< 연재순서 >
■ ① 아이들의 빼앗긴 미래■ 지구가 보내는 마지막 경고② 공기 ③ 물 ④ 토양■ 오늘의 작은실천, 내일을 바꾼다⑤ 분리배출 ⑥ 새활용⑦ 에너지, 비닐, 플라스틱 30% 줄이기■ 자연, 그 위대한 힘⑧ 재생에너지 태양광발전⑨ 풍력,수력,생물연료 등 자연에너지⑩ 적정기술
■ ⑪ 뜨거워진 지구, 생명살림운동이 해법
에너지 전환의 필요성 한국은 석탄발전 산업 중심으로 온실가스를 많이 배출하는 국가이다. 2019년 태양광, 풍력 등 재생에너지 발전 용량은 12.7GW(기가와트)였다. 정부는 이를 2022년에 26.3GW, 2025년까지는 42.7GW로 늘려 재생에너지 확산 및 다각화로 저탄소·친환경 국가로 도약한다는 목표를 정했다.(1기가와트=10억 와트) 기후변화에 대응해 석탄 화력·원자력발전 의존도를 줄이고, 재생에너지를 확대하는 것은 이미 전 세계적인 추세이다. 우리나라는 오히려 매우 늦은 편이다. 2017년 재생에너지 발전비중은 우리는 7.6%이지만 독일 33.6%, 프랑스 16.5% 등 재생에너지 선진국과 큰 격차를 보이고, 중국 25%, 일본 15.6%에 비해서도 매우 낮은 수준이다. 2030년을 목표로 독일은 65%, 프랑스는 40% 증가인데 반해 우리나라는 20%로 매년 1%씩 점진적으로 확대해 간다는 계획이다. 정부는 환경과 안전을 최우선으로 삼으며 태양광, 풍력 등 재생에너지를 확대하고 있다. 전 세계 1백61개국이 가입한 국제재생에너지기구 (IRENA)는 지난 6월 2일 재생에너지의 발전비용 관련 연간보고서를 발간했다. 보고서에 따르면 재생에너지 원가 경쟁력이 꾸준히 개선되고 있는 것으로 나타났다. 신규 설비 기준 태양광이나 풍력 발전 비용이 상당히 하락했으며, 석탄 화력 발전과의 상대적인 경쟁력 역시 추가로 개선됐다. 2019년 재생에너지 설비 중 절반 이상이 최상위 석탄 화력 설비보다 저렴한 원가구조를 가진 것으로 나타났다. 하위 5백GW 석탄 화력발전을 태양광/풍력 발전 설비로 바꾸면 전 세계는 2백30억 달러(한화 27조4천4백13 억 원)를 절감할 수 있다고 밝히고 있다. 현재 세계 에너지 소비의 80% 이상은 여전히 석유, 석탄, 천연가스 등 화석연료에 의존하고 있다. 자연에서 만들어지는 재생에너지는 화석연료보다 아직 효율이 낮고 개발단계에 머물러 있는 것들이 많다. 하지만 지구환경을 보존하면서 지속 가능한 에너지를 찾는다면 재생에너지 개발이 가장 시급하고 중요하다.안전하고 깨끗한 무한에너지 <태양광발전>
화석연료 없이 5백5일 동안 4만 2천km를 날 수 있을까. 솔라 임펄스2 비행기는 2015년 3월 아랍에미리트를 출발해 오만과 인도, 중국을 거쳐 태평양을 날아 북아메리카와 대서양, 유럽을 지나 2016년 7월 다시 아랍에미리트에 도착했다.
태양에너지만으로 지구를 한 바퀴나 돈 셈이다. 날개와 꼬리에 약 1만7천 개의 태양전지를 붙인 이 비행기는 길이 72m, 무게 2천3백kg으로 매우 가볍다. 낮에 태양에너지를 전지에 축적해 밤에도 비행을 이어 가며, 하늘을 나는 동안 1만1천6백55kWh(킬로와트시)의 전기를 생산하고 또 소비했다. 이는 우리나라 인구 1인당 주택용 전력 사용량(1천2백74kWh, 2013년 기준)의 10배에 가까운 양이다. 에너지를 효율적으로 저장, 활용할 수 있는 기술이 뒷받침돼야 하지만 탄소를 전혀 배출하지 않는 깨끗하고 안전한 태양광에너지를 활용한 예로 재생에너지의 밝은 미래가 엿보인다. 태양광발전은 햇빛을 직류 전기로 바꿔 전력을 생산하는 것으로, 여러 개의 태양전지가 붙어 있는 태양광 패널을 이용한다. 태양전지는 전력 보관 기능은 없고, 빛을 즉시 전력으로 변환해 출력하는 발전기에 가깝다. 태양광발전의 기본 단위인 태양전지는 크기가 작다. 이를 타일처럼 배열해 커다란 판으로 만든 것이 태양광 패널, 또는 태양광 모듈이다. 태양광 패널 하나가 생산하는 전력은 크지 않아서 실제로 사용할 때는 여러 장의 패널을 직렬로 연결해 사용한다. 산지 태양광 태양광발전은 태양을 이용하기 때문에 연료비도 들지 않고, 대기오염이나 폐기물도 발생하지 않아 친환경적이다. 태양전지 수명은 20년 이상으로 긴 편이고, 자동화도 용이해 운영과 유지, 관리비용도 비교적 적다는 것이 장점이다.다른 재생에너지와 달리 일반인들도 쉽게 접근·활용할 수 있다. 육지와 떨어져 전력공급이 어려운 섬의 가정에서도 보조금을 지원받아 확산되는 추세이다. 반면 입지선정의 어려움이 따른다. 대규모로 태양전지를 설치할 수 있는 장소를 찾기 어렵다. 게다가 온도가 너무 높은 곳은 오히려 발전 효율이 떨어진다. 유휴 평지가 적은 우리나라의 경우 조건에 맞는 입지를 정하기가 까다롭다. 건축물 위에 태양광 패널을 설치하는 경우에도 건축물 안전문제 및 임대비용이 발생하며, 패널로 생긴 음영이 시야를 방해하기도 한다. 산지를 활용한 태양광발전 시설 확장은 탄소흡수원인 산림자원을 감소시키고, 생태계훼손, 토사유출, 지형 및 경관 악영향 등에 관한 문제를 발생시키기도 한다. 이를 개선하기 위해 정부는 태양광 3대 입지규제를 마련, 시행 중이다. 태양광을 위한 산지 전용은 금지하고, 일시사용허가 제 도로 개편했다. 경사도 기준을 강화(25도→15도)해 태양 광 금지구역을 확대했다. 또한 산지 태양광 인센티브를 대폭 축소해 지난해 1월부터 8월까지 산지 태양광 허가면 적(8백42ha)은 지난해보다 약 43% 감소했고, 지속적으로 줄어들 전망이다. 강원 영월군 태양광발전소
산지 이용에 제한적인 문제를 극복하고 전력발전과 농사가 동시에 이뤄지는 영월 태양광발전소는 세계 최초 영농복합발전소이다. 2014년 영월 남면 연당리 일원에 들어선 동양 최대 규모의 40MW 발전용량 발전소이며, 태양을 따라 모듈이 이동하는 태양추적식 트래커 시스템을 국내 최초로 도입 했다. 발전소 하단에는 산마늘과 허브를 재배한다. 2014년 1월 시험발전을 시작한 이래 하루 평균 발전시간은 애초 예상했던 3.75시간보다 긴 4시간이며, 연간 발전용량은 5 만 6천9백40MWh이다. 이는 국내 1위 발전효율을 내는 전남 고흥태양광발전소의 3.9시간보다 많다. 발전소 아래 조성된 영농단지 내에서는 초등학생을 대상으로 에너지시설 견학, 태양광 등 재생에너지 원리 체험 등을 위한 그린에너지 산업관광 프로그램을 진행하고 있다. 수상 태양광또 다른 대안으로는 수상을 이용한 태양광 발전이 주목받고 있다. 수상 태양광 발전은 말 그대로 저수지나 담수호, 바다 등 물 위에 발전 시설을 설치하는 방식이다. 우리나라는 국토 대부분이 산지이고, 토지면적 대비 인구가 많아 태양광발전소설치 공간이 부족하다. 반면 수상태양광 발전은 국토를 더욱 효율적으로 활용할 수 있다. 토지나 옥상이 아닌 유휴 물 위에 발전 시설을 설비하는 것으로 태양광 발전의 필수 조건인 넓은 설치 면적을 충족시킬 수 있다.또한, 태양광 모듈을 물 위에 설치하면 물 위 냉각 효과로 육상에 설치하는 것보다 발전 효율이 약 10% 높아진다. 태양전지의 셀 온도는 약 25도에서 가장 높은 효율을 보이고, 온도가 높아질수록 발전 효율이 낮아진다. 수면에 반사된 태양광이 다시 태양광 모듈에 모이는 것도 발전 효율을 높이는데 영향을 준다. 수상 태양광 발전의 또 다른 장점은 농경지나 산림을 훼손하지 않는다는 것이다. 환경정책평가연구원의 연구에 따르면 수면에 설치된 발전 시설은 직사광선을 차단해 녹조 발생과 확산을 막고, 어류의 활동이 증가하는 등 수중생물의 생활환경에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 국내 수상 태양광 발전 국내 저수지 면적의 5%만 활용해도 연간 5백60만 명이 사용할 수 있는 전력생산이 가능하다. 농어촌공사와 수자원 공사가 보유한 저수지, 댐 등에 수상 태양광을 도입하면 11GW의 발전 설비를 획득할 수 있는데 이는 원전 1기의 설비용량과 동일하다. 2009년 주암댐 2.4kW급 발전소 건설을 시작으로 보령 댐, 합천댐에서 수상 태양광 발전소가 준공됐다. 상주 오태 지평 저수지에 준공된 수양 태양광 발전소는 축구장 10배 크기이다. 이 발전소에서는 연간 3천6백 톤의 이산화탄소 배출 감소 효과를 거두고 있으며, 이는 소나무 53만 그루를 심는 것과 같다. 2017년에 준공된 청풍호 수상 태양광 발전소는 축구장 55개의 크기를 자랑하며, 연간 1 천여 가구가 사용할 수 있는 전기를 생산하고 있다. 우리나라는 2022년까지 31개 댐에 수상 태양광 발전시 설을 단계적으로 갖출 예정이며, 설치 이후 2백20만 명이 1년 동안 사용할 수 있는 전력을 생산하게 된다. 연간 1 백60만 톤의 이산화탄소 감축 효과와 3백95만 배럴의 원유수입 대체효과도 기대된다.