자체 공급할 수 있다. 

중력 전지 건물 사업자는 이 구조물 건성 자재의 톤당 탄소발자국 필수 수치를 상쇄해 준다. 이는  SOM 건축사가 설계에 소비한 건축자재 비용을  2~4년 내로 회수시켜줄 수 있는 액수다. 

건축물 시공을 탄소 배출 활동이라고 몰아세우는 대신 친환경 에너지 솔루션 겸 건설 사업에 대한 투자 상환 기회로 전환시킬 수 있다는 얘기다. 

에너지 볼트는 이 기술을 응용한 첫 이 정력 배터리 건물 프로젝트를 중국 상하이에서 건설 완공을 마감했다. 수력발전소에서 생산된 전기를 저장하는 방식과 유사한 콘셉트를 응용한 이 중력 전지 시스템은 4시간 당 25 메가와트를 공급할 수 있다.

더 나아가 업체는 중동지역 국가들로부터 부동산 개발 사업 파트너를 물색 중이며, 성사될 경우 오는 2026년 초부터 시공에 들어갈 수 있다고 낙관한다. 

현 단계 기술력으로 300미터 급 높이의 중력 전지 시스템은 수퍼고층급 프로젝트로 간주되는 고난도 개발사업이며, 전력 발전 및 저장과 주거 오피스 용도를 결합한 다목적 용도 초고층 건축물로 허가받으려면 아직도 2030년대까지 기술 개발이 계속돼야 할 것이라고 건설 부문 투자가들은 예상한다.