건축/환경에너지

Nikkei Architecture_24.6.27 (p22-23)

중력을 이용해 초고층 건물을 '배터리'로 변신
미국 SOM, 에너지 저장 유력기업과 독점 계약

초고층 빌딩의 상층까지 추를 들어올려 에너지를 저장하고, 떨어뜨려 발전한다. 초고층을 ‘배터리’로 변신시키는 아이디어가 실현을 향해서 움직이기 시작한다. 미국의 대형 건축사무소가 저장 기술을 보유하고 있는 기업과 독점 계약을 맺었다.

미국의 대형 건축사무소인 SOM(Skidmore, Owings & Merrill)은 2024년 5월 30일, 중력축전시스템(GESS)을 전개하는 스위스의 에너지 볼트(Energy Vault Holdings)와 전략적 파트너십을 맺었다고 발표했다.

에너지 볼트가 진행하는 차세대판 GESS의 구조물에 대해 SOM이 독점적인 디자인/구조 설계자가 된다. 설계뿐만 아니라 제품 기획에도 SOM이 관련하게 된다고 한다.

GESS는 사물의 무게를 이용해 에너지를 저장/방출하는 기술을 말한다. 잉여 전력 등으로 블록 등을 들어올려 위치에너지로서 저장하고, 낙하할 때의 에너지로 터빈을 돌려 발전한다.

협업은 이미 시작되었고, 파트너십 체결에 맞추어 차세대판 프로토타입을 공표했다. 그 중 하나는 초고층 빌딩에 GESS를 내장한 것이다.

즉, 초고층 빌딩을 거대한 배터리로 만드는 아이디어다. SOM은 세계에서 가장 높은 건축물인 부르즈 칼리파(높이 829.8m, 아랍에미리트 두바이)의 설계자로, 초고층 설계에 정통한 건축사무소로 유명하다.

엘리베이터 샤프트와 같은, 추 역할을 하는 블록이 상하로 이동하는 승강로를 초고층 빌딩에 복수 설치함으로써 중력식 에너지 저장을 실현한다. 낮 동안에 사용하고 남은 재생가능에너지의 잉여분 등을 사용해 야간에 블록을 끌어올리는 상정이다.

건물 높이는 최저 300m, 최고 1000m를 상정한다. 위치에너지는 높이에 비례하기 때문에 건물 높이가 두 배가 되면 저장되는 에너지도 두 배가 된다.

에너지 볼트에 따르면, 프로토타입의 초고층 빌딩 1동에서 수 GWh의 축전이 가능하다. 초고층 빌딩 자체뿐만 아니라 인접한 빌딩에도 에너지 공급이 가능한 수준이라고 한다.

예를 들면 전력량을 공개하고 있는 신주쿠 파크 타워(높이 235m)의 하루 소비 전력량은 약 0.2GWh이므로 단순 계산으로 10일 이상의 전력 공급이 가능해진다.

-- 중국에서 세계 최초의 상용 이용 --
SOM에 따르면, 에너지 볼트는 차세대판을 설계할 때 전문 건축 지식을 요구했다고 한다. 에너지볼트의 로버트 피코니 회장은 "SOM과의 협업은 새로운 건축물의 설계와 에너지 효율의 지속 가능성에 초점을 맞춘, 수십억 달러 규모의 새로운 시장을 개척하는 것이다"라고 말했다.

엉뚱한 아이디어로 보일 수 있지만 실현 가능성은 낮지 않다. 에너지 볼트는 이미 중국 장쑤성에서 세계 최초의 상용 GESS를 건설 중이다.

시설의 높이는 약 150m로, SOM과 발표한 프로토타입과 마찬가지로 시설의 높이를 이용해 에너지를 저장하는 기술을 채택했다. 축전할 수 있는 전력량은 100MWh로, 이미 지역의 송전망과 접속해 충방전이 가능한 상태가 되었다. 2024년 5월 4일에는 시운전에 성공. 중국의 현지 기업과 공동으로, 중국에서 총 8곳의 건설을 추가한다고 발표했다.

GESS는 고도의 기술이 필요 없을 뿐만 아니라, 배터리와 달리 반복 이용에 의한 열화가 적다는 이점이 있다. 하지만 일반적으로 100m 이상의 고저차를 실현하기 위한 대규모 설비가 필요하다는 허들이 있었다. 초고층 빌딩과의 일체화는 그 과제를 극복하는 한 수라고 할 수 있다. 미국 블룸버그통신은 양측이 중동 개발자들과 협의를 진행하고 있으며, 이르면 2026년에 착공할 것이라고 보도했다.

에너지 볼트는 GESS에서 ‘상용에 가장 가까운 기업’으로서 2021년에 미국 뉴욕 증권거래소에 상장. 하지만 몇 년이 지나도 수익이 오르지 않아 주가가 부진하다. 중국에서의 프로젝트나 SOM과의 협업은 에너지 볼트에게 생명선이 될 것 같다.

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