AI 전력난의 ‘게임 체인저’… 24시간 꺼지지 않는 ‘우주 태양광’ 뜬다

전 세계적으로 인공지능(AI) 데이터센터의 폭발적인 전력 수요를 충당할 대안 마련이 시급한 가운데, 우주에서 태양광을 모아 지구로 쏘아 올리는 '우주 태양광 발전(SBSP)'이 화석연료를 대체할 강력한 기저부하 에너지로 급부상하고 있다.

클린테크 전문 매체 클린테크니카(CleanTechnica)는 22일(현지시각) 보도를 통해 우주 태양광 기술이 도널드 트럼프 미 대통령의 화석연료 중심 정책인 '에너지 신뢰성' 기준을 충족하는 동시에 기존 재생에너지의 한계를 극복할 유일한 대안이 될 것이라고 분석했다.


트럼프 행정부의 에너지 정책은 기상 조건과 관계없이 일정량의 전력을 안정적으로 공급하는 '기저부하(Baseload)' 능력을 신뢰성의 척도로 삼는다.
그동안 태양광과 풍력은 밤이나 흐린 날씨에 발전을 할 수 없는 '간헐성' 탓에 이 기준에서 소외되어 왔으나, 우주 태양광(SBSP)은 이러한 구도를 뒤바꿀 혁신 기술로 평가받는다.

우주 태양광은 지구 대기권 밖 궤도에 설치된 태양광 패널을 통해 에너지를 수집한 뒤, 이를 마이크로파나 레이저로 변환하여 지상의 수신 장치(렉테나)로 전송하는 방식이다.

밤낮과 기상 변화의 영향을 전혀 받지 않아 1년 365일 내내 전력을 공급할 수 있다. 캘리포니아 기반의 스타트업 헬리오 코퍼레이션(Helio Corporation)은 최근 발표를 통해 "SBSP는 인공지능과 전동화로 급증하는 전력 수요를 감당할 수 있는 안정적인 그리드(전력망)의 핵심 축이 될 것"이라고 설명했다.


우주 태양광은 과거 높은 발사 비용 탓에 공상과학의 영역에 머물러 있었다. 하지만 최근 15년 사이 재사용 로켓 기술의 발전으로 발사 비용이 급격히 낮아지면서 상업적 실현 가능성이 열렸다.

영국 정부가 위탁한 최신 타당성 조사 보고서에 따르면, 소규모 시스템을 통한 단계적 도입이 이뤄질 경우 2040년 무렵에는 우주 태양광이 영국 내에서 경제적으로 경쟁력 있는 에너지원으로 자리 잡을 전망이다.
일본 또한 기술 실증에 속도를 내고 있다. 일본 우주시스템개발이용추진기구(J-Space Systems)는 올해 중 '오히사마(OHISAMA)' 시연 위성을 발사할 계획이다. 이 위성은 궤도에서 태양 에너지를 수집해 마이크로파로 변환한 뒤 지상으로 송전하는 전 과정을 검증하게 된다.

업계에서는 이러한 국가적 차원의 공조와 신속한 시제품 제작이 우주 태양광을 '먼 미래의 개념'에서 '현실적인 에너지 인프라'로 탈바꿈시키고 있다고 평가한다.


우주 태양광의 또 다른 강점은 지상 태양광 발전의 고질적인 문제인 부지 확보와 환경 훼손 논란을 잠재울 수 있다는 점이다. 헬리오 코퍼레이션의 분석에 따르면, 우주 태양광의 지상 수신 장치는 동일한 전력을 생산하는 기존 태양광 단지 대비 토지 점유 면적이 10% 수준에 불과하다.

특히 수신 장치인 렉테나(Rectenna)를 해상 풍력 발전소와 통합 설치하거나 농지 위에 배치하는 '영농형(Agrivoltaic)' 모델을 적용하면, 기존 인프라를 공유하면서도 농업 활동을 유지할 수 있어 토지 효율을 극대화할 수 있다.

미국 항공우주국(NASA) 역시 우주 태양광 기술을 달과 화성 탐사의 핵심 동력으로 보고 있다. NASA는 지난 13일 태양광 에너지를 활용해 달 토양에서 산소를 추출하는 '탄소열 환원 시연(CaRD)' 프로젝트의 시제품 테스트에 성공했다고 발표했다.

관련 업계에서는 우주 태양광이 단순히 지구의 에너지 문제를 해결하는 것을 넘어, 미래 우주 경제의 기반을 닦는 핵심 인프라로 성장할 것이라는 견해가 지배적이다.


서진욱 글로벌이코노믹 기자 jinwook@g-enews.com