태양에너지와 태양의 도시(Solar City)

임 낙 평(광주환경운동연합 공동의장)

깜짝 놀랄만한 성장을 거듭하고 있는 태양에너지

 
태양에너지는 대안이 될 수 있을까. 세계 각국에 설치된 태양광 발전 누적 설치 용량이 2012년 100Gw(1Gw=1,000Mw=1,000,000Kw, 영광원전 1기 해당)를 넘어서 128.5Gw를 기록했다. 영광원전 128기에 해당되는 전력 양이다. 국제원자력기구(IAEA) 자료에 의하면 지금 세계 각국이 가동하는 원전이 약 437기이고 여기서 얻는 전력이 약 270Gw정도인데(지난 70년대 원전의 경우, 1기당 0.5Gw내외의 용량을 지난 원전이 많음), 태양광 발전만으로도 따라잡을 날이 반드시 올 것이다. 이미 풍력과 태양광을 합하면 이미 2011 후쿠시마 참사 이전 원자력을 추월했고, 2012년 말 현재 태양광 100Gw, 풍력 300Gw 합계 400Gw에 이른다. 설치 용량만으로는 게임이 되지 않게 되었다. 태양광 에너지도 대안이 될 수 있다는 것을 보여준다.

 

70년대 선진 각국이 경쟁적으로 원전건설에 뛰어들었고, 지금 437기의 원전은 이때 상당부분이 지어졌다. 1986년 체르노빌 원전참사를 계기로 많은 나라에서 원전 건설을 자제해 왔고 별로 증가하지 않았다. 체르노빌 이후, 한국이나 중국, 인도 등 아시아 국가들이 원전건설에 뛰어들었고, 미국 영국 독일 등은 늘지 않았다. 태양광의 경우, 본격적으로 세계 각국이 도입하기 시작한 때는 2,000년 이후이다. 1990년 겨우 275Mw 용량이 도입되었고, 2000년 1,442Mw(1.442Gw)로 늘렸고, 이후 급신장하기 시작해 2010년에 55.180Gw로 , 10년 만에 43배가 설치되었다. 2012년 128.5Gw의 성과를 냈으니 2년 만에 2배 이상이 늘린 것이다. 2000년 이후, 태양광 분야, 풍력도 마찬가지로 실로 '깜짝 놀랄만한 신장세'를 보이고, 정체 상태인 원전과는 비교할 수도 없다. 더욱이 430개 원전의 경우, 30-40년 설계 수명이 다한 원전이 많고, 독일 등 탈핵을 추구하는 나라들이 있어서, 한국 중국 등 아시아 국가 등에서 일부 신규 건설을 하더라도 세계적인 원자력 에너지 용량의 증가는 기대하기 어려울지 모른다.

 

태양에너지를 선도하고 있는 나라들

 

태양광(PV) 발전만으로 유럽 지역에 7천만 명이 가정에서 쓸 수 있다. 2006년에 불과 몇 개국에서 100Mw 용량을 설치했는데, 지금은 30여 개국에서 적극적으로 추진하고 있다. 국제에너지기구(IEA)는 태양광이 2018년이면 현재의 2배 정도로 신장될 것으로 전망하고 있다. 현재 태양광 셀과 페널은 중국에서 집중적으로 생산되어 유통과정을 거처 세계 많은 나라들이 설치하고 있다. 세계에 설치되고 있는 태양광의 경우, 60%가 중국에서 생산되고 있다. 중국은 2000년 초기만 해도 생산량이 거의 없었다. 중국 태양광 산업의 신장은 흡사 'Gold Rush' 시대처럼 맹렬하다. 정부의 정책적 지원, 은행의 대출용의, 세금면제 그리고 내수확장 등에 힘입어 기술 선진국인 일본이나 미국을 따돌리고 신장해왔다. 중국의 태양광 산업체들은 지난 몇 년 동안 세계 각국에 태양광 페널을 공급했다. 대량공급은 국제적으로 PV가격 떨어뜨렸다. 더불어 많은 나라에서 PV사업 파산하거나 공장 가동 중단. 그 여파로 중국에서도 기업 통합 등의 과정이 있었다.

 

중국은 예전까지 너무 높은 가격 때문에 광범위하게 PV 채택이 되지 않았지만 전력을 생산하는 선도국으로 자리하고 있다. 2006년부터 매년 2배 이상 신장세를 보여 왔고, 2012년에만 5Gw 설치하여 전체적으로 8.3Gw 설치하고 있다. PV분야에서 독일 이탈리아에 이어서 세계 3위의 국가이다. 2015년까지 35Gw을 설치한다는 구상이다. 독일은 2012년 7Gw 태양광을 추가해 현재 32Gw를 공급하는 세계 1위 국가로 전체전력의 5%를 태양광으로 공급하고 있다. 이탈리아는 2012년 3.4Gw를 추가해 전체 16.3Gw 공급하는 두 번째 국가이고, 전체전력의 5.6%를 공급하고 있다. 독일 이탈리아의 PV 보급의 주요정책 수단은 발전차액지원제도(FIT)이다. 재생에너지 생산자에게 국가가 장기적으로 매입을 보장해주는 제도로 세계 70개 국가에도 도입하고 있다. 최근까지 미국은 독일에 비해 풍부한 태양에너지 자원(거의 대부분의 주에서 일사량 등이 독일보다 우수함)을 보유하고 있음에도 PV도입 뒤처졌다. 그러나 2011-2012년 두 해, 전년도 비해 두 배 이상을 설치, 2013년 상반기 현재 10Gw이상이 설치되었다. 2012년 기준으로 중국에 이어 4번째 국가이다.

 

일본의 경우, 금년 약 9Gw로 가장 많은 PV가 설치 중이다. 그렇게 되면 16Gw 용량이 되고, 2020년 정부의 목표인 28Gw의 반을 설치하는 셈이다. 일본은 가정용 PV분야에서 선주주자이다. 2011년 85%가 용량이 주거시설에 설치되었다. 후크시마 사고 이후 일본 정부는 거대 태양광 프로젝트에 인센티브를 제공하고 있다. 호주도 주거용 PV 설치에 있어서 앞장선 나라이다. 2012년 설치된 PV 중 42%, 1.2Gw가 지붕 설치용이다. 인도는 12억 인구 중 2억 9천만이 아직 전기 없이 살고 있다. 2013상반기 전체 1.7Gw의 태양광을 설치했고, 의욕적인 추가 계획을 가지고 있다. 인도 정부는 2016년 12.8Gw, 2022년 22Gw 공급할 계획이다. 최근 페루 정부는 50만 가정에 태양에너지 공급할 것이라고 발표했다. 아시아 남미 등에서도 태양에너지는 확산일로에 있다.

 

대용량 태양광 프로젝트의 추진도 활발하다. 태국 남아공 칠레 등지에서 100Mw 미만의 프로젝트가 추진 중이다. 10년 전 거대 태양광 단지(Solar Farm)의 용량은 대개 30-60Mw였다. 그러나 지금은 100Mw가 넘어서, 미국 애리조나에서는 250Mw(290Mw로 신장할 계획), 일본 나가사키에서도 450Mw PV Farm이 계획 중이고, 미국의 캘리포니아에서는 장기적으로 500-3,000Mw 단지를 구상 중이다.

 

2012년 전 세계 태양광 분야에 1,404억$가 투자되었다. 현재 유럽이 태양광 분야에서 지배적인 역할을 하고 있다. 2012년, 전 세계 태양광 제품의 76%가 유럽에서 소비되었고, 그 중에서 독일의 30%가 소비되었다. 분석가들은 2013년 한 해 35Gw용량이 추가될 것으로 내다보고 있다. IEA(국제에너지기구)는 세계 PV 용량이 피크 기준으로 2018년 현 수준에서 약 2배 이상 308Gw로 신장될 것으로 예축하고 있다. 이 용량은 거대 원전(1Gw규모)의 300기에 해당한다.

 

태양에너지는 태양이 우리에게 부여한 빛과 열을 에너지로 이용하는 것이다. 태양의 빛(광)을 이용하여 전기를 얻어 쓰는 태양광발전, 태양의 열을 이용하여 온수와 냉난방에 이용하는 태양열 이용이 일반적이다. 태양열발전도 있다. 태양열발전은 태양의 열을 이용해 물을 끓이고, 끓인 물의 증기를 통해 터빈을 돌려 전기를 얻는다. 태양광발전이나 태양열 이용은 우리 생활주변에서 흔히 볼 수 있을 만큼 일반화되었다. 태양열발전은 아직 일반화되지 않고 있으나 향후 발전가능성이 많다. 사하라나 고비 같은 넓은 사막지역 등에서 발전을 하고자하는 연구 프로젝트가 진행 중에 있다. 넓은 의미의 태양에너지는 재생에너지 전반을 말하기도 한다. 바람이나 해양에너지(조력, 조류, 파력 등), 바이오에너지 등이 태양의 존재와 불가분의 관계가 있기 때문이다.

 
제자리걸음하는 한국 그러나 에너지 전환으로 가야

 
신재생에너지로서 태양광 발전은 풍력에너지와 함께 원자력이나 화석에너지의 ‘실질적이 대안’, ‘주력에너지’로 확실히 자리하고 있고 발전해 가고 있다. 그러나 한국에서는 아직도 태양광이든 풍력이든 신재생에너지가 원전이나 화력발전에 대안이 될 수 없다는 인식이 팽배하다. 지난 2000년 이후 정부에서도 세계적 추세에 부응 신재생에너지 정책을 수립 시행해 왔고, 관련 산업도 이전 시기에 비해 신장되어왔으나 세계적인 추세에 비하면 아직도 ‘걸음마’ 수준이다. 국내 태양광 발전 누적 설치용량이 2011년 말 보통 원전 1개에 해당하는 1Gw에 미치지 못한 730Mw(0.73Gw)이다.

 
이유가 뭘까. 국제적 추세에 부응하지 못한 이유가 있을 것이다. 독일 스페인 중국 등에서 태양광이 급신장하고 있는데, 그만큼 그들 정부의 확고한 신재생에너지 정책이 있기 때문이다. 그런 확고한 정책적 뒷받침이 있기에 원전이나 화력발전에 뛰어넘을 수 있었다. 정부의 에너지 관련 부처와 전문기관이 이런 사실을 모를 이 없다. 그런데도 왜 한국에서는 정책적 전환이 없을까. 대통령을 비롯한 정책 결정권을 지닌 정치인들, 그리고 그들을 뒷받침하는 관료들, 정부의 정책입안자들이 원자력에너지나 화석에너지를 맹신하기 때문일 것이다. 또한 그들은 기후위기나 후크시마 참사 같은 일이 우리와 상관이 없다고 생각하기 때문 일 거다.

 
핵에너지의 폐해, 기후위기와 환경오염, 에너지부존자원의 빈약 등을 심각하게 인정한다면 정부는 지금이라도 확고한 신재생에너지 정책을 추진해야 할 것이다. 한국은 세계 10위권의 경제 대국이자, 7위의 무역대국이다. 반도체와 IT기술, 자동차와 조선 등의 산업분야도 세계적인 수준이다. 정부가 현재의 원자력이나 화석에너지 정책에서 재생에너지 정책으로 변경한다면 우리도 세계적인 흐름에 동참할 수 있다. 그럴만한 과학기술 수준과 경제적인 능력을 보유하고 있다. 정부가 재생에너지 촉진하는 정책결정을 한다면 기업들이난 지방정부들 또한 경쟁적으로 재생에너지의 생산 보급 등에 나설 것이다. 재생에너지 산업은 대표적인 녹색산업이자 오바마가 말했듯이 ‘미래의 성장엔진’이다. 정부의 정책전환을 한다면 많은 일자리 창출과 함께 경쟁력 있는 수출산업으로 육성할 수 있을 것이다.

빛고을 광주, 태양의 도시로

 
지난 2004년, 일찍이 광주시는 ‘빛고을 광주를 태양에너지로’라는 슬로건 아래, 국제태양에너지학회를 개최하고 내외에 ‘태양의 도시(Solar City)'선언을 하고 전국 최초로 2006년 태양에너지육성조례를 제정했다. 태양에너지 많이 도입하고, 태양에너지 산업을 적극 육성하겠다는 의지를 내외에 천명한 것이다. 그 이후, 정부로부터 태양광 실증단지를 유치했고, 쓰레기매립장 인근 마을에 태양에너지 마을을 건설 하는 등의 노력을 해왔다. 그러나 그로부터 10여년, 지금 광주는 태양에너지 부분에서 다른 도시보다 더 차별적인 정책을 추진하거나 성과를 기록하지 못하고 있다. 아쉽게도 태양의 도시는 실종된 듯하다.

 
금년 초, 광주시는 하수처리장 17만평 부지에 신재생에너지 보합시설인 ‘에코 에너지타운’을 설립할 계획이다. 이곳에는 10Mw 태양광발전, 40Mw 연료전기, 심부지열발전 등을 도입하여 ‘탄소중립도시의 상징시설’로 육성할 방침이라고 한다. 시당국은 이곳에 만간 사업자를 유치하여 사업을 진행할 방침이다. 또한 지난 9월 초, 광주시 상수도사업본부는 정수장4곳, 배수지 7곳 등 상수도 시설과 유휴부지 약 1만 5천 평 부지와 시설에 7Mw 태양광발전 시설을 민간 사업자를 유치하여 할 방침이다. 상수도본부는 부지나 시설을 대여하는 만큼 연간 3억 원 정도의 임대수익이 나올 것으로 보고 있다. 이곳에서 생산되는 57Mw 전력이면 약 19,000 가구(한 가구 전력을 3Kw로 추산)가 쓸 수 있다. 신축하고 있는 무등야구장의 지붕에도 300Kw 이상의 태양광을 도입하고 있다. 고무적인 일이며, 이미 그런 정책을 도입했어야 했다.

 
광주시의 ‘태양의 도시’ 프로젝트가 다시 시동을 걸어야 한다. ‘태양의 도시, 광주’가 다시 시작되는 만큼 중장기적 야심찬 계획을 가져야 한다. 지난해 서울시는 ‘원전 하나 줄이기, 햇빛 서울’프로젝트를 발표하고, 2년 내에 원전 1기, 1,000Mw(1백만Kw)전력을 신재생에너지 등을 도입할 것이라고 발표하고 현재 진행 중이다. 서울은 내년이면 약 33만 가구 이상이 태양광 등 신재생에너지 시설에서 생산된 전력을 쓰게 된다. 서울시의 사례를 하나의 참조여 하여 광주도 실현 가능한 중장기적 계획을 가져야 한다.

 
환경단체는 광주시의 ‘태양의 도시’ 1단계 사업으로 ‘5년 내에 5만 가구 태양에너지 도입’을 목표로 설정할 수 있어야 주장한 바 있다. 태양에너지는 신재생에너지 전반을 말하다. 기존에 도입된 신재생에너지를 포함해 누적 용량이 최소한 150Mw 정도는 도입되어야 한다는 의미이다. 정책적 의지만 있으면 충분히 가능한 일이다. 이 정도 도입할 수 있도록 하기 위해서는 광주시는 새로운 건축 등에 관련 제도나 규정도 만들어야 하고, 예산도 편성해야 하며, 사업의 원활한 추진을 위해 시 행정의 기구도 재편해야 하며, 관련 산업의 진흥 정책과 더불어 시민 참여도 이끌어 낼 수 있어야 한다.

 
우리에게는 양질의 태양 광선이 있고, 그것을 받을 수 있는 충분한 지붕이 있다. 태양광을 도입하기로 한 상수도본부의 시설과 신축 중인 무등야구장이 그렇듯, 유사한 건축물이나 유휴부지가 많다. 시청과 구청 등 기관의 건축물이나 유휴부지, 월드컵 경기장과 각종 경기 시설, 300여 개의 각 학교의 건축물과 유휴부지 등 각종 공공건축물, 민간이 소유하고 있는 건축물, 아파트 단지와 개인주택 등의 지붕이나 유휴부지에 태양에너지를 단계적으로 도입하면 된다. 예를 들어 한 학교에 100Kw의 태양광을 설치한다고 했을 때, 300여개 학교에서 30,000Kw(30Mw)의 전력을 얻을 수 있다. 월드컵 경기장의 지붕에 350여 가구가 쓸 수 있는 1Mw 이상의 태양광을 도입할 수 있다. 또한 지역이나 건축물 여건에 부합하는 지열이나 바이오 그리고 연료전기, 풍력도 도입가능하다면 해야 한다.

 
태양의 도시 프로젝트에는 1단계에서만도 수 천 억의 예산이 소요될 것이다. 그러나 이 사업의 주요예산은 다양한 형태의 민자와 시민참여를 통해서 조달할 수 있을 것이다. 태양에너지 관련 사업체들이 많다. 공공건축물이나 민간 건물의 지붕이나 유휴부지는 이들에게는 사업의 부지이다. 이들이 이들 건물을 이용하여 태양광 발전 사업을 하면 수익을 창출할 수 있다. 건축물의 주인은 공공이든 민간이든 임대 수익을 올릴 수 있다. 모두에게 이익이 되는 일이다. 물론 건축물의 안전성이나 환경성을 사전에 철저한 평가를 선행하는 것은 물론이다. 학교의 경우, 학습 환경이나 안전성에 영향을 미쳐서는 안 될 것이다. 사업이 진행되는 과정에서 관련 산업에게 새로운 기회가 열리고, 일자리로 늘 수 있을 것이다. 온실가스 감축효과, 환경오염 저감, 에너지소비절감, 새로운 도시이미지 창출, 지역 경제발전과 일자리 창출 등 다양한 효과를 기할 수 있다.

 
지난 8월 중순, 미국에서 ‘역사적으로 가장 중요한 건축물’, 백악관(White House)에 솔라 페널이 설치되었다. 백악관에 태양에너지가 도입된 것은 기후변화 대응과 재생에너지와 에너지효율성 정책을 보다 적극적으로 추진하겠다는 대통령의 의지가 반영된 것이다. 백악관은 1792-1800년에 지어진 건물로 지난 1979년 카터 대통령 때 32개의 솔라 페널이 설치되었다가 1986년 레이건 대통령 시절 철거된 바 있다. 기후운동을 전개하고 있는 '350.org' 창설자 빌 멕기번(Bill McKibben)은 ‘미국의 가장 중요한 주소지가 태양으로부터 에너지를 얻는 것은 매우 반가운 일’이라며 찬사를 보냈다. 그러나 백악관은 설치된 제품이나 비용, 제조회사, 설치용량 등을 국가 비밀이라 밝힐 수 없다고 한다. 아무튼 대통령의 집무실이 있는 ‘미국에서 가장 유명한 빌딩’에 태양에너지 설치는 태양에너지가 전국적인 붐 조성에 보탬이 될 것으로 기대하고 있다. 남의 나라 일이지만 고무적인 뉴스가 아닐 수 없다.

 
광주시는 미래 ‘탄소중립도시’ 혹은 ‘저탄소도시’ ‘기후변화 시범도시’를 말하고 있다. 그러나 현재 전력에너지 자급률이 1%,, 폐기물 소각 열 활용을 제외한 신재생에너지 도입비율 또한 1%에도 미치지 못하고 있다. 이런 현실을 극복할 수 있는 담대한 구상과 실천전략이 있어야 한다. 또한 그런 내용을 모든 시민이 알 수 있고 공감해야 한다. 도시의 미래 비전으로 탄소중립이나 저탄소를 말로만 해서는 안 된다.

 
당장 상수도 시설이나 하수처리장의 신재생에너지 도입 프로젝트의 사례가 전 도시로 널이 퍼져야 한다. 이를테면 ' 공공건물 녹색빌딩 만들기', ‘그린 스쿨, 그린 캠퍼스’, ‘그린 유니버시아드’, ‘태양에너지 마을 만들기’, ‘친환경녹색건축물 만들기’ 등 여러 가지 형태로 확산되어야 한다. 그렇게 해서 5년 후 혹은 10년 후, 전력 자급률과 신재생에너지 도입비율을 5-10%로, 그리고 10-20%로 상향 시켜가야 한다. 시장과 시행정이 발 벗고 앞장서고 시민, 기업 등이 적극 참여할 수 있어야 한다. '태양의 도시'라는 미래의 도시공동체는 ‘탄소중립도시’이자 '저탄소도시'이다. 또한 이 도시는 자연과 인간과 경제가 함께 살아 숨 쉬는 도시일 것이다.

 
태양의 도시는 여러 도시로 확산되어야 한다. 그러면 당장 온실가스 감축효과와 화석에너지 의존도를 낮출 수 있고, 핵에너지를 대체하는 효과를 낼 수 있다. 96% 해외에 에너지 자원을 의존하는 우리 입장에서 에너지를 덜 수입하는 효과도 있다. 다양한 환경오염물질의 배출을 감축할 수도 있다. 세계적으로 인구의 반 이상이 도시에 살고, 에너지와 자원 소비가 70-80% 도시에서 이뤄지는데, 태양의 도시와 같은 미래 도시는 지구를 살리는 길이기도 하다.