네덜란드 연구팀(2017) 또한 사하라 사막에서 29개 태양광 시스템에서 오직 4개만이 작동한다고 보고한 바 있으며 우간다 정부도 의료센터에 있는 1만2000개의 지역 태양열 연결장치 중 80%가 고장 났다는 것이다.
태양광 발전은 많은 리스크를 안고 있다. 첫째, ‘효율성’의 한계인데 수명이 짧고 외부 환경에 의해 쉽게 붕괴될 수 있다. 태양광 발전의 발전효율은 약 8~15%, 통상 12%에 이른다. 수력 발전이 80~90%, 화력 발전이 45~50%, 원자력 발전이 30~40% 효율성과 비교하면 매우 낮은 수치다.
둘째, 설치 환경에 따라 많은 리스크가 발생한다. 일사량의 변동, 적운 및 적설, 오염 및 노화, 온도 변화에 의한 효율 변동, 자재 공급 및 표준 상태일 때 태양전지모듈의 효율성, 직병렬 접속의 불균형, 인버터 및 발전 장치의 손실, 최대 출력 차이의 손실 등이 그것이다.
셋째, 태양광 발전은 충격에 약하며 많은 부지가 필요하다. 더구나 태양광 발전에 의해 발생되는 반사광으로 주변에 광피해를 입히고 저주파음의 발생이나 태양에너지를 흡수해 주변의 온도를 높인다. 다시 말하면 1GW의 발전 설비를 구축하기 위해 약 44㎢의 부지(한국원자력문화재단), 적어도 13.2㎢의 부지(산업통상자원부)가 요구된다.
넷째, 태양광은 발전 단가가 매우 높아 현재로는 전기료를 감당하기 어렵고 가격경쟁 측면에서 태양광 핵심 셀·모듈마저 저가 중국산에 의해 잠식당하고 있다. 마지막으로 태양광 패널의 수명이 20~30년으로 폐기물 처리가 문제다. 패널을 제조할 때 전기를 만들어내는 소자와 보호용 유리, 반사용 은박코팅 등을 강하게 압착하기 때문에 폐기 시 이 물질들을 성분별로 분리하기 어렵다.
세계적으로 매년 쏟아지는 태양광 패널 폐기물이 25만 톤에 달하는데 2050년이면 연간 7800만 톤에 이를 것이다. 유럽은 실리콘계의 폐패널까지 수거해 재활용하는 시스템이 하나의 산업군으로 자리 잡고 있어 한국도 폐패널 처리를 위한 제도적·법적 장치가 필요하다.
한국IR협의회의 ‘태양전지’ 보고서에 따르면 중국이 저가로 내놓는 1세대 셀은 더 이상의 효율 향상 및 생산 단가 절감을 기대하기 어려운 현실이다. 반면 염료감응 셀, 유기 셀 등 3세대 셀은 연평균 12.83%의 성장률을 보이며 2023년에는 5100만 달러 규모로 전망된다. 이 때문에 세계 각국에서는 기술 고도화를 통한 차세대 셀을 개발하고 있다. 한국의 경우 한국기계연구원 나노융합장비연구부장 연구팀은 태양광 패널용으로 나노입자를 활용해 스스로 표면을 세정할 수 있는 '자가 세정 유리'를 개발했다. 태양광 패널을 건물 외벽에 설치해 1년간 평가한 결과 기존 태양광발전 효율의 80% 이상이 가능하다는 것이다. 이제 한국 태양광 브랜드는 브랜드 인지도·사용자 만족도 등에서 높은 평가를 받아 미국·유럽·호주에서 ‘태양광 톱 브랜드’로 선정됐다.
또 독일 에너지 플랫폼 '링크텍' 지분을 인수해 ‘스마트 에너지 플랫폼’ 개발에 박차를 가하면서 EU의 차세대 태양광 셀 양산화 프로젝트에도 참여한다. 이렇게 축적된 실력을 토대로 한국 브랜드도 미국의 대규모 태양광 발전소 건설에 본격적으로 참여하기 시작해 귀추가 주목되고 있다.
이혜주 국가ESG연구원 공동대표
