구글도 연구 중인 ‘풍력발전’
세계 최대의 원전국가는 99개 원전을 운영 중인 미국. 최근 스탠다드앤푸어스(S&P)는 미국 원전 절반이 17년 내 폐쇄되고 38년 내 모든 원전이 문을 닫을 것이라는 충격적인 내용의 보고서를 발표했다. 원전산업이 몰락하는 이유로 전력 수요가 크게 늘지 않고, 원전은 폐기물처리·건설 비용 등으로 수익성이 낮아진 반면 신재생 에너지 등 경쟁발전원은 꾸준히 성장하고 있다는 점을 지적했다.
단순히 발전원가만 따지면 석탄이나 원자력 발전이 싸다고 평가받지만, 발전소 설계·운영·자금조달·폐기 전 비용을 고려한 발전원가(균등화 발전단가)를 고려하면 풍력이 가장 저렴하다. 미국 에너지정보청의 ‘미국 발전소의 균등화발전단가 분석 보고서’에는 풍력의 균등화발전단가가 2016년 기준 메가와트시(㎿h)당 52.2달러로 가장 저렴했다.
이어 액화천연가스(56.5달러), 태양광(66.8달러) 순이었다. 원자력과석탄은 ㎿h당 각각 99.1달러, 140달러로 나타났다.
덴마크의 베스타스(Vestas), 스페인의 악시오나(Acciona) 등 풍력 발전소의 터빈을 만드는 기업들이 주목받는 건 이 때문이다. 한국에서풍력발전소가 가장 많이 들어선 경북 영덕풍력발전단지엔 대부분의 풍력발전소가 이들 기업의 터빈을 사용하고 있다. 세계 최고의 원전기업인 웨스팅하우스와 이를 인수한 일본의 도시바가 후쿠시마 사태 이후 원전 사업에서 적자를 내고 회계부정사건까지 겹치면서 유동성 위기에 놓인 것과 대조적이다.
구글에서 ‘혁신’ 사업을 담당하고 있는 구글X도 차세대 풍력발전을 고민 중이다. 산지나 해양 환경 파괴를 최소화하고, 약한 바람에 전력을 얻을 수 있는 방법을 고민하다가 풍력 터빈 자체를 ‘연’처럼 하늘에 띄워 전기를 생산하는 ‘마카니 프로젝트’를 진행하고 있다. 구글 X의 사업은 비밀리에 이뤄지지만, 현재 마카니 프로젝트는 기존 풍력 터빈발전기보다 90% 적은 소재로 50% 더 많은 발전량을 실현할 수 있는 수준에 도달한 것으로 알려졌다.
빠르게 늘어나는 ‘태양광’
풍력이 가장 비용이 적게 드는 신재생 에너지라면, 태양광은 설비가 빠르게 늘어나고 있는 발전원이다. 태양광 발전소는 2015년 전 세계에 51GW가 새로 지어졌고, 지난해에는 사상 최대치인 75GW가 추가로 설치됐다. 기하급수적으로 늘어나면서 현재 전 세계 태양광 용량은 약 300GW에 이른다. 2004년(3GW)에 비해 100배가 늘었다.
태양광 발전은 반세기 만에 놀라운 정도의 기술발전을 보였다. 핵심부품인 태양전지는 우주에서 인공위성에 전력을 제공하기 위해 개발됐는데, 금속 등의 물체가 고유의 파장보다 짧은 파장의 전자기파를 받으면 전자를 방출하는 ‘광전효과’를 활용했다. 아인슈타인이 이 광전효과를 연구한 공로로 노벨물리학상을 받기도 했다. 1958년 미국의 뱅가드(Vanguard) 위성은 세계 최초로 태양전지를 사용했는데 당시 발전효율은 4%에 불과했다. 50년이 지난 현재 태양전지효율은 통상 20%가 넘는다.
신재생 에너지는 사실상 풍력과 태양광이 상당 부분을 차지하지만, 태양열도 있다. 태양열로 물을 끓여 증기를 발생시킨 뒤 터빈을 돌려 전기를 만드는 방식이다. 스페인 남부와 미 캘리포니아 등에는 이 같은 방식의 태양열 발전소가 있다. 다만 태양광 발전과 달리, 수십 년간 큰 기술 진전을 보지 못하고 있다. 아프리카 사하라사막의 뜨거운 태양열로 전기를 생산해 유럽 등에 보내자는 ‘데저텍 프로젝트’도 2009년 첫발을 내딛었지만, 천문학적 예산 규모·전력손실·40년이 넘는 사업 기간 등의 문제로 투자자 확보에 어려움을 겪고 있다. 반면 우주기술로 시작한 태양광은 소규모 발전에도 적합해 투자비용이 크지 않았고 상대적으로 활용도가 높았다.
풍력과 태양광이 가진 약점은, 전력 수요가 증가하는 시간대와 전력을 많이 생산하는 시간대가 일치하지 않는다는 점이다. 이 때문에 신재생에너지가 활성화하기 위해서는 에너지저장시스템(ESS)이 함께 발전해야 한다. ESS는 과잉 생산된 전력을 저장했다가 내보내는 역할을 한다. 리튬이온배터리와 전압을 통제하는 전력변환장치, 전력제어시스템 등으로 구성됐다. 일본과 독일은 신재생 발전사업자가 ESS를 도입할 경우 보조금을 지급한다. 미 캘리포니아주는 3대 발전사에 상당용량의 ESS를 설치할 것을 의무화했다. 한국도 2020년까지 공공기관에 ESS를 의무 설치토록 했다.
우리 집에도 태양광 패널 설치해볼까
집에서 신재생 에너지를 이용해 전기를 생산할 수도 있다. 집 지붕이나 아파트 베란다 등에 태양광 패널을 설치할 수 있다. 산업통상자원부의 ‘태양광 대여’ 사업과 서울시의 ‘태양광 미니발전소 보급’ 사업 등을 이용하면 된다.
산업부의 태양광 대여사업은 단독주택 집주인이나 아파트 거주민을 대상으로 한다. 단독주택 집주인이라면, 태양광 패널 대여업체로부터 태양광 설비를 빌려 지붕 위에 설치하면 된다. 3㎾짜리 설비를 설치했다면, 대여업체에 월 4만5000원의 대여료를 지불해야 한다. 7년 이상 대여를 하면 대여료는 대폭 낮아진다.
여기 한 달에 350kwh의 전력량(4인 가족 평균 소비 전력량)을 소비하는 가구가 있다. 이 가구가 태양광 패널을 이용해 한 달간 생산한 전력량이 200kwh이라면, 나머지 전력량인 150kwh에 대해서만 한국전력에 전기료를 내면 된다. 반면, 이 가구가 총 생산한 전력량이 500kwh라면, 쓰지 않은 전력량 150kwh은 다음 달로 이월해 사용할수 있다. 아파트(공동주택)에서는 단체로 이 사업을 신청할 수 있다.
서울에 사는 주민이면 서울시 사업을 이용하면 된다. 시 인증을 받은태양광 설비업체에 연락해 소형 태양광(200W 이상, 1㎾ 미만) 패널을 아파트 베란다 등에 설치한다. 설치비용 일부를 서울시가 부담한
다. 예컨대 시 인증 태양광 설비업체 중 서울시민햇빛발전협동조합에 연락했다고 해보자. 이 협동조합은 현재 260W태양광 발전설비(가로1.6m, 세로 1m)를 61만 원에 공급하는데 서울시가 이 중 41만 원을 지원한다. 실제 주민 부담 금액은 20만 원에 불과하다.
다만 이 제도를 이용하려면, 태양광 패널을 설치할 베란다 등이 해가 잘 드는 남향이어야 한다. 남동향이나 남서향일 경우, 설치할 수 있지만 발전량이 다소 줄어들 수 있다. 세입자도 이용할 수 있고, 이사할때는 설비를 떼 새집에 설치할 수 있다는 장점이 있다. 설치한 태양광모듈은 대략 15~20년간 사용이 가능하다.
신재생에너지 수익보장 제도
위에 언급된 서울시민햇빛발전협동조합처럼 신재생에너지를 직접 생산하고, 이를 한전 등에 팔아 수익을 낼 수도 있다. 한전 등 대형 발전사업자는 반드시 신재생에너지 발전소가 생산한 전력을 사들여야 한다. 이를 신재생에너지공급의무화제도(RPS)라고 부른다.
이 제도에 따르면, 설비용량이 500㎿를 초과하는 발전사업자(한국전력 등)들은 공급량의 일정비율을 신재생에너지로 공급해야 한다. 하지만 실제로 신재생에너지 발전소를 만드는 것은 아니다. 소규모 풍력·태양광 발전소가 보유한 ‘신재생에너지공급인증서’를 사들이는 방식으로 의무비율을 채운다.
한편 풍력·태양광 등 신재생에너지 발전사업자들은 두 가지 방식으로 수익을 보장받는다. 먼저 신재생에너지로 생산한 전력은 전력시장에서 거래될 때 석탄·원자력 발전으로 생산한 전력에 비해 비싸게 거
래된다. 기본적으로 전력 단가가 높은 셈이다. 여기에 대형 발전사업자를 상대로 ‘신재생에너지공급인증서’를 팔아 수익을 얻는다.
풍력·태양광 등 신재생에너지 발전사업자들은 두 가지 방식으로 수익을 보장받는다.
먼저 신재생에너지로 생산한 전력은 전력시장에서 거래될 때 석탄·원자력 발전으로 생산한 전력에 비해 비싸게 거래된다. 기본적으로 전력 단가가 높은 셈이다.
여기에 대형 발전사업자를 상대로‘신재생에너지공급인증서’를 팔아 수익을 얻는다.
문재인 정부는 풍력·태양광 등 신재생에너지 비중을 늘릴 몇 가지 복안을 가지고 있다. 대형 발전사업자들이 구매해야 하는 의무비율을 높여나가고, 보조금(발전차액지원제도·FIT)을 도입해 신재생에너지
발전사업자에게 안정된 수익을 보장하는 방안을 추진할 계획이다.
신재생에너지는 ‘선’이 아니다.
물론, 신재생에너지 자체가 선은 아니다. 산을 깎아 태양광 패널을 까는 등 환경을 파괴하는 일들이 비일비재하게 벌어지기도 하고, 마을 근처에 대규모 풍력발전소를 만들어 인근 주민들이 소음에 시달리기도 한다.
신재생에너지로의 전환을 상당 부분 추진한 독일에서도 해상풍력발전소에서 만든 전기를 독일 전역으로 수송하기 위해 고압 송전탑을 다수 짓기도 한다. 이 과정에서 송전탑 설치를 반대하는 주민들이 피해를 입고 중앙, 지역정부와 법적 공방을 벌이기도 한다.
결국은 신재생에너지 시대에도 발전소 인근 지역 주민들과 소통하고 의견을 교환하는 방식이 중요할 수 밖에 없다.
한편에선 신고리 5·6호기 건설 재개 결정을 아쉬워하는 목소리가 있지만, 대규모 발전소 공사와 관련한 정책을 ‘공론화위원회’라는 틀 안에서 결정한 것은 곧 맞게 될 신재생에너지 시대에 통용될 새로운 의사소통방식을 마련했다는 점에서 나름의 의미가 있다.
작가소개 이재덕 기자
경향신문 기자. 기획재정부, 공정거래위원회, 농림축산식품부, 한국은행, 시중은행, 카드사 등에 출입했다.
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구글도 연구 중인 ‘풍력발전’
세계 최대의 원전국가는 99개 원전을 운영 중인 미국. 최근 스탠다드앤푸어스(S&P)는 미국 원전 절반이 17년 내 폐쇄되고 38년 내 모든 원전이 문을 닫을 것이라는 충격적인 내용의 보고서를 발표했다. 원전산업이 몰락하는 이유로 전력 수요가 크게 늘지 않고, 원전은 폐기물처리·건설 비용 등으로 수익성이 낮아진 반면 신재생 에너지 등 경쟁발전원은 꾸준히 성장하고 있다는 점을 지적했다.
단순히 발전원가만 따지면 석탄이나 원자력 발전이 싸다고 평가받지만, 발전소 설계·운영·자금조달·폐기 전 비용을 고려한 발전원가(균등화 발전단가)를 고려하면 풍력이 가장 저렴하다. 미국 에너지정보청의 ‘미국 발전소의 균등화발전단가 분석 보고서’에는 풍력의 균등화발전단가가 2016년 기준 메가와트시(㎿h)당 52.2달러로 가장 저렴했다.
이어 액화천연가스(56.5달러), 태양광(66.8달러) 순이었다. 원자력과석탄은 ㎿h당 각각 99.1달러, 140달러로 나타났다.
덴마크의 베스타스(Vestas), 스페인의 악시오나(Acciona) 등 풍력 발전소의 터빈을 만드는 기업들이 주목받는 건 이 때문이다. 한국에서풍력발전소가 가장 많이 들어선 경북 영덕풍력발전단지엔 대부분의 풍력발전소가 이들 기업의 터빈을 사용하고 있다. 세계 최고의 원전기업인 웨스팅하우스와 이를 인수한 일본의 도시바가 후쿠시마 사태 이후 원전 사업에서 적자를 내고 회계부정사건까지 겹치면서 유동성 위기에 놓인 것과 대조적이다.
구글에서 ‘혁신’ 사업을 담당하고 있는 구글X도 차세대 풍력발전을 고민 중이다. 산지나 해양 환경 파괴를 최소화하고, 약한 바람에 전력을 얻을 수 있는 방법을 고민하다가 풍력 터빈 자체를 ‘연’처럼 하늘에 띄워 전기를 생산하는 ‘마카니 프로젝트’를 진행하고 있다. 구글 X의 사업은 비밀리에 이뤄지지만, 현재 마카니 프로젝트는 기존 풍력 터빈발전기보다 90% 적은 소재로 50% 더 많은 발전량을 실현할 수 있는 수준에 도달한 것으로 알려졌다.
빠르게 늘어나는 ‘태양광’
풍력이 가장 비용이 적게 드는 신재생 에너지라면, 태양광은 설비가 빠르게 늘어나고 있는 발전원이다. 태양광 발전소는 2015년 전 세계에 51GW가 새로 지어졌고, 지난해에는 사상 최대치인 75GW가 추가로 설치됐다. 기하급수적으로 늘어나면서 현재 전 세계 태양광 용량은 약 300GW에 이른다. 2004년(3GW)에 비해 100배가 늘었다.
태양광 발전은 반세기 만에 놀라운 정도의 기술발전을 보였다. 핵심부품인 태양전지는 우주에서 인공위성에 전력을 제공하기 위해 개발됐는데, 금속 등의 물체가 고유의 파장보다 짧은 파장의 전자기파를 받으면 전자를 방출하는 ‘광전효과’를 활용했다. 아인슈타인이 이 광전효과를 연구한 공로로 노벨물리학상을 받기도 했다. 1958년 미국의 뱅가드(Vanguard) 위성은 세계 최초로 태양전지를 사용했는데 당시 발전효율은 4%에 불과했다. 50년이 지난 현재 태양전지효율은 통상 20%가 넘는다.
신재생 에너지는 사실상 풍력과 태양광이 상당 부분을 차지하지만, 태양열도 있다. 태양열로 물을 끓여 증기를 발생시킨 뒤 터빈을 돌려 전기를 만드는 방식이다. 스페인 남부와 미 캘리포니아 등에는 이 같은 방식의 태양열 발전소가 있다. 다만 태양광 발전과 달리, 수십 년간 큰 기술 진전을 보지 못하고 있다. 아프리카 사하라사막의 뜨거운 태양열로 전기를 생산해 유럽 등에 보내자는 ‘데저텍 프로젝트’도 2009년 첫발을 내딛었지만, 천문학적 예산 규모·전력손실·40년이 넘는 사업 기간 등의 문제로 투자자 확보에 어려움을 겪고 있다. 반면 우주기술로 시작한 태양광은 소규모 발전에도 적합해 투자비용이 크지 않았고 상대적으로 활용도가 높았다.
풍력과 태양광이 가진 약점은, 전력 수요가 증가하는 시간대와 전력을 많이 생산하는 시간대가 일치하지 않는다는 점이다. 이 때문에 신재생에너지가 활성화하기 위해서는 에너지저장시스템(ESS)이 함께 발전해야 한다. ESS는 과잉 생산된 전력을 저장했다가 내보내는 역할을 한다. 리튬이온배터리와 전압을 통제하는 전력변환장치, 전력제어시스템 등으로 구성됐다. 일본과 독일은 신재생 발전사업자가 ESS를 도입할 경우 보조금을 지급한다. 미 캘리포니아주는 3대 발전사에 상당용량의 ESS를 설치할 것을 의무화했다. 한국도 2020년까지 공공기관에 ESS를 의무 설치토록 했다.
우리 집에도 태양광 패널 설치해볼까
집에서 신재생 에너지를 이용해 전기를 생산할 수도 있다. 집 지붕이나 아파트 베란다 등에 태양광 패널을 설치할 수 있다. 산업통상자원부의 ‘태양광 대여’ 사업과 서울시의 ‘태양광 미니발전소 보급’ 사업 등을 이용하면 된다.
산업부의 태양광 대여사업은 단독주택 집주인이나 아파트 거주민을 대상으로 한다. 단독주택 집주인이라면, 태양광 패널 대여업체로부터 태양광 설비를 빌려 지붕 위에 설치하면 된다. 3㎾짜리 설비를 설치했다면, 대여업체에 월 4만5000원의 대여료를 지불해야 한다. 7년 이상 대여를 하면 대여료는 대폭 낮아진다.
여기 한 달에 350kwh의 전력량(4인 가족 평균 소비 전력량)을 소비하는 가구가 있다. 이 가구가 태양광 패널을 이용해 한 달간 생산한 전력량이 200kwh이라면, 나머지 전력량인 150kwh에 대해서만 한국전력에 전기료를 내면 된다. 반면, 이 가구가 총 생산한 전력량이 500kwh라면, 쓰지 않은 전력량 150kwh은 다음 달로 이월해 사용할수 있다. 아파트(공동주택)에서는 단체로 이 사업을 신청할 수 있다.
서울에 사는 주민이면 서울시 사업을 이용하면 된다. 시 인증을 받은태양광 설비업체에 연락해 소형 태양광(200W 이상, 1㎾ 미만) 패널을 아파트 베란다 등에 설치한다. 설치비용 일부를 서울시가 부담한
다. 예컨대 시 인증 태양광 설비업체 중 서울시민햇빛발전협동조합에 연락했다고 해보자. 이 협동조합은 현재 260W태양광 발전설비(가로1.6m, 세로 1m)를 61만 원에 공급하는데 서울시가 이 중 41만 원을 지원한다. 실제 주민 부담 금액은 20만 원에 불과하다.
다만 이 제도를 이용하려면, 태양광 패널을 설치할 베란다 등이 해가 잘 드는 남향이어야 한다. 남동향이나 남서향일 경우, 설치할 수 있지만 발전량이 다소 줄어들 수 있다. 세입자도 이용할 수 있고, 이사할때는 설비를 떼 새집에 설치할 수 있다는 장점이 있다. 설치한 태양광모듈은 대략 15~20년간 사용이 가능하다.
신재생에너지 수익보장 제도
위에 언급된 서울시민햇빛발전협동조합처럼 신재생에너지를 직접 생산하고, 이를 한전 등에 팔아 수익을 낼 수도 있다. 한전 등 대형 발전사업자는 반드시 신재생에너지 발전소가 생산한 전력을 사들여야 한다. 이를 신재생에너지공급의무화제도(RPS)라고 부른다.
이 제도에 따르면, 설비용량이 500㎿를 초과하는 발전사업자(한국전력 등)들은 공급량의 일정비율을 신재생에너지로 공급해야 한다. 하지만 실제로 신재생에너지 발전소를 만드는 것은 아니다. 소규모 풍력·태양광 발전소가 보유한 ‘신재생에너지공급인증서’를 사들이는 방식으로 의무비율을 채운다.
한편 풍력·태양광 등 신재생에너지 발전사업자들은 두 가지 방식으로 수익을 보장받는다. 먼저 신재생에너지로 생산한 전력은 전력시장에서 거래될 때 석탄·원자력 발전으로 생산한 전력에 비해 비싸게 거
래된다. 기본적으로 전력 단가가 높은 셈이다. 여기에 대형 발전사업자를 상대로 ‘신재생에너지공급인증서’를 팔아 수익을 얻는다.
풍력·태양광 등 신재생에너지 발전사업자들은 두 가지 방식으로 수익을 보장받는다.
먼저 신재생에너지로 생산한 전력은 전력시장에서 거래될 때 석탄·원자력 발전으로 생산한 전력에 비해 비싸게 거래된다. 기본적으로 전력 단가가 높은 셈이다.
여기에 대형 발전사업자를 상대로‘신재생에너지공급인증서’를 팔아 수익을 얻는다.
문재인 정부는 풍력·태양광 등 신재생에너지 비중을 늘릴 몇 가지 복안을 가지고 있다. 대형 발전사업자들이 구매해야 하는 의무비율을 높여나가고, 보조금(발전차액지원제도·FIT)을 도입해 신재생에너지
발전사업자에게 안정된 수익을 보장하는 방안을 추진할 계획이다.
신재생에너지는 ‘선’이 아니다.
물론, 신재생에너지 자체가 선은 아니다. 산을 깎아 태양광 패널을 까는 등 환경을 파괴하는 일들이 비일비재하게 벌어지기도 하고, 마을 근처에 대규모 풍력발전소를 만들어 인근 주민들이 소음에 시달리기도 한다.
신재생에너지로의 전환을 상당 부분 추진한 독일에서도 해상풍력발전소에서 만든 전기를 독일 전역으로 수송하기 위해 고압 송전탑을 다수 짓기도 한다. 이 과정에서 송전탑 설치를 반대하는 주민들이 피해를 입고 중앙, 지역정부와 법적 공방을 벌이기도 한다.
결국은 신재생에너지 시대에도 발전소 인근 지역 주민들과 소통하고 의견을 교환하는 방식이 중요할 수 밖에 없다.
한편에선 신고리 5·6호기 건설 재개 결정을 아쉬워하는 목소리가 있지만, 대규모 발전소 공사와 관련한 정책을 ‘공론화위원회’라는 틀 안에서 결정한 것은 곧 맞게 될 신재생에너지 시대에 통용될 새로운 의사소통방식을 마련했다는 점에서 나름의 의미가 있다.
작가소개 이재덕 기자
경향신문 기자. 기획재정부, 공정거래위원회, 농림축산식품부, 한국은행, 시중은행, 카드사 등에 출입했다.