[전의찬의 탄소중립 특강] 탄소중립, 태양광발전에 달렸다/탄소중립위원회 기후변화위원장

입력 2022. 6. 24. 05:08
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지난해 개최된 제26차 기후변화총회(COP26)에서 우리나라는 2018년 온실가스 배출량 기준 40%를 감축하는 2030년 온실가스 감축목표(2030 NDC)와 2050년 온실가스 순 배출을 제로(0)로 하는 '탄소중립'을 선언했다.

'2030 NDC'에 따르면 2030년 우리나라는 신재생에너지 30%, 원전 24%, 석탄 22%, LNG 20%, 암모니아 4%를 이용해 전력을 생산하게 된다.

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전의찬 탄소중립위원회 기후변화위원장

지난해 개최된 제26차 기후변화총회(COP26)에서 우리나라는 2018년 온실가스 배출량 기준 40%를 감축하는 2030년 온실가스 감축목표(2030 NDC)와 2050년 온실가스 순 배출을 제로(0)로 하는 ‘탄소중립’을 선언했다. ‘2030 NDC’에 따르면 2030년 우리나라는 신재생에너지 30%, 원전 24%, 석탄 22%, LNG 20%, 암모니아 4%를 이용해 전력을 생산하게 된다. 탄소중립 시나리오(A안)에 따르면 2050년에는 원전(6%) 외에 신재생에너지 71%, 무탄소 가스터빈 22%, 연료전지 1%로 전력을 생산하므로, 신재생에너지 전력의 비율이 94%에 이른다. 전력 생산은 현재 약 3분의2를 차지하는 화석연료에서 벗어나 급격히 신재생에너지에 의존하게 된다.

신재생에너지에는 여러 가지가 있지만, 독보적인 것은 태양에너지이다. 구름 한 점 없는 맑은 하늘이면 지표면에는 1㎡당 1시간에 약 880k㎈의 태양에너지를 받는다. 열 손실이 없다면 9㎏의 물을 0℃에서 100℃까지 올릴 수 있는 적지 않은 에너지이다. 식물은 이 에너지를 이용한 탄소동화작용으로 자라며, 에너지는 초식동물과 육식동물을 거쳐서 먹이사슬의 상부로 전달된다.

오랫동안 조명, 난방, 온수 생산 등에 소극적으로 사용되던 태양에너지는 ‘탄소중립’ 시대의 주인공으로 새롭게 조명받고 있다. 특히 태양전지(PV)를 이용한 태양광발전이 신재생에너지의 중심 역할을 하고 있다. 태양전지는 전기적 성질이 서로 다른 N(-)형 반도체와 P(+)형 반도체로 제작된 태양광 패널로 구성된다. 태양광 패널에 흡수된 태양에너지는 반도체 내에서 정공(+)과 전자(-)를 발생시키고 전자(-)는 N형 반도체로, 정공(+)은 P형 반도체로 모이는 과정에서 전류가 발생하게 된다.

태양광 모듈의 가격은 2010년 1W당 1.76달러에서 2020년 10분의1 가격인 0.19달러로 하락했고 모듈의 효율은 같은 기간 11.3%에서 22%로 2배 증가했다. 글로벌 전력 생산에서는 재생에너지 비중이 27.3%인 데 비해 우리는 6.6%로서 글로벌 비중과 비교하면 4분의1에 불과하다. ‘탄소중립’을 달성하기 위해서는 재생에너지 생산 확대가 불가피하며 재생에너지의 절반 이상을 차지하는 태양광발전의 확대가 필수적이다.

태양광발전을 확대하기 위해서는 건물 입면을 이용한 태양광발전과 건물 일체형 태양광발전(BIPV) 활성화를 위한 정책이 마련돼야 한다. 또 빠르게 고령화 사회로 전환되는 농촌에서 농업의 대체수단으로서 농가 태양광 확대도 적극 확대할 필요가 있다. 독일의 경우 2020년 전력 생산의 45%를 재생에너지로 생산하고 있는데, 회원 20만명의 883개 협동조합을 포함해 개인이나 농부가 40%를 소유하고 있다. 이와 같이 에너지의 소비자이자 생산자로서 프로슈머를 확산하기 위한 주민 참여형 사업 개발이 시급하다.

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