"우리가 알아야 할 재생에너지의 모든 것”

수력이나 지열 등이 제한적인 국내 환경에서는 우리 재생에너지는 결국 태양광과 풍력을 이용하는 방법이 주가 될 것이다. 태양광과 풍력 기술의 현 주소는 세계적인 경향과 비교하여 어떻고 향후 우리 사회에 어떻게 보급되고 발전해야 하는 것인가 하는 것은 매우 중요한 사안이다. -by 서울대교수 윤제용

재생에너지는 무엇인지, 또 널리 알려진 잘못된 정보의 실체는 무엇인지, 어떤 정책을 통해 재생에너지를 확산할 수 있는지에 대한 답은 쉽게 구하기 어려운 현실입니다.

녹색에너지전략연구소와 재생에너지 전문가들은 기후위기 시대에 우리 국민이 꼭 알아야 할 재생에너지에 대한 기본적인 사실 정보와 최근 동향을 담은 '우리가 알아야 할 재생에너지의 모든 것'을 출간했다.

이 책은 기후과학, 기술, 시장, 제도, 건물, 시민참여 등 각 분야를 대표하는 재생에너지 전문가인 권필석(녹색에너지전략연구소 소장), 김연지(전 서울시 환경시민협력과장), 김윤성(녹색에너지전략연구소 책임연구원), 박년배(한국에너지기술연구원 책임연구원), 안준관(로엔컨설팅 상무이사), 윤재호(한국에너지공과대학교 교수), 이진영(APEC기후센터 선임연구원), 조상민(에너지경제연구원 연구위원), 최정철(한국에너지기술평가원 풍력 PD), 추소연(RE도시건축 소장)이 공동 집필했다.

집필진은 기후위기 대응과 적응, 탈탄소 사회로의 체제 전환에서 재생에너지의 필요성을 알리고 재생에너지 보급 확대를 통한 에너지전환을 이루는 데 필요한 정부 정책은 무엇인지 안내한다.

책은 총 3개 장으로 구성돼 있다. 1장 '재생에너지의 중요성과 약진'에서는 기후위기로 인한 국내외 변화와 이에 따른 재생에너지의 확대를 다뤘다. 또한 탄소중립으로 글로벌 경제가 재편되는 가운데 등장한 RE100, 탄소국경세 현황과 한국에 필요한 대응 방안을 서술했다.

◇1장에서의 핵심내용은

인간활동으로 인한 온실가스 배출로인해 대기와 해양, 육지의 기온이 산업화 이전보다 1.1도 상승 하였다. 지구 기온 상승폭을 1.5도 미만으로 제한하기 위해서는 2050년까지 탄소 배출량 순 제로에 도달해야 합니다. 현재의 탄소 배출량을 유지한다면 1.5℃ 상승까지는 8년 남짓한 시간이 남아있을 뿐입니다. 2050년 총 발전설비용량에서 재생에너지가 차지하는 비중은 80%, 태양광과 풍력이 각각 43%, 25%를 차지할 전망입니다.

지난 10년간 태양광의 LCOE는 85%, 풍력은 50% 하락했습니다. 2022년 1월, 전세계 346개 기업이 RE100에 참여하여 제품 생산의 투입 에너지를 재생에너지로 발전하고 있습니다. 무역비중이 높은 한국의 경제 특성상 RE100에 대응하지 못하면 국가 경쟁력이 떨어질 수 있습니다. 유럽과 미국이 탄소국경세를 적극적으로 제도화하고 있는 상황에서, 기업의 생존을 위해 재생 에너지 확대와 이를통한 탄소 중립은 불가피한 상황입니다.

◇2장에서의 핵심내용은

2장에서는 '재생에너지를 둘러싼 오해와 진실'을 알리고 있다. 재생에너지처럼 시민들의 생활권에 발전소가 가까이 위치한 전례가 없기 때문에 낯선 기술에 대한 우려로 부정확한 정보가 빠르게 퍼지고 있다. 재생에너지의 가장 큰 비중을 차지하는 태양광과 풍력 발전, 그리고 설치 부지에 대해 꾸준히 제기돼온 문제를 살펴보고 과학적 사실에 기반한 정확한 정보를 통해 오해를 바로잡고자 했다.

태양광 모듈의 빛반사도는 물이나 창문 유리보다 더 낮은 2%정도 수준입니다. 태양광 모듈에 사용되는 납은 환경기준인 0.1%에 못미치는 0.009~0.002% 수준으로 매우 낮습니다. 수명이 다한 태양광 폐패널은 폐기물이 아닌 순환자원으로 재활용되고 있습니다. 풍력 소음은 400m 거리에서 40db의 소음을 내는데, 우리나라 주거 지역 소음기준(주간 55db, 야간 45db) 보다 낮은 수준입니다.

풍력발전기의 전압은 690V로 가정용 전기인 220V보다 조금 높은 수준입니다. 풍력발전기에 야생조류가 부딪혀 발생하는 치사율은 건물, 송전선, 자동차 등으로 인한 치사율 보다 훨씬 낮습니다.

해상풍력의 하부구조물은 인공어초 역할을 하여 해양생태계를 풍부하게 하고, 일부 어업활동에 의한 생태계 교란을 막는 긍정적인 효과도 있습니다.

'탠덤 태양전지 구조'의 효율 목표는 2030년 30%이며, 지난해 세계 최고 효율을 기록한 국내개발 태양전지(페로브스카이트) 효율은 25.2% 수준입니다. 풍력 발전기의 기기당 날개가 길어지고 타워가 높아지면서 동일 면적에서 생산 가능한 용량은 점점 늘어나고 있습니다.

◇3장에서의 핵심내용은

마지막으로 3장 '재생에너지의 도전과제와 정책 방안'에서는 우리 사회가 직면한 재생에너지의 특수한 도전과제를 인지하고 이에 맞는 경제적, 제도적, 기술적 노력을 제시했다. 특히, 적극적으로 재생에너지를 설치하고 생산하는 프로슈머가 확대되는 가운데 이에 걸맞는 유연한 준비와 방안의 필요성을 강조했다.

우리나라 태양광(대규모) 2030년 균등화발전원가 71.3원/kWh이며, 풍력 122.7원/kWh으로 전망 합니다. 같은 시기 석탄발전은 100.06원/kWh, 가스복합화력은 96.71원/kWh, 원자력 68.84~76.98 원/kWh으로 전망하여 태양광은 이들과 비교해 가격경쟁력을 확보하게 됩니다.

탄소중립 달성에 필요한 재생에너지 설비 용량이 450~500GW인 점을 고려하면, 태양광 (1,807.6GW)과 육상풍력(352.41GW), 바이오에너지(9.98GW)의 기술적 잠재량은 충분합니다.

건물 분야에서 재생에너지로 에너지를 소비하는 방식을 넘어 잉여전력을 주변의 다른 소비자에게 공급하는 역할도 수행하고 있습니다. 재생에너지 확대는 스마트그리드 기술발전을 촉진하고, 전력시스템의 거대한 전환을 이끌고 있습니다. 에너지소비자가 생산자가 되도록 전력시스템의 송전·배전·발전 등 전 분야를 바꿔 가고 있습니다.

◇시사점

기술 측면에서 우리나라는 재생에너지 강국이 될 잠재력을 지녔습니다. 지난해(2021) 2월 우리나라는 25.2%라는 최고효율 기록을 갱신하는 새로운 페로브스카이트 태양전지 소재개발에 성공했습니다. 또 이 책에서도 소개한 것처럼 탠덤 태양전지 구조라는 30% 이상 효율을 목표로 하는 태양전지 기술개발에 앞장서고 있습니다.

비록 중국의 저가공세가 거세지만 고효율 첨단 태양광 시장에서 중국과 경쟁하는 나라는 거의 우리나라가 유일할 정도로 최첨단 기술력을 보유하고 있습니다. 해상풍력도 타워나 하부구조 기술은 충분한 수준을 보유하고 있고, 터빈 역시 중위도 지역에 적합한 저풍속용 개발을 이어가고 있습니다.

대통령 토론회에서 주요한 이슈로 다뤄질 만큼 기후위기와 탄소중립 사회에 대한 우리 사회의 논의가 점차 뜨거워지고 있다. 이러한 시점에서 '우리가 알아야 할 재생에너지의 모든 것'은 검증받은 전문가를 집필진으로 섭외하고 일반인의 눈높이에 맞춰 사실 위주로 쉽게 작성됐다.

또한, 주요개념 및 용어, 핵심내용을 따로 정리하고 그림과 그래프를 풍부하게 삽입해 재생에너지를 처음 접하는 독자의 기본 소양을 함양하는 데 유용한 도움을 줄 것으로 기대된다. 한편, 책자는 녹색에너지전략연구소의 홈페이지에서 무료로 내려 받을 수 있다.