태양광 발전, '가능성'이 있는 이유는?

작년 12월, 첫눈이 내릴즈음 ‘전력거래소’를 찾았습니다. 전력거래소가 어떤 곳인지 궁금하다고요? 전력거래소는 말 그대로 우리나라의 전기를 거래하는 중심지입니다. 가정에서 사용하는 전기뿐만 아니라 전기를 대량으로 사용하는 기업, 공장 등에 전기를 공급할 때의 가격을 수요와 공급에 따라 결정하는 역할을 수행하게 됩니다. 

여기서 의문점 하나! 공공재 성격인 전기를 이렇게 거래해도 되는거냐고요? 거래를 해서 가격을 낮출 수 있고, 이를 통해 일반 가정에 더욱 저렴한 가격에 전기를 공급할 수 있으니 이것이야 말로 진정한 공익을 위한 활동이라고 할 수 있죠.

 

전력거래소 상황실 내부

이와 함께 전력거래소에서는 또 하나의 중요한 역할을 수행하게 됩니다. 바로 전국의 전기 수급을 실시간으로 모니터링하고, 제어(통제)하는 것이죠. 일일 평균 어느 정도의 전력이 필요할지 예측하고, 그에 맞춰 전기를 생산하도록 하는 컨트롤타워 역할을 수행한다고 보시면 됩니다. 전기라는 것이 일일 필요량 이상을 생산(발전)하게 되면 그대로 낭비되는 것이어서, 필요량을 예측하는 것이 매우 중요하다고 관계자는 이야기 하는데요. 그래서인지 전국의 전기수급현황판을 바라보는 전력거래소 직원들의 얼굴에는 사뭇 비장함까지 묻어있었습니다.

이러한 전기수요예측이 잘못되면 어떻게 되나고요? 작년 9.15 정전사태를 기억하시나요? 갑작스러운 전기 사용량 증가로 전국적으로 정전사태가 발생하고, 이로인해 많은 사람들이 불편을 겪었는데요. 이 정전사태의 원인 중 하나가 바로 전기수요예측 실패 때문입니다. 왜 중요한지 아시겠죠?

전력거래소 상황판. 전국의 전력운영 현황이 그래프와 수치로 보여지고 있습니다

전력 생산의 70% 차지하는 화석연료. 태양광 발전은 미미

전력거래소 상황실에 들어서니 전면에 보이는 매우 다양한 수치들과 그래프들이 눈에 띕니다. 가운데에는 전기가 어디에서 어디로 흘러가는지 보여주고, 양 옆에는 관련 정보들이 실시간으로 보여지고 있었는데요. 그 중에서 유독 눈에 띄는 것이 발전 종류별 발전량이었습니다.

우리나라의 발전소에서 전기생산의 가장 큰 비율을 차지하는 것은 원자력 → 화력  → 수력  → 신재생에너지 순입니다. 원자력은 핵융합반응시 일어나는 열을 이용하여 물을 데워 증기로 터빈을 돌려 전기를 생산하게 되고, 화력은 석탄, 석유 가스 등으로 터빈을 돌리는 힘을 얻게 되죠. 수력은 댐에 저장된 물이 낙차하면서 생기는 힘으로 발전기를 돌려 발전하는 방식입니다. 

2011년 1월부터 2월까지의 누계를 보면 석탄, 원자력, LNG 순으로 총 발전량 대비 41.58, 30.18%, 28.57%를 생산했습니다. 발전량의 70% 이상을 화석연료를 사용하는 발전소가, 28.57%를 원자력발전소가 발전한 것인데요. 반면 수력이나 기타발전소의 발전량은 미미한 수준입니다. 

 

그런데 태양광발전을 포함한 신재생에너지의 비율이 적은 이유는 무엇일까요? 아마도 아직 초기 단계이며, 비용 대비 효율이 아직은 낮다라는 것이 지배적입니다. 확실히 태양광발전을 위해서는 아직 발전해야 하는 부분들이 많죠. 상용화, 효율 등등… 

그 외에도 태양광발전을 비판적으로 바라보는 사람들은 흔히 태양광발전으로 우리에게 필요한 전기를 생산하려면 아주 넓은 땅이 태양전지로 뒤덮어야 하기 때문에 발전이 어렵다라고 이야기 하는데요, 예를 들어 서울에서 소비되는 전기를 공급하려면 남한 전역을 태양전지로 뒤덮어도 모자란다는 것이죠. 

태양광 발전의 가능성을 엿보는 사례!

하지만, 이러한 비판은 더 이상 통하지 않을 듯 합니다.

한국의 1인당 전기 생산량이 7,285kWh 이므로 서울에서 일년에 필요한 전기는 약 728억 kWh로 볼 수 있습니다. 태양전지 1kW를 설치하는 데 필요한 면적은 약 10제곱미터입니다. 한국의 경우 태양광발전기 1kW에서 연평균 1000kWh의 전기가 생산되는데요. 그러므로 728억 kWh의 전기를 생산하기 위해서 필요한 태양전지의 면적은 7억 2800만 제곱미터. 이것은 728제곱킬로미터로 가로, 세로 약 27킬로미터의 넓이에 해당하는 것으로, 넓기는 하지만 남한 전체 면적만큼 넓지는 않고, 그것의 14분의 1 정도입니다. 물론 이것도 매우 넓은 면적이라 할 수 있지만, 남한 땅에 세워진 건물이 차지한 면적, 즉 건물의 지붕면적은 약 700제곱킬로미터에 달하고, 우리나라에 있는 건물 지붕에만 태양광발전기를 설치해도 서울에서 필요한 전기는 모두 얻을 수 있게 되는 것이죠. 

건물의 지붕을 태양전지로 덮는 아이디어, 과연 상상 속에서만 가능한 것일까요? 하지만 이를 실제로 이루어낸 곳이 두 곳입니다. 바로 벨기에와 한국입니다.
 

                                                                                                                   출처 / cleantechnia 

 

우선 벨기에의 경우에는 안트워프역 근처에 약 2마일에 이르는 태양광 터널(Solar Tunnel)이 그것인데요. 1만6천개의 태양광 패널을 지붕으로 덮었고 약 1만와트의 전기를 생산할 수 있다고 하죠. 생산된 전기는 안트워프 역으로 전송되고 안트워프 역 전기사용량의  50%를 이 태양광 패널에 의해 생산된 전기로 제공하고 있습니다. 이 외에도 태양광 터널로 인해 소음도 감소하는 효과를 얻을 수도 있다고 하네요. 

 태양광 발전시설이 설치된 창원의 한화테크엠 공장 

우리나라에서는 한화가 태양광 발전이 가지고 있는 지역의 한계에 대한 해결법을 제시했습니다. 지난 12월 한화솔라에너지가 마르스PFV㈜와 함께 14㎿ 규모의 지붕형 태양광 발전소 건설을 위한 양해각서(MOU)를 체결한 것인데요. 이에 따라 오는 2014년 말 경기도 화성시 동탄면 신리 일대에 완공하는 종합물류단지 11개 동의 모든 지붕에 태양광 발전소를 설치하게 됩니다. 

    ▶ 화성에 태양이 떴다?! 태양광 지붕의 비밀 

이 종합물류단지는 부지면적 47만3,000㎡, 연면적 91만6,000㎡규모이며 11개동 건물의 지붕 전체를 태양광 모듈로 덮으면 총 14㎿ 규모의 태양광 발전소가 되는 것인데요. 14㎿는 4,660가구에 전력을 공급할 수 있는 양으로 약 38만그루의 나무를 심는 것과 같은 이산화탄소 저감효과가 있습니다. 특히 한화솔라에너지가 지난 11월29일 창원에 준공한 국내 최대 규모였던 지붕형 태양광 발전소(2.24㎿)보다 약 6배나 더 큰 규모라서 더욱 주목을 받고 있지요.

아직 우리나라에서 건물 지붕에 태양광 발전시설을 설치하는 것보다 넓은 땅에다 태양전지를 설치하는 것만 생각하는 사람들이 많은 것도 사실입니다. 경제성만 따지면 맨 땅 수만평 위에다 수천 킬로와트의 태양광 발전기를 설치하는 것이 더 나을지 모릅니다. 하지만 그렇게 되면 그 땅을 다른 용도로 사용하는 것이 어려워지죠. 

물론 이용하지 않는 고속도로 위에 태양광 발전시설을 설치한 사례도 있긴 하지만, 그 보다는 먼저 건물 지붕과 벽, 경기장 지붕, 고속도로 방음벽, 주차장 지붕 등 기존의 각종 시설에 먼저 설치하는 것이 좋지 않을까요? ^^

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