태양광 시대

태양광 발전의 기하급수적인 성장이 세상을 바꿀 것이다.

AT&T의 벨 연구소가 태양광을 전력으로 변환하는 새로운 기술을 선보인 지 70년이 되었다.

태양광을 전력으로 전환하는 기술. 이 전화 회사는 이 기술이 외진 곳에서 장비를 작동시키는 배터리를 대체할 수 있기를 바랬다. 또한 빛만으로 기기에 전력을 공급하는 것은 과학이 어떻게 미래를 멋지게 만들 수 있는지

보여줄 수 있다는 것을 깨달았고, 태양광으로 장난감 관람차를 계속 돌리는 언론 행사를 열었다.

오늘날 태양광 발전은 장난감 단계를 훨씬 지나쳤다. 태양광 패널은 현재 웨일즈의 절반 정도의 면적을 차지하고 있으며, 올해는 전 세계 전기의 약 6%를 공급할 예정인데, 이는 1954년 미국이 소비한 전기 에너지의 거의 3배에 달하는 양이다. 하지만 이러한 역사적인 성장은 태양광 발전의 부상에서 두 번째로 주목할 만한 점일 뿐이다. 가장 주목할 만한 점은 아직 끝나지 않았다는 것이다.

태양광 발전이 기하급수적으로 증가했다고 말하는 것은 과장된 표현이 아니라 사실에 근거한 표현이다. 설치된 태양광 용량은 대략 3년마다 두 배씩 증가하며, 10년마다 10배씩 성장한다. 이러한 지속적인 성장은 중요한 어떤 분야에서도 거의 찾아볼 수 없다. 그렇기 때문에 사람들은 무슨 일이 일어나고 있는지 파악하기 어렵다. 10년 전 태양광 발전 규모가 현재의 10분의 1 수준이었을 때만 해도 태양광 발전이 얼마나 빠르게 성장했는지 아는 전문가들조차도 태양광 발전이 미미한 수준이라고 생각했다. 향후 10배의 증가는 일반적으로 걸리는 시간보다 짧은 시간 내에 전 세계 원자로를 8개로 늘리는 것과 같다.

ESS 협력 강화

단 한 대의 원자로를 건설하는 데 걸리는 시간보다 짧다.

2030년대 중반에는 태양전지가 지구상에서 가장 큰 단일 전력 공급원이 될 가능성이 높다. 2040년대에는 전기뿐만 아니라 모든 에너지의 가장 큰 공급원이 될 수도 있다. 현재 추세로 볼 때, 태양전지가 생산하는 전기의 총 비용은 현재 가장 저렴한 전기보다 절반 이하로 떨어질 것이다.

그렇다고 기후 변화가 멈추지는 않겠지만 훨씬 더 빠르게 진행될 수 있다. 아직도 6억 명의 사람들이 집에 불을 밝히지 못하는 아프리카를 포함한 전 세계의 많은 지역이 에너지가 풍부해지기 시작할 것이다. 이러한 느낌은 인류에게 새롭고 혁신적인 변화가 될 것이다.

이것이 환경주의자들의 허황된 꿈이 아니라는 것을 이해하려면 태양광 경제학을 생각해 보시라. 제조된 재화의 누적 생산량이 증가하면 비용은 감소한다. 비용이 내려가면 수요는 증가한다. 수요가 증가하면 생산량이 증가하고 비용은 더 낮아진다. 생산, 수요 또는 둘 다 항상 제약을 받기 때문에 이러한 상황이 영원히 지속될 수는 없다.

목재에서 석탄으로, 석탄에서 석유로, 석유에서 가스로의 에너지 전환 초기에는 추출 효율이 증가했지만 결국 더 많은 연료를 찾는 데 드는 비용으로 인해 상쇄되었다.

이번 주 에세이에서 설명했듯이 태양광 발전은 이러한 제약이 없다. 태양전지를 생산하고 태양광 농장에 설치하는 데 필요한 자원은 실리콘이 풍부한 모래, 햇볕이 잘 드는 장소, 인간의 독창성 등 세 가지가 모두 풍부하다. 전지를 만드는 데도 에너지가 필요하지만, 태양광 발전은 그 에너지도 빠르게 풍부하게 만들고 있다. 전기를 더 싸게 만들면 사람들은 전기를 사용할 곳을 찾을 것이기 때문에 수요는 거대하고 탄력적다. 그 결과, 이전의 에너지원과 달리 태양광 발전은 일상적으로 더 저렴해졌고 앞으로도 계속 저렴해질 것이다.

다른 제약 조건도 존재한다. 낮 시간 외에 생활하는 사람들의 성향을 고려할 때, 태양광 발전은 저장 장치와 다른 기술로 보완되어야 한다.

중공업과 항공 및 화물은 전기를 공급하기 어려웠다. 다행히도 전기분해로 생성되는 배터리와 연료가 점차 저렴해짐에 따라 이러한 문제는 해결될 수 있다.

또 다른 우려는 전 세계 태양광 패널의 대부분과 이를 만드는 거의 모든 정제된 실리콘이 중국에서 생산된다는 것이다. 중국의 태양광 산업은 경쟁이 치열하고 막대한 보조금을 받고 있으며, 중국이 자국 내에 설치하는 모든 태양광 용량을 고려할 때 현재 수요를 앞지르고 있다. 이는 관련 기업 중 일부가 도산하고 일부 투자가 고갈되더라도 향후 몇 년 동안 확장을 계속할 수 있을 만큼 중국의 생산 능력이 충분하다는 것을 의미한다.

장기적으로는 불안정하거나 비우호적인 지역에서 생산되는 석유와 가스 없이도 더 많은 에너지가 생산되는 세상이 더 신뢰할 수 있는 세상이 될 것다. 하지만 중국 공산당이 OPEC이 석유 가격을 조작하는 것처럼 태양광 가격을 조작할 수는 없지만, 중요한 산업이 하나의 적대적인 국가에 있다는 사실은 걱정스러운 일이다.

미국이 중국산 태양광 장비에 관세를 부과한 이유도 바로 이러한 우려 때문이다. 하지만 태양광 패널에 대한 대부분의 수요는 여전히 미래에 있기 때문에 나머지 국가들이 시장에 진입할 수 있는 여지는 충분할 것이다. 미국의 태양 에너지 채택은 화석 연료를 선호하는 트럼프 대통령으로 인해 좌절될 수 있지만 일시적이고 고통스러울 뿐이다. 

미국이 가정에 패널을 더 쉽게 설치하고 전력망에 연결할 수 있도록 하여 억눌린 수요를 풀어준다면, 미국도 똑같이 향상될 수 있다.

테라 와트의 새로운 태양광 용량이 연결을 기다리고 있다.

유럽 연합에서 석탄에서 가스로 전환할 때와 마찬가지로 탄소 가격도 도움이 될 것이다.

목표는 태양광 발전의 선순환이 가능한 한 빨리 이루어지도록 하는 것이어야 한다. 태양광은 더 저렴한 에너지라는 이점을 제공하기 때문이다. 그 혜택은 생산성 향상에서 시작된다. 오늘날 사람들이 에너지를 사용하는 모든 것의 비용이 낮아질 것이며, 여기에는 거의 모든 것이 포함된다. 그런 다음 저렴한 에너지가 가능하게 하는 것들이 등장한다. 전기요금을 감당할 수 없었던 사람들이 집에 불을 켜거나 자동차를 운전하기 시작할 것이다. 저렴한 에너지로 물을 정화하고 심지어 담수화할 수도 있다. 인공지능의 배고픈 기계도 구동할 수 있다. 앞으로 수십 년 동안 점점 더 뜨거워질 여름에 수십억 개의 가정과 사무실이 더 견딜 수 있게 해줄 수 있다.

그러나 가장 중요한 것은 아직 아무도 생각하지 못한 것이다. 급진적인 풍요로움 속에서 저렴한 에너지는 상상력을 자유롭게 하여 마음의 작은 관람차를 흥분과 새로운 가능성으로 돌리게 할 것이다.

이번 주는 북반구에서 하지(夏至)를 맞이한다. 하늘에서 가장 높은 곳으로 떠오르는 태양은 수십 년 후 전기의 축복 없이는 누구도 갈 필요가 없는 세상, 에너지가 닿는 모든 이들에게 활력을 불어넣는 세상을 비추게 될 것이다.

[자료 출처]

TNBfolio