미국 ‘선샷(SunShot)’ 계획이 갖는 의미는?

지금부터 반세기 전인 1962년 9월 12일, 작고한 미국 존 케니디 대통령은 과학 역사에 길이 남을 연설을 합니다.

당시 미국은 구소련과의 우주 탐사 경쟁에서 뒤쳐져 있었습니다. 구소련은 1957년 최초의 인공위성 스푸트니크를 쏴 올리고, 1961년에는 항공학교를 졸업한지 얼마 안 되는 28살의 유리 가가린 공군 중위를 우주선 보스토크 1호에 태워 1시간 29분 동안 지구를 한 바퀴 돌게 하는 데 성공했습니다. 물론 무사히 귀환해서 소련의 영웅이 됐죠.

(지금의 러시아 우주비행사들 사이에서는 바로 무사히 살아 돌아온 것이 가가린 중위의 가장 큰 업적이었다는 이야기도 있습니다. 우주선에 태워 보냈거나, 적어도 보내려 낸 사람은 전에도 있었지만 성공적으로 귀환한 사람이 없었다는 뜻이지요. 물론, 어디까지나 비공식적인 이야기입니다.)

뒤쳐진 우주 탐사 역사를 바꾼 ‘문샷(MoonShot)’ 계획

이에 비해 미국은 그 해(1961년)에는 앨런 셰퍼드가 우주 궤도까지 나갔다 들어오는 짧은 탄도비행을 하는데 그쳤습니다. 이듬해인 1962년에야 비행사 출신 존 글렌 중령이 가가린과 같은 궤도 비행을 하고 귀환하게 됩니다. 중요한 우주 탐사 타이틀을 번번이 소련에게 빼앗긴 미국은 약이 오를 대로 올랐지요. 그래서 자존심을 회복하고자 단 한번에 소련을 넘어서는 목표를 정하고 이를 위해 모든 힘을 집중하게 됩니다. 바로 달에 사람을 착륙시키는 것입니다.

당시 사람을 달에 보내고 착륙까지 시키는 것은 지구 가까운 우주에 유인우주선을 보내는 것과는 차원이 다른 수준이었습니다. 미국은 단번에 어려운 과제를 달성해 구소련을 이겨 보려 했던 것이지요. 이것이 1962년, 케네디 대통령이 “10년 안에 달에 가겠다”고 말한 배경입니다. 이 목표는 ‘아폴로 프로그램’으로 구체화됐고, 미국은 결국 1969년, 아폴로 11호 탑승자 닐 암스트롱 선장과 버즈 올드린 비행사를 달에 착륙시키는데 성공합니다.

태양광 포스팅에 이렇게 우주 탐사 역사 이야기를 한 데에는 이유가 있습니다. 바로 미국 에너지부(DOE, Department of Energy)가 대대적으로 추진하고 있는 태양광 에너지 계획이 바로 이 달 탐사 계획을 흉내 냈기 때문입니다. 케네디 정부가 추진했던 집중적 달 탐사 계획의 정식 명칭은 앞서 말씀 드렸듯 ‘아폴로 프로그램’입니다. 하지만 별명이 있었는데, 그게 바로 ‘달을 쏴라’라는 뜻의 ‘문샷’ 계획입니다. 미국 에너지부는 야심만만한 태양광 에너지 자립 계획을 세우며 그 계획 이름을 ‘태양을 쏴라’는 뜻의 ‘선샷 계획(SunShot Initiative)’으로 정했습니다. 집중적인 투자와 연구, 훈련을 바탕으로 냉전시대 경쟁국을 앞질렀던 경험을 태양광 에너지 분야에서도 이루겠다는 야심이 느껴지는 대목이지요.


수직계열화와 집중, 미국의 선샷 계획

선샷 계획은 현재 미국 에너지부가 하고 있는 연간 2억 달러에 이르는 태양광 에너지 연구를 체계적으로 집중해 2020년까지 단가를 획기적으로 낮추는 것을 목표로 합니다. 기존의 화석연료와 직접 가격 경쟁을 할 수 있을 정도로요. 현재 화석연료를 사용한 발전은 약 0.5~0.6달러면 전기를 생산해요. 하지만 2010년 기준으로 태양광 에너지로 1와트(W)의 전기를 생산하는 데에는 약 3.8달러가 들어요. 무려 6배 이상 비싼 셈이지요. 이나마도 2004년의 8달러에 비해서 크게 줄어든 가격입니다. 선샷 계획은 앞으로 9년 안에 태양광 발전 단가를 1와트에 1달러 수준으로 낮추려고 합니다.

구체적인 목표를 보면 발전 설비, 시스템 성능, 모듈의 효율성, 생산 단가 등 상상할 수 있는 모든 부분을 연구해 0.1~0.8달러씩 단가를 낮추는 것을 목표로 합니다(그래프 참조). 여기에 태양광 에너지를 저장하는 기술 등이 서브 계획으로 연구됩니다. 쉽게 말하면 태양광과 관련한 모든 연구 분야를 모두 갖추고 하나하나에서 최적화를 달성한다는 뜻입니다.

말로는 그렇게 어려워 보이지 않습니다. 이미 8달러에서 절반 이하로 가격을 낮춘 경험이 있으니까요. 하지만 선샷 계획이 세워 둔 목표는 지금의 거의 4분의 1에 해당하는 높은 수치입니다. 달성하기 위해서는 막대한 시행착오가 있을 수밖에 없지요. 바로 이런 이유 때문에 집중적인 연구를 국가 차원에서 천명한 것이 아닌가 싶습니다.

선샷 계획이 중요한 것은, 세계에서 온실가스를 가장 많이 배출하는데다 기후변화 대책에는 소극적인 것으로 유명한 미국이 정부 차원에서 태양광 산업을 지원하기 시작했다는 점 때문입니다. 지금까지 미국은 교토의정서 등 선진국의 책임을 강조하는 국제적인 노력에서는 한발 물러나 있었습니다. 하지만 미국 역시 지금의 에너지 생산-소비 구조로는 앞날을 기약할 수 없다고 판단했습니다. 더구나 태양광 산업이 앞으로 전세계적인 시장을 갖는 유망 산업이라는 판단도 작용했을 것입니다. 그러니 과거 냉전시대에 ‘타도 구소련’을 외치며 세웠던 ‘문샷’ 계획을 무려 50년만에 끄집어낸 것이지요.

세계를 앞지를 한화의
    ‘선샷 계획’도 기대해

한화는 올해 태양광 산업 전분야를 수직계열화해 갖추고 폴리실리콘 공장과 잉곳, 웨이퍼 공장을 세웠습니다. 특히 태양광 발전을 전담할 한화솔라에너지를 설립해 이 분야 연구에 집중하고 있습니다. 미국 에너지부의 선샷 계획이 떠오르는 부분입니다.

곧바로 달의 심장부를 쏴 소련을 역전한 문샷 계획, 화석연료와의 직접 경쟁을 목표로 한 미국의 선샷 계획을 능가하는 전략을 기대해도 될까요. 한국의 태양광 에너지 분야를 세계적 수준으로 앞당기는 지렛대가 되길 희망해 봅니다.


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윤신영 ㅣ 과학동아 기자 현재 과학동아 기자입니다. 공학과 환경에너지정책을 공부했고 YTN라디오 환경뉴스를 진행했습니다. 로드킬 기사로 2009년 미국과학진흥협회(AAAS) 과학언론상을 수상했습니다. 트위터 @shinyoungyoon