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‘지상에서 영원으로(From Here To Eternity)’
2007년 전 세계는 인도네시아 발리에서 열린 UN기후변화협약회의를 주목했다. 이 회의에서 지난 1997년 교토의정서가 채택된 지 10년 만에 오는 2013년부터 선진국뿐만 아니라 개발도상국들도 온실가스 감축노력에 동참할 것을 촉구하는 ‘발리 로드맵’이 채택됐다. 많은 나라가 기후변화 문제의 심각성을 피부로 인식하고 2012년 이후의 경제구조와 저탄소 경제에 대한 고민을 시작한 것이다. 이에 석탄·석유 등 지상의 화석연료 대신 태양광, 연료전지 등 영원히 지속될 수 있는 에너지원 ‘신재생에너지’에 대한 관심이 증폭되고 있다.
신재생에너지는 태양광·풍력·지력 등 자연력을 직접 이용하거나 발생한 폐기물 등을 재사용해 얻기 때문에 근본적으로 화석연료의 유한성을 뛰어넘기 때문에 주목받는다. 게다가 지구 온난화의 주범인 이산화탄소 발생량이 아예 없거나 최소화하는 장점도 있다. 다음 세대의 발전 가능성을 해치지 않으면서도 최대한 성장하는 ‘지속 가능한 경제’를 달성하는 핵심인 셈이다.
고유가라는 현실적인 요인도 있다. 국제유가는 지난 4일 뉴욕선물거래소에서 텍사스중질유(WTI)가 배럴당 102.45달러로 거래를 마치기 전에 103.95달러까지 치솟았다. 인플레이션을 감안한 1980년 4월의 사상 최고가 103.76달러 기록을 갈아치웠다. 지난 주말에는 더 올랐다. 장중 106.54달러까지 상승하며 최고치를 경신한 뒤 소폭 반락한 105달러 초반 선에서 마감했다.
에너지관리공단에 따르면 우리나라는 2007년 원유 수입 물량이 전년에 비해 1.9%가량만 증가했을 뿐인데도 수입액 자체는 28.3% 증가했다. 금액으로는 우리나라 핵심 제조업인 자동차 산업 수출액(329억달러)의 2.6배인 855억달러 수준이다. 어느나라든 계속 이런 막대한 비용을 그대로 감수한다면 성장에 한계를 맞을 수밖에 없다. 신재생에너지는 옵션이 아니라 이제 가야만 하는 길이다.
특히, 태양광 등 일부 신재생에너지원은 고부가산업으로서의 폭발적 성장 잠재력도 인정받고 있다. 최근 독일의 태양광산업 시장조사업체 포톤 컨설팅은 전 세계 태양광 산업 시장에 대해 태양전지와 모듈 기준으로 지난해 3.9기가와트(GW)에서 오는 2010년 23.3GW, 2012년 37GW로 성장할 것으로 전망했다. 지난 가을 포톤컨설팅이 발표했던 ‘2011년-20.5GW-1200억달러’라는 수치를 수개월만에 상향 조정한 것으로 2년 내 1200억달러 규모의 태양광 산업 시장이 열릴 것으로 예측된다.
수소·연료전지도 마찬가지다. 연료전지는 물의 전기분해 역반응을 이용하는 것으로 수소와 산소로부터 전기와 물을 만든다. 수소와 산소, 공기만 있으면 무한히 사용할 수 있는 에너지인 것이다. 아직은 기술 수준이 높지 않지만 효율을 높이고 소형화를 이루면 하이브리드 자동차, 로봇 등 활용폭이 급속도로 넓어질 전망이다. 정수남 에너지관리공단 신재생에너지센터 정책실장은 “수소·연료전지는 현재까지는 시장이 불투명한 상태지만 향후 높은 시장 성장 가능성이 존재한다”고 말했다.
◆토막상식-태양광 발전과 태양열 발전의 차이
태양광 발전은 태양전지를 이용, 태양에너지를 직접 전기에너지로 변환한다.
태양전지는 P형 반도체와 N형 반도체를 붙여 만들어진다. 빛이 태양전지 내부에 들어가 반도체 원자와 부딪히면 N형 반도체에 원자에서 전자가 이탈한다. 이렇게 되면 두 반도체의 전극 사이에 전압 차가 발생한다. 여기에 부하 회로를 연결, 전류를 흐르도록 한다.
우리나라에는 가정용으로 가장 많이 쓰며 점차 산업용으로도 활용이 확산될 전망이다.
태양광 발전은 환경 오염과 소음이 없고 연료, 냉각수가 필요 없다. 건설기간이 상대적으로 짧고 대형 태양광 발전 시설을 건설해도 무인화해 운전 비용을 낮출 수 있는 것도 장점이다. 대규모 발전에는 대면적이 필요한데다가 야간, 우천시에는 발전이 불안하다는 단점도 있다. 맑은 날이라도 일사량 변동에 따라 출력이 불안정하기도 한다. 이 때문에 축전기 등 다른 보조전원과 함께 사용하는 게 보통이다.
태양열 발전은 태양에너지를 모아 집열장치에 저장, 열에너지로 터빈을 회전시켜 전기에너지를 얻는다.
반사경으로 집열기에 태양열을 모은 다음 이 열에너지로 집열기의 열매체(보통 소금)를 가열한다. 이후 열매체가 증기발생기로 열을 전달하는데 그 전에 열저장시스템을 거치는 게 보통이다. 열저장시스템이 없으면 일교차에 따라 증기의 온도변화가 발생, 발전출력 변화로 이어지기 때문이다. 증기발생기에서 물은 증기로 변화해 터빈을 회전시켜 발전을 하게 된다. 태양에너지의 밀도 자체가 낮고 시간별 변화가 심하다. 태양열 발전 시스템에는 집열과 축열기술이 가장 중요하다.
◆신재생에너지 산업, 진출 ’러시’ 와중 과제 지적
이명박정부는 신재생에너지 산업 지원에 적극적으로 나설 방침이다. 기업들의 관련 사업 진출도 활발하다. 하지만 막연한 전망만 갖고 뛰어드는 ‘묻지마 투자’에 대한 우려도 덩달아 나왔다. 바람직한 산업 발전을 위해 당면한 문제점을 명확하게 분석, 서둘러 해결해야 한다는 지적도 나온다.
◇신정부, 신재생에너지 적극 육성=정부는 현재 0.8% 정도로 추산되는 전 세계 신재생에너지 분야 세계시장 점유율을 오는 2012년까지 5%로 높일 계획이다. 이를 위해 5년 내 ‘글로벌 톱3 재생에너지 기업’을 육성하기 위해 재원을 확충하고, 새만금에 대규모의 신재생에너지 시범단지를 조성하기로 했다.
폐기물 자원화 분야에서만 2012년까지 기존 예산 7000억원에 3300억원을 추가해 총 1조300억원의 국비가 투입된다. 태양광과 관련해 오는 2020년까지 목포∼무안∼신안 등 서남권을 태양광·조류 발전 등 신재생에너지 종합육성지역으로 개발한다. 정부예산·민자·지방비 등을 합해 모두 2조1716억원이 투입된다. 이 외에 전남 신안군에 태양광 발전단지도 조성된다.
종국적으로 저탄소 경제를 실현하고 동시에 화석연료 수입을 줄여 에너지안보도 달성하자는 게 정부 의도다.
◇국내 기업 진출 ‘러시’=기업의 진출도 활발하다. 특히 태양광 분야가 붐빈다. LG·삼성전자·LG전자·LG화학·KCC·동양제철화학·SK·웅진·삼성석유화학 등 국내 굴지의 대기업이 이미 태양관산업에 진출했거나 최근 진출 계획을 밝혔다. 태양전지 분야에는 케이피이의 뒤를 이어 미리넷솔라가 이달, 현대중공업이 다음달 전지 양산을 시작한다. 신성이엔지도 4분기에 태양전지 생산 경쟁에 뛰어든다.
태양광패널의 주 원료인 폴리실리콘은 선발 주자인 동양제철화학이 오는 2010년까지 전 세계 공급물량의 20% 선에 이르는 1만5000톤의 생산력 확보를 추진한다. KCC도 6000억원을 투자, 오는 2010년부터 연간 생산량 6000톤의 공장 규모 공장을 본격 가동하겠다고 밝혔다. 여기에 삼성석유화학이 폴리실리콘 연구개발(R&D)을 시작하고 웅진그룹도 폴리실리콘 투자 계획을 밝히며 ‘폴리실리콘 4강’ 구도를 형성할 전망이다.
◇과제는 직시해야=신재생에너지 산업의 당면한 문제는 경제성이 낮다는 점이다. 정부의존형 구조가 형성됐다. 화석에너지에 비해 생산단가가 상대적으로 높아 정부 지원규모만큼만 시장을 형성하고 있다. 연구개발 투자 확대와 규모의 경제를 통한 지속적인 단가 감소가 필요하다.
해외에서 신재생에너지 발전 설비에 필요한 주요 부품은 수입에 의존하는 것도 극복해야 할 과제다.
신재생에너지 사업에 진출한 대부분의 중소기업은 부가가치가 낮은 설치와 서비스 사업에 치우쳤다. 한 업계 관계자는 “단순하게 성장만 중시하는 것을 넘어 제대로 산업화하는 방법을 찾아야 할 것”이라고 말했다.