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중학생도 안다는 태양광 발전 비효율성, 사실일까

[송전탑 없앨 수 있다⑥] '원전사고' 일본도 태양광발전 하는데, 우린 왜...

등록|2014.02.04 10:55 수정|2014.02.04 23:05
올해 초 시작한 송전탑 없앨 수 있다 기획기사 5편이 보도되었습니다. 막연히 '전기를 아껴쓰는 것'에서 벗어나, 필요한 전기를 직접 생산해서 쓰자'는 생각에서 시민들은 협동조합을 만들고 우리집햇빛발전소를 개발했습니다.

그리고 지난 1월 16일 송전탑 공사로 인해 고통받고 있는 밀양에 가서 햇빛발전소를 설치하기도 했습니다(관련기사 : 전기 직접 만드는 밀양 할매들 "한전 끊어버릴끼다"). 에너지자립마을, 밀양을 바라면서 말이지요. 이 같은 소식을 전하는 기사와 이어진 최병성 기자의 기사(이해할 수 없는 죽음...어느 마을의 비극)에 많은 댓글이 달렸습니다. 몇 개만 소개해보겠습니다.

남민** : 탈핵 그리고 송전탑 없애는 데 재생에너지가 답은 아닙니다. 전기 소비 가장 많이 하는 도시인들이 나서야죠. 우리집햇빛발전소 설치해서 에너지 생산하고 소비해야 합니다.
kal**** : 송전탑 X, 태양열 O 하는 건 필요한 시설에 태양열발전을 해서 쓰자는 얘기 아닙니까. 공장 기계 돌리는데 공장마당에 공장 옥상에 열판 만들어서 자급자족이라도 하란 얘깁니까? 그걸로 기계 돌릴 수 있을 거 같아요? 공장 건물 옥상, 마당, 주차장을 열판으로 다 덮어도 기계 못 돌립니다.
flor*** : 아직 많이 미흡할지 모르지만 이런 여러 정보가 알려지고 공유되야 탈핵에 대한 대중적 공감도가 높아지지 않을까? 합니다. 후속 기사 부탁드려요.

궁금해졌습니다. 중·고등학교만 나와도 안다는 태양광발전의 비효율성, 사실일까요? 독자들의 질문에 전북대 산학협력단 이성호 교수의 글로 응답할까 합니다. - 편집자말

우리나라의 신·재생에너지 보급율은 3.1%이다(2012년 기준). 그러나 국제에너지기구(IEA)의 재생가능에너지 분류기준에 따르면 1% 수준에 지나지 않는다. 우리나라의 통계기준은 국제사회에서 통용되는 기준이 아니라 소위 '한국식 기준'이기 때문이다. 화석연료의 정제과정에서 생산되는 부생가스와 자동차 폐유 등을 신·재생에너지 통계에 포함시킴으로써 정부의 실적을 높게 보이게 하기 위한 통계 조작이다.

▲ 우리나라는 지난 10년간 비정상적인 에너지 소비 증가를 경험 하였다. 현재와 같은 에너지 공급과 소비 구조는 급격히 바뀌어야 한다. ⓒ sxc


우리나라의 재생가능에너지 보급이 이처럼 미미한 이유는 뭘까. 재생에너지의 증가율만큼 늘고 있는 총 에너지 소비 증가율 때문이다. 총 에너지 소비가 증가하는 것은 정부기관이 에너지(전력, 석유, 가스, 석탄, 원자력 등)를 거의 독점적으로 공급하는 국가 시스템과 정책에서 그 원인을 찾을 수 있다(우리나라 전기의 95%는 국가 공기업에서 공급하고 있다).

원전도, 재생에너지도 '에너지 과소비'가 문제다

지금까지 우리나라 에너지정책의 우선순위는 '산업 발전의 필수재'인 에너지의 안정적 공급이었고, 에너지의 수요관리나 재생가능에너지 공급확대는 부차적인 과제였다. 때문에 '경제발전에 불가결한 에너지를 민간의 영리활동영역에 맡겨 두는 것은 바람직하지 않으며, 정부가 직접 관리하여 값싸고 안정적으로 공급'하겠다는 철학은 60~70년대의 박정희 정권 이래로 변함없는 정책기조이다.

이 정책 기조는 석탄발전 및 원자력발전에 사실상 면세정책으로 이어져오고 있으며, 각종 인프라 구축과 이용에 정부 예산이 투자되고 있다. 2013년까지도 발전용 석탄에는 수입 관세를 면제해주고, 각종 항만과 하역시설의 건설·운영에 각종 편의를 제공하고 있다. 또 '전원개발특례법'을 통한 일반 기업의 민자 발전소 건설은 사실상 30년 동안의 수익을 정부가 보장하고 있다.

정부가 전기를 독점적으로 공급하다보니, 전력생산에 영향을 미치는 각종 인프라는 정부예산 및 특별법으로 처리하는 폐단이 지속되고 있다. 지난 10년 동안 물가상승을 막기 위해 전기가격 인상을 억제하다 보니 중유나 가스를 사용하는 것보다 전기를 사용하는 것이 비용이 낮아져 전기로의 소비 쏠림 현상이 빚어지고 있는 것.

특히 산업에서의 건조, 가열에 필요한 에너지를 중유나 가스가 아닌 전기를 사용함으로써 발생되는 '전기과소비'는 우리나라 전기 부족의 주요인이 되고 있다(대표적인 전기 낭비 사례로 소금을 만드는데 필요한 열을 전기를 사용하는 ㈜한주소금은 우리나라 전기다소비업체 8위이다). 건조, 가열에 전기를 사용하는 것은 국가 전체 차원에서 볼 때 에너지 과소비의 전형으로 지난 5년 동안 우리나라 총 에너지 소비증가의 주요 원인이 되고 있다.

우리나라 2012년 에너지(석유, 석탄, 가스, 우라늄 등) 수입액은 1860억 달러로 자동차 반도체와 조선의 수출액 합계보다 많은 상황이다. 또한 국제사회가 공동 노력하고 있는 지구의 기후변화로 인한 재앙을 줄이기 위해서도 총 에너지 소비를 줄이려는 노력을 전개해야 한다.

2009년 대통령이 코펜하겐에서 2020년까지 배출전망치(BAU) 대비 30%의 온실가스를 줄이겠다는 국제사회의 약속을 지키기 위해서도 국가적인 에너지 과소비 시스템을 정비하여야 한다. 더불어 재생가능에너지의 경제성 향상과 화석연료 가격의 지속적인 상승 예측을 고려하면, 우리나라의 전체 에너지 공급 시나리오에 대해 전면적 재검토가 필요한 상황이다.

우리나라의 재생가능에너지 잠재량

재생가능에너지 잠재량을 말할 때 사람마다 주장이 다름을 볼 수 있다. 그 이유는 재생가능에너지는 석유나 석탄처럼 매장량이 있는 것이 아니고 인류의 기술발달에 따라 잠재량이 달라지기 때문이다. 예를 들어 태양광모듈의 효율이 10%일 때, 20%일 때 같은 면적에서 얻을 수 있는 에너지량은 2배 차이를 보이게 된다.

▲ 우리보다 일사량 조건이 훨씬 불리한 독일도 2012년 전체 전기의 3%를 태양광발전으로 공급하고 있다. ⓒ sxc


또 기술발전으로 경제성이 좋아지면 태양광 설치 가능 면적도 그만큼 늘어나므로 잠재량은 달라지게 된다. 실제로 2012년 기술기준과 경제성기준으로 우리나라의 태양광발전 잠재량을 계산한 결과와 2002년의 기술기준과 경제성기준으로 평가한 태양광발전 잠재량은 그 결과가 확연히 다르다. 2002년의 모듈 효율은 10% 내외였지만 2012년의 모듈효율은 16% 내외이다. 모듈가격도 2001년에는 3.62$/Watt이고, 2012년 말에는 0.75$/Watt이므로 10년 사이에 1/5로 하락했음을 알 수 있다.

한편 우리나라의 태양광발전 잠재량은 얼마나 될까? 우리나라에서 그만한 면적이 가능할까? 결론부터 말하면 2030년 발전량의 10%를 태양광발전을 통해 공급할 수 있으며, 더 많은 비중의 전력공급도 가능하다고 본다.

한국태양광산업협회는 2030년 발전량의 10%를 태양광발전으로 공급이 가능하며, 이를 국가정책으로 채택할 것을 촉구하고 있다. 실제로 2010년 제2차 국가에너지기본계획 수립을 위한 용역을 실시하였으며, 이의 공청회 자료에 2030년 태양광 30GW 설치 목표가 반영되기도 하였다. 당시에도 설치 면적은 문제가 아니었으며, 재원에 대해서도 2020년 이후에는 그리드 패러티(태양광·풍력 등 대체에너지로 전기를 생산하는 데 드는 발전원가가 원유 등 화석연료 발전원가와 같아지는 시점)에 도달하므로 큰 부담은 아닌 것으로 이해되었다.

우리보다 일사량 조건이 훨씬 불리한 독일도 2013년 현재 전체 전기의 5%를 태양광발전으로 공급하고 있다. 태양광발전으로 생산된 전력으로 피크부하(낮동안 가장 많은 전기를 사용하는 때)를 커버해 이때의 전기요금이 전체적으로 내려감으로써 국민 전체 전기요금 부담이 상대적으로 적어지고 있다는 점은 시사하는 바가 크다.

영국이 2012년 1GW의 태양광발전을 설치하고, 일본은 2013년 7GW의 태양광발전을 설치했듯이, 우리도 발전차액지원제도 등이 재도입되어 보급을 활성화한다면 2030년 발전량의 10% 공급이 불가능한 것이 아니다. 이미 일본은 그 길로 들어섰다고 보여지며, 일본은 현재 추세대로라면 10년 안에 10%의 전기를 태양광발전으로 공급할 것으로 예상된다.

▲ ⓒ 최은경


국내의 자연 자원 잠재량 즉 개발 가능한 범위는 결국 국민의식, 사회적 수용성에 달려있다. 이들 자원을 개발할 수 있도록 법과 제도에서 어느 정도까지 허용하느냐에 따라 그 잠재량은 대단히 유동적이다. 우리가 진정으로 에너지전환을 바란다면, 즉 화석연료의 사용으로 기후변화가 초래되고, 이로 인해 수많은 동식물의 멸종을 바라지 않는다면, 그리고 원자력발전의 재앙으로부터 자유로워지려면, 우리나라 재생가능에너지에 대한 사회적 수용성, 법적 제도적 수용성이 현재보다는 획기적으로 개선되어야 할 당위가 있다 할 것이다.

독일이 재생가능에너지의 선진국인 것은 90년대부터 에너지, 특히 재생가능에너지에 대한 체계적인 교육과 홍보가 지속되어 왔기 때문이다. 하지만 우리나라는 원자력문화재단을 통해 원자력 홍보를 과도하게 하다 보니 재생가능에너지에 대한 잘못된 정보가 넘쳐나는 나라가 되었다. 에너지에 대한 교육, 재생가능에너지에 대한 교육 홍보가 제대로 이루어져야 우리나라의 재생가능에너지의 개발이 현실화될 수 있을 것이다.

에너지전환은 가능하다, 마음만 먹으면! 그리고...

우리나라는 지난 10년간 비정상적인 에너지 소비 증가를 경험 하였다. 이러한 비정상적인 소비 증가는 국민경제에 커다란 악영향을 미치고 있으나 우리의 에너지 공급과 소비구조는 개선될 기미를 보이지 않고 있다. 중장기적인 플랜 속에 현재와 같은 에너지 공급과 소비 구조는 급격히 바뀌어야 한다. 특히 지속 가능한 에너지 시스템을 구축하는 일은 우리 세대의 가장 큰 시대적 과제라 할 것이다.

우리나라가 지속 가능한 에너지 정책이 구현되기 위해서는 첫째 에너지정책 환경이 정비되어야 한다. 원가에도 미치지 못하는 전기요금은 전기로의 소비 쏠림 현상을 초래하여 국가 전체적인 에너지 낭비를 가져오고 있으므로 이의 개선이 시급하다 할 것이다. 또한 전기뿐만 아니라 석유, 가스, 석탄, 원자력 등 다른 에너지 가격 간의 상관관계를 감안 에너지 상호간의 적정한 가격체계가 정비되어야 한다.

둘째, 에너지 수요관리 정책이 제대로 수립, 집행됨으로써 총 에너지 소비를 줄여 나가야 한다. 세계에너지기구(IEA)에서는 기본적으로 산업에서 50%의 절약 잠재량이 있으며, 건물에서는 80%의 절약 잠재량이 있다고 보고 하고 있다. 문제는 이를 어떻게 충격을 최소화하면서 이행하느냐인데 전문가들은 비용·효과적인 시장 메커니즘을 권유하고 있다.

예를 들어 우리나라는 전기 가격이 OECD국가 평균 전기요금의 절반에 지나지 않는데 그 이유는 전기를 생산하고 유통, 소비하는데 OECD와 같은 기준의 세금과 재정정책을 적용하지 않기 때문이라고 파악한다. 다시 말해 발전용 에너지(화석연료 및 원자력)에 대해 그만큼의 세제 및 재정 보조를 하고 있는 나라로 파악하며, 이러한 보조금을 없애고 가격을 정상화 할 것을 권고한다.

셋째, 재생가능에너지의 확대공급이 가능하도록 제도적인 인허가 장벽을 허물고, 기존의 에너지 공급, 유통, 소비 시스템을 정비하여 재생가능에너지의 진입장벽을 정비하여야 한다. 태양광, 풍력, 수력(조력, 조류 포함) 등의 사업에 지역 주민이 주체가 되도록 하는 등의 노력을 통해 인허가에 대한 국민적 이해를 높혀 나감으로써 인허가 장벽을 낮추어야 한다.
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