무한 에너지 시대 를 위한 노력 - 테크 레시피 
 전기 는 전선 같 은 배전 설비 를 통해 가정 으로 보내 진다 . 물론 전력 수요 가 높 아 지 면 전력 을 공급 하 지 못할 위험 이 생기 게 된다 . 이런 이유 로 낮 은 위치 에 있 는 저수지 물 을 일시 적 으로 높 은 위치 까지 끌어올려 낙차 를 이용 해 발전 하 는 양수식 수력 발전 시스템 을 활용 하 기 도 한다 . 댐 을 만들 어 전력 수요 가 많 을 때 에 는 높 은 곳 에서 낮 은 곳 으로 물 을 흘려 정상 적 ( ? ) 으로 발전 을 하 다가 수요 가 줄 면 낮 은 곳 에서 높 은 곳 으로 다시 물 을 끌 어 올려서 전력 수요 에 대비 해 에너지 를 비축 하 는 것 이 다 . 
 하지만 양수식 수력 발전 을 하 려면 지형 제한 을 해결 해야 한다 . 저 수지 2 개 가 필요 한 셈 이 어서 건설 비용 도 높 아 진다 . 그런데 스위스 스타트업 인 에너지 볼트 ( Energy Vault ) 가 이런 문제 를 해결 할 수 있 는 대안 으로 콘크리트 배터리 를 개발 해 눈길 을 끈다 . 
 에너지 볼트 가 개발 한 콘크리트 배터리 의 구조 는 사실 앞서 설명 한 양수식 수력 발전 과 다를 건 없 다 . 다만 물 과 댐 대신 콘크리트 블록 과 크레인 을 쓴다는 게 다를 뿐 이 다 . 콘크리트 배터리 는 양수식 수력 발전 에서 사용 하 는 물 대신 콘크리트 로 만든 블록 을 높이 쌓 고 전력 수요 가 일정 수준 을 초과 하 면 쌓 아 둔 콘크리트 블록 을 크레인 으로 차례 로 바닥 으로 내린다 . 블록 을 바닥 에 떨어뜨릴 때 발생 하 는 낙하 에너지 를 전력 으로 삼 는 것 . 
 콘크리트 배터리 의 가장 큰 장점 중 하나 는 전력 효율 이 다 . 지금 까지 나온 배터리 중 에너지 효율 이 가장 높 은 건 리튬 이온 전지 로 충전 량 중 90 % 전력 을 생산 할 수 있 다고 한다 . 콘크리트 배터리 는 블록 운반 에 필요 한 전력 대비 바닥 에 떨어뜨릴 때 생성 하 는 전력 이 85 % 다 . 리튬 이온 전지 와 거의 비슷 한 에너지 효율 을 갖췄 다는 얘기 다 . 
 에너지 볼트 가 데모 로 구축 한 콘크리트 배터리 는 높이 20 m 에 콘크리트 블록 을 올리 고 내릴 크레인 1 대 로 구성 되 어 있 어 많 은 전력 을 만들 어 낼 수 는 없 다 . 하지만 에너지 볼트 측 의 구상 에 따르 면 실제로 건설 할 콘크리트 배터리 는 높이 120 m 에 크레인 수도 6 대 에 이를 것 이 라고 한다 . 이 같 은 시설 을 이용 하 면 만들 어 낼 수 있 는 전력량 은 시간 당 최대 20 mW 라고 한다 . 이 정도 면 스위스 내 일반 가정 2 , 000 곳 이 하루 에 필요 로 하 는 전력 을 공급 할 수 있 는 수준 이 다 . 
 콘크리트 배터리 의 또 다른 장점 가운데 하나 는 전력 공급 비용 이 저렴 하 다는 것 . 발전 용 리튬 이온 전지 의 경우 1 kW 당 280 달러 에서 350 달러 사 이 지만 콘크리트 배터리 는 150 달러 로 추정 된다고 한다 . 반값 이 면 충분 하 다는 것 이 다 . 
 콘크리트 는 리튬 이온 전지 보다 훨씬 저렴 하 기 때문 에 시설 을 구축 할 때 들어가 는 비용 면 에서 도 유리 하 다 . 블록 에 이용 하 는 콘크리트 는 건설 공사 등 에서 나온 걸 재 활용 하 면 재료 비용 을 더 아낄 수 있 다 . 
 콘크리트 배터리 기술 은 하드웨어 자체 만 보 면 새로울 건 없 다 . 하지만 소프트웨어 는 다르 다 . 콘크리트 블록 을 크레인 으로 들 어 올리 면 바람 의 영향 탓 에 블록 이 흔들리 고 블록 은 이 과정 에서 불 필요 한 전력 을 소모 하 게 된다 . 에너지 볼트 측 은 크레인 제어 프로그램 으로 바람 의 영향 을 최소 화 하 는 구조 를 구현 했 고 바람 의 영향 을 조금 받 아도 지장 을 덜 줄 수 있 도록 했 다고 한다 . 
 물론 콘크리트 배터리 에 문제 가 없 는 건 아니 다 . 지금 당장 은 전력 공급 비용 이 낮 지만 리튬 이온 전지 는 미래 에 는 1 kW 당 10 달러 까지 비용 이 떨어질 전망 이 다 . 따라서 에너지 볼트 입장 에선 전력 공급 비용 을 더 낮출 방법 을 고민 해야 할 필요 가 있 을 것 으로 보인다 . 
 당연 하 지만 전력 수요 는 계속 늘어나 고 있 다 . 이런 이유 로 낮 에 축적 해 둔 전력 을 그대로 전력 소비 가 많 은 시간 대로 옮겨 주 는 피크 시프트 ( peak shift ) 를 위한 에너지 축전 술 , 배터리 의 중요 성 에 대한 관심 도 높 아 지 고 있 다 . 테슬라 가 가정 용 배터리 인 파워 월 이나 파나소닉 과 공동 으로 배터리 공장 인 기 가 팩 토리 를 건설 한 것 도 이런 중요 성 을 말 해 주 는 예 가운데 하나 다 . 
 최근 에 는 태양광 이나 풍력 등 신 재생 에너지 발전 을 최대한 활용 하 기 위한 망간 수소 전지 를 스탠포드 대학 연구 팀 이 개발 하 기 도 했 다 . 
 태양광 이나 풍력 발전 은 발전 한 전력 을 저장 해 둘 배터리 가 중요 하 다 . 미국 에너지 국 은 시간 당 적어도 20 kW 전력 을 축전 하 고 5 , 000 회 이상 충 방전 을 할 수 있 고 10 년 이상 수명 을 가진 전지 실용화 를 2 , 000 달러 이하 에 개발 한다는 목표 를 내걸 고 있 다 . kW 당 100 달러 정도 저렴 한 가격 인 배터리 가 필요 하 다는 얘기 다 . 
 문제 는 스마트폰 등 에 쓰이 는 리튬 이온 전지 의 경우 희소 금속 이나 희토류 를 이용 하 는 탓 에 비용 이 맞 지 않 는다는 것 이 다 . 앞서 밝힌 것 처럼 저렴 한 망간 을 이용 한 망간 수소 전지 에 관심 이 모아 지 는 이유 이 기 도 하 다 . 
 스탠포드 대학 연구 팀 은 망간 이온 과 이산화 망간 을 양극 사이 에서 순환 시켜 전자 를 나르 는 망간 수소 전지 를 개발 했 다 . 망간 수소 전지 는 당연히 충전 도 할 수 있 는 2 차 전지 이 며 배터리 용액 은 저렴 하 게 양산 할 수 있 는 황산 망간 을 이용 한다 . 또 100 W 전구 를 12 시간 비추 는 데 필요 한 비용 이 1 페니 에 불과 할 것 으로 추정 된다고 한다 . 
 연구 팀 이 개발 한 망간 수소 전지 는 크기 가 7 . 6 cm 가량 으로 20 mWh 전력 을 공급 할 수 있 는 상태 이 며 1 만 회 이상 충 방전 이 가능 한 내구 성 을 갖추 고 있 다 . 연구 팀 은 이번 에 개발 한 기술 을 바탕 으로 실용화 수준 규모 로 전력 을 저장 , 에너지 절약 목표 를 충족 시킬 수 있 을 것 으로 기대 하 고 있 다 . 앞 으로 저 비용 에 긴 수명 등 실용 성 을 갖춘 망간 수소 전지 가 나올 가능 성 도 있 다는 것 이 다 . 
 또 다른 편 으로 는 신재 생 에너지 활용 도 를 높이 려는 시도 도 계속 되 고 있 다 . 지난해 중국 상하이 에서 가까운 안후이 성 에선 수상 에 태양광 패널 을 깔 아서 40 mW 급 태양광 발전 을 할 수 있 는 수상 발전 시설 이 건설 되 어 지역 내 에 전력 을 공급 하 기 시작 했 다 . 중국 태양광 솔루션 기업 인 선 그로우 ( SunGrow ) 가 구축 한 것 으로 육상 이 아닌 태양광 발전 시설 로 는 세계 최대 규모 라고 한다 . 
 이 지역 에선 이미 20 mW 급 시설 을 운용 중 인 상태 였 고 중국 뿐 아니 라 인도 에서 도 100 kW 급 수상 태양광 발전 시설 이 건설 중 이 다 . 중국 의 경우 거국 적 으로 태양광 발전 을 확대 할 계획 을 세우 고 있 다 . 이미 지상 에 건설 한 태양광 발전 시설 의 경우 27 km 2 에 달하 는 면적 에 850 mW 급 이 라고 한다 . 
 수상 태양광 발전 의 경우 육상 보다 시공 이나 관리 를 위한 장애 도 더 존재 하 지만 다른 한편 으론 육상 에 대 규모 시설 을 건설 하 면 경제 활동 등 을 억제 하 는 물리 적 장벽 이 되 어 버리 는 문제 를 해소 할 수 있 다는 장점 도 있 다 . 도시 지역 과 가까운 수상 지역 에 건설 하 면 도시 에 전력 원 을 추가 하 기 쉬워진다는 장점 도 있 다 . 넓 은 면적 을 태양광 패널 로 덮 으면 수분 증발 을 줄이 는 효과 도 기대 해 볼 수 있 다 . 육상 보다 외부 온도 가 낮 아 태양광 패널 수명 에 도 좋 은 영향 을 미친다고 한다 . 
 물론 아직 까지 태양광 발전 능력 은 기후 나 일조량 에 크 게 좌우 되 는 만큼 안정 적 인 전력 원 이 라고 하 기 는 어렵 다 . 어디 까지 나 기존 화력 이나 원자력 발전 을 보완 해 주 는 역할 이 라고 할 수 있 다 . 이런 문제 를 해결 하 려면 리튬 이온 이나 앞서 밝힌 망간 수소 전지 등 을 활용 해 전력 을 모아뒀 다가 필요 할 때 전력망 에 공급 해 주 는 구조 를 함께 고민 해야 한다 . 하와이 카우아이 섬 에 테슬라 가 태양광 뿐 아니 라 축전 시설 을 함께 곁 득 여 섬 전체 가 필요 로 하 는 전력 을 충당 할 수 있 게 한 게 예 가 될 수 있 다 . 테슬라 는 태양 전지 패널 5 만 5 , 000 장 을 이용 하 고 여기 에 자사 의 배터리 인 파워 팩 ( Powerpack ) 272 개 를 이용 해 인구 6 만 7 , 000 명 인 섬 전체 에 전력 을 밤낮 없이 조달 할 수 있 도록 했 다 . 
 지구 인구 는 75 억 명 수준 에 이르 지만 오 는 2100 년 에 는 100 억 명 을 넘어설 전망 이 다 . 기존 같 은 화석 연료 나 원자력 에 만 의존 하 는 에너지 전략 은 한계 에 이를 수 있 다 . 이런 점 을 고려 하 면 신재 생 에너지 나 서두 에 밝힌 콘크리트 배터리 등 지속 가능 한 에너지 와 축전 술 에 대한 연구 와 노력 이 필요 하 다고 할 수 있 다 .