[에너지] 태양광발전 용량, 올해말 핵발전 넘본다 에너지식량

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두마리 토끼 잡는 태양광발전

올해안 81기가와트 증가 예상

핵발전과 대등한 수준 `껑충'

 

 태양광 발전의 성장은 지구촌 에너지 시스템에서 두마리 토끼를 잡는 것과 같다. 하나는 화석연료를 퇴출시켜 온실가스 배출을 억제하는 것이고, 다른 하나는 핵발전의 치명적인 방사선 위험에서 벗어나는 것이다. 이에 따라 전세계적으로 태양광 발전 붐이 일고 있다. 2017년은 태양광발전 역사에 새로운 분기점이 될 전망이다. 올해 말 태양광발전의 시설용량이 핵발전 시설용량을 따라잡을 것이라는 전망이 나왔다.
환경기술 미디어 <지티엠 리서치>(GTM Research)의 ‘세계 태양광 수요 모니터’(Global Solar Demand Monitor) 최신 보고서에 따르면, 전세계 태양광발전 용량은 올해 말 390기가와트에 이를 전망이다. 중국의 태양광발전 증가 속도가 갈수록 빨라지고 있는 점을 고려하면 최종 숫자는 이보다 커질 전망이다. 이는 전세계 핵발전 용량과 맞먹는 규모다. 핵에너지연구소(Nuclear Energy Institute)에  따르면 현재 전세계에서 가동중인 핵발전소는 391.5기가와트에 이른다. 태양광발전과 핵발전이 시설용량에서 대등한 관계에 이르기는 사상 처음이다.
 올해 추가로 설치될 전세계 태양광발전 시설용량은 81기가와트에 이를 것으로 예상된다. 이는 애초 예상치보다 4기가와트 줄어든 규모다. 그러나 신기록 행진이 멈춘 것은 아니다. 증가율은 떨어졌지만 증가 규모는 2015년 50.3기가와트, 2016년 77.8기가와트로 갈수록 커지고 있다. 보고서는 올해의 시설용량 증가분은 2014년에 비해 2배, 10년 전에 비하면 32배나 많은 것이라고 밝혔다. 2000년 전세계 태양광발전 시설용량이 150메가와트에 불과했던 것과 비교하면 그야말로 상전벽해 수준이다. 보고서는 2022년엔 태양광발전 용량이 871기가와트에 이르러 같은해 풍력발전 용량보다 43기가와트 더 많아질 것으로 내다봤다.
 물론 시설용량만 갖고 핵발전과 비교하는 건 무리다. 실제 발전량에서는 여전히 핵발전 비중이 높다. 핵발전은 연간 247만671기가와트시의 전기를 생산한다. 이는 전세계 발전량의 11%에 이른다. 반면 태양광 발전량은 37만5000기가와트시에 그치고 있다. 전세계 발전량에서 차지하는 비중이 1.8%에 불과하다. 아직까지 차이는 크게 나지만 격차는 점점 좁아질 것으로 보고서는 내다봤다.
 

solar.jpg » 전세계 태양광발전 용량 증가 추이. GTM리서치

 

중국이 태양광발전 성장 주도

 

2014년 국제에너지기구는 21세기 중반까지의 태양광 성장률을 전망한 바 있다. IEA는 현재의 성장추세를 반영한 고성장 시나리오의 경우 태양광발전이 2050년께 전세계 전기의 16%를 공급할 수 있을 것으로 내다봤다. 태양열발전(concentrating solar power)도 11% 책임질 것으로 예상했다.
 태양광발전의 성장을 주도하는 나라는 중국이다. 올해 증설되는 전세계 태양광발전소의 39%가 중국에 들어선다. 중국이 태양광발전에 이처럼 열심인 것은 그만큼 화석연료에 의한 환경 피해가 심각하다는 판단 때문이다.
 영국 사우스햄튼대 엘코 롤링(Eelco Rohling) 교수 등이 최근 연구저널 <어스 시스템 다이내믹스>에 발표한 논문에 따르면, 산업혁명 이후 인류가 배출한 이산화탄소는 모두 1조5400억톤에 이른다. 이를 다른 식으로 표현하면 지구에서 달까지 한 변의 길이가 22미터인 정사각형 타워를 쌓을 만큼의 엄청난 석탄을 태운 것과 같다고 한다. 이 가운데 절반은 대기중에 남아 탄소 농도를 자연상태에서보다 10배 이상 빨리 증가시키는 역할을 했다. 나머지 절반은 바다로 흡수돼 산성화를 유발해 왔다. 연구진은 “자연은 식물과 조류의 성장과 죽음을 통해 탄소를 제거해주지만 인류는 자연이 제거해주는 것보다 100배 이상 빠른 속도로 탄소를 배출하고 있다”고 밝혔다. 이는 자연 메카니즘에 맡겨 놓아서는 온실가스 문제를 해결할 수 없다는 걸 뜻한다.
 연구진에 따르면 마지막 간빙기인 12만5천년 전 에미안 시기에 지구 온도는 1도 이상 올라갔다. 이 시기에 지구의 해수면 수위는 10미터나 높아졌다. 연구진은 “오늘날 해수면 수위가 10미터 높아지면 전세계 인구의 10%가 거주하는 지역이 물에 잠길 것”이라고 경고했다. 해수면 수위가 2미터만 올라가도 약 2억명이 삶의 터전을 잃게 된다고 한다.
 지난해 지구 표면온도는 137년 관측사상 가장 높은 수치를 기록했다. 연구진은 2016년 상반기의 지구 온도는 산업화 이전보다 1.2도 높은 온도를 기록했다고 밝혔다. 파리 기후변화협정의 제한 목표인 1.5도에 거의 근접한 상태다. 따라서 지구온도 상승폭을 목표치 이내로 묶어두려면 온실가스 배출에 그쳐지 않고 대기중의 온실가스도 제거해야 한다고 연구진은 제안했다.
 

roof.jpg » 일론 머스크가 이끄는 솔라시티가 출시한 태양광 지붕. 테슬라 제공

 

배출 억제만으론 목표달성 못해

대기중 온실가스 제거에 나서야

 

과연 얼마나 제거해야 할까? 현재 인류가 배출하는 이산화탄소는 대략 연간 370억톤으로 추정된다. 이는 탄소 100억톤을 태웠을 때 나오는 양이다. 연구진은 두 가지 시나리오로 나눠 2100년까지 온실가스를 얼마자 줄여야 하는지 계산했다. 하나는 비관적 시나리오다. 2020년 이후 온실가스 배출이 정체되는 경우다. 이 경우 온난화 억제선을 지키려면 대기와 대양에 있는 탄소 7000억톤을 제거해야 한다. 나무를 다시 심고 토지 이용을 개선하면 1000억톤은 나무와 토양으로 흡수할 수 있다. 나머지 6000억톤은 이산화탄소를 직접 포집하는 등 인위적 수단을 통해 제거해야 한다.
  문제는 인위적 제거에는 엄청난 돈이 든다는 점이다. 기술을 동원해 이산화탄소를 제거하는 데는 톤당 150달러의 비용이 드는 것으로 연구진은 추정했다. 따라서 이 경우 이번 세기말까지 이 작업을 진행한다고 치면 90조달러의 비용이 든다. 1조6천억달러에 이르는 세계 군사비 지출을 다 쏟아부어야 할 정도다.
 낙관적 시나리오는 인류가 2020년부터 연간 6%씩 온실가스 배출량을 감축하는 경우다. 이 경우에는 2100년까지 1500억톤의 탄소를 제거해야 한다.  재조림과 토지이용 개선으로 1000억톤을 흡수할 수 있다고 치면 남는 것은 500억톤이다. 이를 기술적으로 제거하는 데 드는 비용은 7조5천억달러. 세계 군사비 지출의 6%에 해당한다.
 이런 상황에서 기술 발전에 힘입어 태양광 패널의 효용은 갈수록 높아지고 있다. 무엇보다 가정용 태양광발전 장치들이 각광을 받기 시작했다. 최근 일론 머스크가 공개한 태양광 지붕같은 적용 사례는 태양광발전 보급의 기폭제가 될 수도 있을 전망이다.

 

출처 
https://www.greentechmedia.com/articles/read/global-solar-capacity-set-to-surpass-global-nuclear-capacity

https://futurism.com/report-suggests-solar-energy-capacity-will-rival-nuclear-power-by-the-end-of-2017/
 
http://www.energymatters.com.au/renewable-news/global-solar-energy-capacity-set-to-beat-nuclear-in-near-future/
 
https://renewablesnow.com/news/renewables-produce-85-of-global-power-nearly-50-of-energy-in-2050-582235/
 
보고서
https://www.greentechmedia.com/research/report/global-solar-demand-monitor-q2-2017
전세계 탄소 배출 전망
https://phys.org/news/2017-04-carbon-atmosphere-emissions.html
https://www.earth-syst-dynam.net/8/577/2017/esd-8-577-2017.pdf 


곽노필 한겨레신문 선임기자 nopil@hani.co.kr
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profile한겨레신문 선임기자. 미래의 창을 여는 흥미롭고 유용한 정보 곳간. 오늘 속에서 미래의 씨앗을 찾고, 선호하는 미래를 생각해봅니다. 광고, 비속어, 욕설 등이 포함된 댓글 등은 사양합니다.