미국과 스페인을 중심으로 개발, 보급이 이뤄지고 있던 태양열발전(CSP)이 태양광, 풍력에 이어 차세대 신재생에너지 활용 전력의 핵심으로 떠오르면서 아프리카, 중동, 중국, 인도 등으로 빠르게 확산되고 있다.

이러한 추세를 반영하듯 우리나라도 요소기술 확보는 물론이고 200kW급 태양열발전시스템을 건설해 실증에 나서는 등 산업화의 초기단계에 들어서며 개발에 적극 나서고 있다. 특히 신재생에너지의무공급제(RPS)에 태양열발전을 포함하는 방안을 논의 중이어서 앞으로도 태양열발전에 대한 관심은 점점 높아질 전망이다.

지난 15~16일 대구 인터불고엑스코호텔에서 한국에너지기술연구원 주최, 태양에너지연구단, CSP사업단 주관으로 개최된 ‘제3회 국제 태양열발전 워크숍’은 한국은 물론 중국, 호주 등 해외의 태양열발전산업을 확인하고 나아갈 길을 확인한 소중한 기회였다.

워크숍에서 강용혁 한국에너지기술연구원 CSP사업단장과 왕즈펑 중국 과학원 전기연구소 태양에너지연구단 단장을 만나 CSP를 둘러싼 현황과 향후 발전방향을 들어봤다.

- 태양열발전(CSP)의 세계적인 관심이 점점 높아지고 있다. 한국의 추진 현황과 이번 워크숍의 의미에 대해 설명해 달라.

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▲강용혁 단장 = 태양열발전은 국내 보급보다는 수출을 통한 성장동력으로의 가능성이 크기 때문에 국내에서도 관심이 크게 높아지는 추세다.

그동안 우리나라의 경우 수출을 위한 연구를 계속해오고 있는 반면 세계적으로는 본격적인 산업화에 들어갔다.

‘국제 태양열발전 워크숍’의 경우를 살펴봐도 지난 1차, 2차의 경우는 국내외 관계자들에게 태양열발전을 널리 알리기 위한 목적으로 각 국가들의 현황을 알리는데 주력했다면 이번 3차 워크숍은 실제 현장에서 일어났던 현상이나 실제 데이터와 기술이 많이 소개됐고 일본, 스위스 등 해외의 사례들이 소개되기도 했다.

앞으로도 워크숍의 정기적인 개최를 통해 태양열발전 기술을 심화시켜나가고 사업화를 위한 다양한 방향을 모색하는 한편 국제적인 인적교류에 나설 것이다.

- 최근 전세계적으로 신재생에너지 산업이 어려움을 겪고 있는데 태양열발전에 미치는 영향은 어떠한가.

▲강용혁 단장 = 국제적인 경기하락에 따라 신재생에너지 관련산업의 경기가 예전만 못한 것이 사실이다. 특히 태양광 산업이 어려움을 겪으면서 관련 기업들이 덤핑에 나서고 있어 태양광발전만큼의 생산단가를 달성하기 힘든 태양열발전에도 큰 영향을 미치고 있다.

결국 자금흐름이 좋지 않은 신재생산업의 돌파구는 기술개발을 통해 찾아야 한다는 생각으로, 저가의 고효율 기술을 산업화해 기존 화석연료 시스템과의 경쟁을 가속화해야 할 것이다.

태양열 발전의 생산단가는 미국이 2020년 kW당 6센트를 목표로 하고 있는데 이를 위해서는 기술개발에 대한 집중투자가 필요하다.

- 국제적인 태양열발전의 전망은 어떠한가.

▲강용혁 단장 = 태양열발전은 고일사 지역 즉 태양에너지의 효율이 높은 곳인 중동, 북아프리카, 미국 등을 중심으로 확대돼가고 있다.

많은 국가들이 경제발전에 따른 전력수요 확대에 대응하기 위해 원자력발전을 생각하다가 후쿠시마 사태 이후 원자력 확대를 뒤로 미루는 추세다.

반면 신재생에너지의 경우 기술개발이 활발히 이뤄지고 있고 생산단가도 점차 낮아지면서 원자력발전의 대안으로 가능성이 커지고 있다. 특히 일사량이 좋은 지역에서는 태양광발전이나 태양열발전 모두 경제사정이 좋지 않음에도 수요자체는 늘어나고 있다.

실제로 세계기구들은 2020년 태양열발전 시장규모를 약 30GWh로 예측하고 있는데 가능할 것으로 전망된다.

▲왕즈펑 단장 = 개인적으로 태양열연구를 시작한지 16년이 됐는데 발전되는 모습이 인상적이다.

태양열발전, 태양광발전, 풍력 등 신재생에너지 시장이 점차 늘어나고 있는데, 소형일 경우 태양광발전이나 풍력이나 큰 문제가 발생하지 않는다. 그러나 대형화돼 대단위 시스템이 되고 나면 순간변동에 의해 문제가 발생하는 경우가 있는 것도 사실이다.

중국 정부가 강력히 태양열발전을 추진하는 이유가 태양광발전이나 풍력발전을 전력계통에 연계시키면서 문제가 계속 발생하기 때문이고 실제로 새 정부의 100대 중점기술의 하나로 태양열발전이 선정되기도 했다. 

풍력으로만 전력의 100%를 감당할 수 없고 해양에너지도 생태계에 미치는 영향 등을 고려했을 때 잠재량이 큰 태양에너지로 관심이 쏠릴수 밖에 없다.

중국 정부는 미래 가장 안정적이고 값싼 에너지로 태양열발전을 생각하고 있고 더 나아가 생산된 전기를 아시아지역에 연계해 판매한다는 장기 계획을 가지고 있기도 하다.

50년이나 100년 후를 예상한다면 태양열발전설비 재료를 만드는데 필요한 에너지가 태양열발전에 비해 적기 때문에 실제로 향후 가장 저렴한 전력생산원이 태양열발전이 아닐까 한다. 

태양열발전의 경우 아직까지 초기단계라 설치단가가 비싼것도 사실이지만 태양광발전이나 풍력발전만큼 보급이 이뤄진다면 빠르게 내려갈 것으로 예상돼 시장전망은 밝은 편이다.

한국이나 일본의 경우 대규모 태양열발전 설비를 설치할 지역이 부족하지만 중국은 설치가 가능한 값싸고 넓은 땅이 많아 보급확대에는 문제가 없다.

- 중국의 태양열발전에 대한 R&D 계획은 어떠한가.  

▲왕즈펑 단장 = 중국은 5년 단위로 계획을 작성하는데 지난해 11차 계획이 끌나고 올해  12차 계획이 시작됐다. 12차 계획에서 태양열발전은 상업화 쪽으로 전환이 이뤄졌는데, 일례로 재료인 반사경의 경우 2년전까지만 해도 중국내에서는 생산이 전혀 이뤄지지 않았는데 현재 생산용량은 1.2GW에 달하는 등 관련산업이 급속도로 성장하고 있다.

정부도 기술개발과 보급에 적극적이어서 많은 지원이 이뤄지고 있어 가격도 급격히 내려가고 있다.

특히 중국은 기초연구 쪽에도 많은 지원을 하고 있는데 중국의 SCI급 논문은 독일에 이어서 세계 2위까지 성장하고 개인적으로 태양열발전쪽에서는 제가 1위를 기록하고 있다.

불과 5년전만 해도 태양열발전에 관심을 가지던 대학교수가 매우 드물었는데 이제는 각 요소의 밸류체인상에 있는 전 과정에서 교수들이 연구를 시작하고 있다.

이는 기초과학에 집중할 수 있도록 정부가 지원을 해주기 때문이다. 중국의 이 분야에서의 투자는 이미 미국을 넘어섰고 세계 1위인 독일과 비견할만하다.

구체적으로 지난 5년간 하이테크 분야에 240억원이, 베이직, 펀더멘탈 분야에도 각각 120억원 정도가 지원됐으니까 태양열 분야에만 연간 100억원이 지원되는 셈이다.

- 우리나라와 중국의 태양열발전 건설계획은 어떠한가.

▲왕즈펑 단장 = 아직까지 성과는 많지 않지만 2015년 1000MW, 2020년 4000MW를 목표로 하고 있다. 많은 투자가 이뤄지고 있어서 이 계획을 달성할 수 있을 것으로 판단하고 있다.

▲강용혁 단장 = 우리나라에서도 태양열발전을 RPS에 적용하려는 시도가 있지만 아직까지 국내에서는 실증조차 완전히 이뤄지지 않아 어떤 형태로 할건지, 발전단가를 얼마로 정해야 할지도 정해지지 않은 상황이다. 

전세계적으로 태양열발전을 기존 발전시설에 복합으로 설치해서 실제로 석유나 석탄같은 화석연료의 사용을 줄이는 방법이 대안으로 평가받는 등 다양한 방안이 논의되고 있지만 국내의 경우 보급을 위해서 실증이 먼저 필요한 상황이다.

만약 우리가 준비가 부족한 상황에서 보급을 이루려 한다면 태양광발전이나 풍력발전 시장 초기에 그랬듯이 외국기업들이 국내에 들어와 설치만 하고 빠져나가는 상황이 다시 발생할수도 있다.

이 경우 우리는 산업발전이나 고용창출 효과를 거두지 못하고 오히려 기술개발에도 부정적일 수 있다.
결국 우리가 해야할 길이 무엇이고, 이를 위한 로드맵이 정해지려면 태양열발전에 대한 지원이 확대되고 전문인력 양성도 필요하다는 생각이다.

지금까지 연구를 통해 이제 실증을 시작했고 산업화 초기에 들어갔다. 연구를 통해 갖춰진 요소기술의 성장과 시스템 전체를 운영하는 실증시험이 이뤄지고 난후 본격적인 보급과 수출에 나설 수 있을 것이다.