신재생 에너지의 산업현황 및 전망

 

18세기 영국 산업혁명이 발발한 이래 인류는 어마어마한 량의 에너지를 사용해왔다. 석탄과 같은 화석에너지에서부터 원자력이나 핵융합과 같은 고농축 에너지까지, 200년도 채 안 되는 기간 동안 원료의 종류를 달리하며 많은 에너지를 사용하기 위해 노력해왔다. 왜 이렇게 많은 종류의 에너지를 사용한 것일까? 이유는 간단하다. 인류가 사용해 온 에너지원은 그 매장량이 제한되어 있고, 그에 반해 문명과 생활수준이 발전하면서 필요로 하는 에너지는 점점 증가했기 때문이다.

 

신재생 에너지에 대한 필요성 대두는 오일쇼크 때 일어났다. 기존 석유 매장량의 대부분을 차지하고 있는 국가들이 연합하여 석유 가격을 올렸고, 석유 없이는 살 수 없는 지구촌 국가들은 울며 겨자 먹기로 비싼 돈 주고 석유를 구입해야 했다. 게다가 석유는 얼마 안 가 고갈될 것이라고 하는데 계속 석유만 써서 산업을 발전시킬 수는 없었다. 엎친 데 덮친 격으로 지구환경은 급속도로 나빠졌다. 무차별하게 사용해온 화석연료들로 인해 온실 가스는 무분별하게 방출되었고 지구 온난화는 극심해졌다. 오존층이 파괴되고, 온난 기후 지방은 아열대화 되어갔으며, 극지방 빙산이 끊임없이 녹아가서 북극곰들이 살 수 있는 곳이 줄어들어갔다. 드디어 인류는 교토의정서 발효를 계기로 온실가스 배출량에 대한 탄소배출권에 대해 논의하고 그 배출량을 줄여가기로 합의하였다.

 

그러므로 신재생 에너지라는 화두가 나온 건 비교적 최근의 일이 아니라 꽤 오래전, 적어도 1970년경의 일이기는 하다. 이제야 협약을 이유로 필수적으로 발전시키기 시작한 것이다. 이미 인간은 지속가능한 발전을 꿈꿔왔고 고갈되지 않는 에너지원을 창출하기 위해 부단한 노력을 해왔다. 태양광, 풍력, 지열, 조력, 수력 등 이 모든 것이 자연에서 끊임없이 창출되는 에너지를 모태로 생각해낸 에너지원이다.

 

신재생 에너지란 건 기본적으로 자연에 존재하는 에너지를 사용하여 오염물질을 배출하지 않는 데 있다. 그런데 문제가 조금 있었다. 자연에 존재하는 에너지를 실생활에 사용할 수 있는 형태로 만들자니 그 효율이 무척 좋지가 않았던 거다. 한 예로, 태양광 에너지도 고안되어 실용화 된 지 꽤 오래되긴 했지만 경제성이 미비하다는 이유로 전자계산기에나 박혀서 대용량의 발전은 못하고 미세한 전력 보급을 하는 용도로 사용되고 있었단 말이다.

 

 

[인천시청 옥상 태양광발전설비]

 

신재생에너지 중 가장 많은 관심을 받으며 성장하고 있는 것은 단연 태양광이다. 태양은 지구가 태어나기 전부터 존재해왔던 무궁무진한 에너지의 원천이자 보고이다. 아직 인류가 태양빛을 원료로 만들어낼 수 있는 에너지원이라고는 태양광과 태양열 정도이다. 그 중 태양광은 반도체 PN접합을 기본으로 하여 빛을 받아 전자를 생산해 내 전기를 발생시키는 기술이다. 아직 효율은 5%에도 미치지 못할 만큼 미약하지만 점점 그 효율이 개선되어 가고 있다. 요즘은 각 관공서 옥상에 빼곡히 태양전지를 설치하여 사용하고 있으며 태양광발전소도 구축하는 중이다. 경북 예천에 있는 솔라태양광발전소는 4994장의 태양광 모듈로 1MW의 전력을 발전하고 있다.

 

 

[가든파이브 BIPV방식 태양광발전]

 

요즘 가장 주목받고 있는 태양광 발전의 형태는 BIPV형식이다. 건물일체형이라고 보는 이 방식은 기존 건물에서 유리나 외장재로 감싸던 부분을 태양광 모듈로 설치하여 외관을 특수하게 디자인할 수 있는 장점과 동시에 전력까지 발생시키는 구조다. 아직 BIPV 방식의 태양광 모듈을 생산할 수 있는 업체가 많이 없기 때문에 가격은 다소 비싼 편이지만 앞으로 발전가능성이 매우 큰 분야이다.

 

 

[강원도 대관령 삼양목장 풍력발전단지]

 

풍력발전은 태양광보다 친숙한 분야다. 강원도 대관령 산자락에 놀러만 가도 흔히 볼 수 있다. 인류는 예부터 풍차를 이용하여 그 에너지를 사용해왔다. 옛날 중세 유럽의 풍차가 바람 에너지를 그대로 기계에너지로 변환해 사용해왔다면 현재 우리는 그것을 전기에너지로 전환시켜 사용하는 점이 다르다. 기계부(날개)에서 바람을 맞으면 날개가 돌고, 발전기가 돌면서 전기가 발생한다. 발생된 전기는 DC에서 AC로 변환하여 수용가에 공급된다. 풍력발전은 바람이 불어야 발전하기 때문에 날씨에 심하게 영향을 받는 문제가 있기는 하지만 태양광과 마찬가지로 오염물질의 발생이 없는데다 바람이 상시적으로 부는 지역에 잘 설치만 할 경우 안정적으로 전력을 공급할 수 있다. 경북 영덕에 조성되어 있는 풍력발전단지에는 한 대당 1.65MW급의 풍차가 24대 설치되어 있는데 이 용량은 연간 9만 6539MWh의 전력을 생산해 내는 규모이다. 아직 우리나라 전력 소비량에 비하면 턱없이 적은 규모이지만, 풍력발전은 점점 많은 지역에 설치되는 중이다.

 

이제 전 지구적으로 지속가능한 에너지원을 발전시키는 것이 국가 경쟁력을 확보할 수 있다는 인식이 증가했다. 각 국가는 장비의 에너지 효율을 높이는 것과 동시에 신재생에너지의 발전량을 높이는 데 주력하고 있다. 우리나라만 해도 신재생에너지법을 두고 건물의 12% 내외를 신재생에너지 발전량으로 대체하도록 하는 등 법으로 신재생에너지를 반드시 사용하도록 규정하고 있다.

 

문명이 발전하려면 많은 에너지를 필요로 하고, 그 많은 에너지를 자급자족 할 수 있다면, 국가의 발전가능성은 그야말로 무제한이 된다. 신재생에너지에 대한 우월권을 확실히 선점하기만 한다면 앞으로 각 국가의 위상이 뒤바뀜은 물론 선진국에 대한 판도도 변할 것이다. 신재생에너지는 참으로 매력적인 사업 분야다.