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[과학에세이] 무한에너지 태양 /김영도

태양광 발전 시장 연평균 33% 성장… 선진국들과 같은 정책적 지원 절실

  • 디지털콘텐츠팀 inews@kookje.co.kr
  •  |   입력 : 2010-08-23 21:19:56
  •  |   본지 30면
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올 여름은 근래에 가장 무더운 여름으로 기록될 것 같다. 이글거리는 태양을 보며 이솝우화의 '해와 바람' 이야기가 문득 떠올랐다. 나그네의 옷을 벗겼던 해의 이야기처럼 작렬하는 한 여름의 태양이 많은 사람들을 힘들고 지치게 만들었다.

태양은 지구상에서 가장 원초적이면서도 가장 큰 에너지원이다. 모든 식물은 태양에너지를 받아 광합성을 통해 산소를 발생시킨다. 이 식물먹이로부터 시작되는 먹이사슬은 현재의 지구를 있게 했다. 인간은 태양에너지를 이용해 곡식과 과일을 재배하면서 문명을 발달시켰다. 말 그대로 태양은 모든 에너지의 시작인 것이다.

인류는 여기에 그치지 않고 태양을 인공적으로 이용하기 시작했다. 기원전 212년 아르키메데스가 포물면 반사경으로 태양광선을 집중시켜 그 열로 적선의 돛을 불태우는 장치인 태양반사경 장치를 발명한 것이 인공태양에너지 사용의 시초로 알려져 있다. 이후 인류는 태양에너지를 이용한 다양한 장치와 발명품들을 만들어 내면서 미래의 가장 유용한 에너지원임을 인식하게 되었다. 우리나라에서는 역사적으로 남향을 최우선적으로 고려하여 건축물을 시공함으로써 이미 오래전부터 태양열을 이용하고 있었다.

태양에너지는 태양으로부터 방사되는 복사에너지가 대기층을 투과하여 지표면에 도달하는 열에너지 및 광에너지라 할 수 있다. 태양으로부터 나오는 에너지는 50억 년이라는 긴 수명이 남아 있기 때문에 무한하다고 할 수 있고 공해가 발생하지 않는 청정에너지이며 기존의 화석에너지에 비하여 지역적 편중이 적다. 그러나 단위면적당 공급받을 수 있는 에너지양이 적고, 흐리고 비오는 날이나 겨울철에는 충분히 사용할 수 없다는 점, 초기 설비비용이 많이 든다는 점, 그리고 현재로서는 석유 값에 비하여 비경제적이라는 장점 때문에 태양에너지를 이용한 기술은 보다 더 개선되어야 한다.

전 세계적으로도 지구환경 보존을 위한 에너지 절약과 CO₂ 절감을 위해 태양에너지와 같은 신재생 에너지에 관심이 증가되고 있고, 태양에너지는 신재생에너지 중에서 가장 활발하게 기술개발이 진행되고 있다. 국내에서도 1970년대 초부터 대학과 연구소를 중심으로 연구를 시작하여 1988년부터 '대체에너지개발촉진법'에 따라 정부차원에서 기술개발을 하고 있다.

태양열 발전은 돋보기를 이용하여 종이에 불을 붙일 수 있는 것과 같은 원리인데, 거울과 같은 장치로 빛을 모아 높은 열을 발생시켜 물이나 기름을 데우고 그때 발생하는 증기의 압력으로 발전기의 터빈을 돌리게 할 수 있다. 즉, 태양열의 흡수, 저장, 열변환을 통하여 건물의 냉난방 및 급탕, 열발전, 산업공정열 등에 활용하는 기술이다. 태양광 발전은 열을 모으는 것이 아니라 태양전지 모듈, 축전지 및 전력변환장치로 구성된 태양광 발전시스템을 이용하여 태양광을 전기에너지로 직접 변환시키는 기술로 세계시장이 1995년 이후 연평균 33% 이상 급성장하고 있다.

이미 주요 선진국들은 에너지 소비를 억제하기 보다는 태양에너지, 풍력, 지열 등과 같은 신재생에너지 기술개발을 활발히 진행하여 현재는 보급에 적극적으로 나서 실용화 단계에 접어들고 있다. 우리나라에서도 태양에너지를 포함한 신재생에너지 이용기술을 활성화하기 위하여 '신에너지 및 재생에너지 개발·이용·보급 촉진법'을 제정한 상태이다. 그러나 아직도 갈 길이 멀다. 태양에너지 개발 선진국으로 가기 위해서는 태양열 이용기기 설치의 의무화, 관련 분야에 대한 투자지원, 세제우대 등과 같은 정책적인 지원 등이 절실히 필요한 실정이다.

우리는 그동안 지구의 환경을 위협하는 이산화탄소 배출의 주원인인 화석연료를 주로 사용해 왔다. 그러나 머지않은 시기에 화석연료는 고갈될 것이며 청정에너지로 여겨지고 있는 핵연료의 고갈도 피할 수 없을 것이다. 그러므로 대체에너지 개발과 적극적인 에너지원의 전환은 우리가 선택하고 늦출 수 있는 문제가 아니라 더 깨끗한 환경과 풍요로운 생활을 위해 한시라도 서둘러 해결해야 될 일이다. 동의과학대 부총장

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