최근 초등학생으로 보이는 한 어린 아이가 엄마와 함께 갑작스럽게 퍼붓는 폭우를 피해 지하철 역사로 내려오면서 기후변화 얘기를 했다. 학교에서 온실가스와 지구온난화에 대해 배웠는지 화석연료를 적게 쓰고 이산화탄소 발생을 줄여야 한다는 얘기인 것 같았다. 엄마는 “그래서 요새 태양열 전지를 많이 쓰는 거야. 우리동네 상가 지붕에도 있는 거 봤지?”라고 가르치듯이 말했다. “어! ‘태양열 전지?” 아마도 태양광전지를 잘못 표현한 것 같다.

뭐, 그리 크게 잘못 말한 것은 아니지만 정확히 아는 것은 중요하다. 태양은 우리에게 빛과 열 에너지를 무한히 사용할 수 있도록 선물을 주고 있다. 태양광 전지는 '빛', 태양열 전지는 '열'을 이용해서 전기를 만든다.

전기를 생산하는 방식 자체도 다르다. ‘태양광전지’는 햇빛이 태양전지에 비치면 직류전기가 생성된다.  이 직류전기를 인버터를 이용해 교류로 전환시킨 후 한전에 전기를 공급해 전기사업자로 수익을 올릴 수 있다. 또는 가정이나 기업에서 자가발전해 전기를 사용하는 형식이다. 태양광발전소는 산업체와 지역사회에 전기를 공급하는데 크게 도움이 된다.

우리가 사용하는 전기의 대부분은 화력발전소에서 화석연료를 태워 나오는 열에너지를 이용해 터빈을 돌려 전기에너지를 만든다. 이때 많은 양의 탄소가 배출되어 환경오염을 일으키게 된다. 그뿐만이 아니라 화석연료는 무엇보다 지구상에 매장되어 있는 자원의 한계가 있어서 점점 고갈되고 있다.

‘태양열전지’는 뜨거운 태양열을 이용하여 '물'을 데우고, 데워진 물이 수증기가 되면 수증기로 '터빈'을 돌려서 전기를 생산하는 것이다. 실제로, 대부분의 태양열은 전기보다 온수 생산에 많이 이용되고 있다. 수십 년 전 우리나라 농촌 지역에 태양열을 이용해 더운물을 사용하고 일부 보일러를 돌려 난방용으로 쓰는 태양(열)전지가 도입되기도 했었다.

현재 범 지구적인 최대의 위기는 아마도 기후변화에 인한 지구온난화 문제일 것이다. 지구온난화는 온실가스 증가로 인해 지구의 평균기온이 상승하는 현상이다. 온실가스는 지구로 들어오는 태양열을 가두어 지구의 온도를 상승시키는 역할을 한다. 지구온난화는 다양한 문제를 일으키고 있다. 그래서 온실가스를 줄여 지구를 더 이상 달아오르지 않도록 하는 노력이 각 분야에서 진행되고 있다.

쳣 번째는 화석연료로 만들어지는 에너지를 줄이는 것이다. 그리고 우리가 살고 있는 지구의 무한한 선물인 자연의 힘과 환경을 이용하여 만드는 재생에너지 사용을 확대하는 것이다. 재생에너지는 지구온난화를 방지하고 지속가능한 미래를 만들기 위해 중요한 역할을 할 것으로 기대되고 있다.

재생에너지는 영어로 리뉴어블 에너지(Renewable Energy)로 표기하고 있는데 우리는 이것을 보통 ‘신재생에너지’라고 말하고 있다. 좀 더 세밀히 구분하면 ‘신에너지’와 ‘재생에너지’로 나뉘고 있다. 에너지관리공단 등 일부에서는 영어 표기로 New & Renewable Energy를 사용하고 있다.

우리나라는 관련 법률에 따라 ‘신에너지’란 기존의 화석연료를 변환시켜 이용하거나 수소ㆍ산소 등의 화학 반응을 통하여 전기 또는 열을 이용하는 에너지로, ‘재생에너지’란 햇빛ㆍ물ㆍ지열(地熱)ㆍ강수(降水)ㆍ생물유기체 등을 포함하는 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지로 정의하고 있다. 구체적으로 분류하면 신에너지로는 수소에너지, 연료전지, 석탄액화가스화에너지 및 중질잔사유 가스화에너지 등이 있고, 재생에너지는 태양광에너지, 태양열에너지, 풍력, 바이오에너지, 폐기물에너지, 지열, 수력, 해양에너지 등 총 11개 에너지를 포함한다.

국제에너지기구인 IEA의 ‘2022년도 세계 에너지 전망 보고서’에 따르면, 세계 총발전량은 2019년 대비 2040년까지 약 50% 증가할 것으로 예상되며, 이 중 신재생 에너지 발전량은 2019년 대비 약 150% 증가할 것으로 예상된다. 그리고 전 세계 신재생 에너지 발전량이 2021년 기준 전체 발전량의 30%를 차지하며, 이 중 태양광 발전이 약11%로 가장 많은 비중을 차지하고 있다고 한다. 우리나라 2021년도 재생에너지의 생산량은 11만3120GWh로 전체 발전량의 20.3%를 차지하고 이 중 태양광이 약 10%, 풍력이 약 7%, 수력이 약 3% 이다. 또한 태양광은 4만4340GWh로 전체 재생에너지의 39.1%, 풍력은 2만7030GWh로 전체 재생에너지의 23.9%를 차지한 것으로 파악됐다. 재생에너지가 차지하는 비율이 점점 증가하고 있음을 보여준다.

그만큼 태양광 발전은 에너지 공급뿐만 아니라 기후변화를 해결하는 온실가스 저감에도 큰 역할을 하는 것이다. 발전에 필요한 태양광전지 사업은 분야별 가치사슬(Value Chain)의 경제적 의미가 각각 다르다. 잘 할 수 있는 분야도 다 다를 것이다.

무슨 말일까? 태양광 산업은 태양전지를 제조하는 주원료인 폴리실리콘과 그것을 녹여 만든 실리콘 덩어리인 잉곳(ingot), 잉곳을 균일한 두께로 가공한 둥글거나 사각 진 모양의 얇은 박막이 웨이퍼(Wafer)인데 이것이 태양전지를 제조하는 기본 재료인 것이다. 이들 각 분야의 산업과 태양전지를 여러 장 붙여 모듈화하여 설치하는 산업, 태양광발전소를 운영하는 사업분야도 포함된다. 고순도 웨이퍼는 반도체 원재료로도 쓰이고 있다. 각 분야별도 경쟁이 심한 경우도 있고 투자비가 너무 많이 들어가거나 기술의 발전속도가 빨라 뒤쳐지면 낙오되는 사업분야도 있다. 폴리실리콘은 자본집약적 장치산업 같고, 솔라셀 제조는 반도체 공정만큼이나 기술력을 요하고, 태양광발전소는 프로젝트 파이낸싱이 수반되는 대규모 기간, 건설사업 같은 성격도 있다.

누군가는 태양광 산업은 재무적 여력이 없으면 하기 어렵다고 말 한 적이 있다. 2000년대 들어서면서 우리나라도 태양광 전지(솔라셀:Solar Cell)에 대한 기업들의 관심이 부상하기 시작했고, 각급 연구기관에서도 관련 부문별 기술에 대한 성과를 내기 시작했다. 당시 솔라셀에 대한 국내 산업기반은 낮은 수준의 기술력과 사업성으로 활발하지 않았다. 그러나 기후변화 문제와 친환경에너지 확대에 대한 해결방안으로 태양광전지 산업은 점차 관심이 높아졌다.

하지만 태양광전지로 발전된 전기의 생산원가 즉 발전단가는 기존의 방식으로 생산된 전기에 비해 턱없이 비싸서 경제성만 가지고는 사업하기가 어려운 현실이었다. 그래서 세계 각국은 정책적으로 기술개발, 사업화 등에 경제적 지원 등을 해왔고 그 덕택에 일부 나라에서는 태양광이나 풍력 등 재생에너지를 이용하는 발전단가가 서서히 기존 발전단가와 비슷해지는 그리드 패리티(Grid Parity)에 도달하거나 근접하고 있다. 신재생에너지 전력 생산기술이 고도화되고 비용이 낮아지면서 그리드 패리티 달성 시기가 앞당겨지고 있다고 한다.

당시 우리나라에도 태양광발전 설비를 설치해서 전기를 생산하는데 발전차액을 보전해주는 정책이 실시됐다. 일각에서는 국내 관련산업 기반이 충분치 않은 상황에서 저가의 태양광 설비들이 수입되고 설치되는데 그 돈이 많이 흘러 들어간다는 우려도 있었다. 아울러 일부 사업자들이 부당한 방법으로 지원금을 받으려는 시도를 한다는 걱정도 있었다. 태양광 등 재생에너지가 유일한 대안이라고 할 수는 없으나 에너지문제는 날로 심화될 것이다. 기후변화로 인한 피해는 인류의 당면과제 임은 틀림없다.

우리 사회는 여러 산업이 있고 여기에 참여해서 기여를 하는 착한 기업들이 많이 있다. 그렇게 되기를 희망한다. 따라서 에너지산업은 인류 전체의 공동 이익을 위한 방향으로 전개되어야 한다. 그래서 기업가 정신이 필요한 것이다. 기업가정신은 기업이 사회적 책임을 다하고 사회적 가치를 창출하는 것을 의미한다.

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