나는 우주에 절대적 존재가 있든 없든, 사람으로서 당연히 지켜나가야 할
중요한 가치가 있다면 아무런 보상이 없더라도 그것을 따라야 한다고 생
각한다. 내세에 대한 믿음 만으로 현실과 치열하게 만나지 않는 것은 너무나
허무한 노릇이다 다만 언젠가는 같이 없어질 동시대 사람들과 좀 더 의미
있고 건강한 가치를 지켜가면서 살아가다가 '별 너머의 먼지'로 돌아가는
것이 인간의 삶이라 생각한다.
                                                                           - 안철수, 영혼이 있는 승부 -  

돈을 많이 벌고 명예로운 지위를 얻는 것도 좋겠으나, 그 이전에 삶에 대한
자신만의 철학이 있어야 진정 완성된 삶을 누릴 수 있다고 나는 믿고 있다.

기업도 똑같다. 존재이유가 있지 않은 기업은 영속할 수 없다. 눈 앞의 돈에
눈이 멀어 핵심 가치를 외면하는 기업이 위대한 기업이 될 자격은 없다.
대의를 가지고 진정 세상을 더 행복한 곳으로 바꾸어 보겠다는 기업이,
최고의 기업이 될 자격이 있다.

'우리는 정보혁명을 통해 사람들을 행복하게 하고 싶다' - 손정의, 소프트뱅크-

많은 기업들이 친환경이라는 타이틀을 내걸고 녹색 시장에 뛰어들고 있지만,
청정한 지구환경을 만들어 다음 세대에 물려주고 싶다는 거대한 이상을 들고
나서는 기업은 좀처럼 찾아보기 힘들다. 

이시대에 필요한 녹색성장기업의 참모습을 고민해보고자 한다.
 
 
Green Rush에 우왕좌왕
 바야흐로 향후 100년은 녹색의 시대가 될 것이다. 300년간 이어져온 화석연료
패러다임을 전환하여 재생가능한 환경친화적 구조로 산업 패러다임을 개편하는
필요성을 언급하는 것은 이제는 진부해 보인다. 매퀘한 연기로 가득찬 지구를 내
아들에게 물려주고 싶은 이들은 아마 없을 것이다. 하지만, 선악과의 유혹을 이겨
내기 힘들 듯, 수십억 년 동안 축적된 화석연료의 혜택은 이겨내기 쉽지 않다. 이에,
현대의 풍요로운 생활을 지속하면서도 환경친화적인 지속가능한 계발이 핵심적인
향후 1세기의 이슈가 될 것이다.

 Green Rush, 녹색 성장이 세계 경제의 화두가 되면서, 골드 러시를 넘어선 그린
러시가 시작되고 있다. 7.3GW였던 2009년 태양광 시장은 2010년 16.5GW로 두배
이상 성장했으며 2007년~2009년 사이 친환경 제품은 500% 증가하는 등 지금도
녹색시장은 계속 발전하고 있다. 하지만, 겉으로만 번드르해 보이는건 아닐까?

실제로,
태양광 시장이 2배이상 성장했음에도 그 이상으로 공급이 늘어 대부분의
원가경쟁력을 갖지못한 저기술 업체들은 도산
하는 지경이며, 친환경이라는 미명하에
내놓은 제품들은 플라스틱 손잡이를 나무손잡이로 바꾼 것에 지나지 않는 경우가
95%
에 달할 정도다.

실속이 없다면 아무런 의미가 없다. 현실적인 이익추구와 환경을 수호하는 고고한 가치를
동시에 이룩하는 좁은 길을 통과하고자 노력하는 기업이 절실하다. 목적은 영리추구 단
한가지지만, 단지 시류에 편승해 Greenwash에 동참한다면 한심한 노릇이다. 결코, 새로운
패러다임을 일으킬 수 없다.


가격모델(Pricing model)을 재정립하자
지금시대의 가격 모델(Pricing Model)은 모두 산업혁명 이후의 패러다임에 맞춰져있다.
상품을 판매하고 그 대가를 소비자로부터 직접 받는 1차원적 가격모델이다. 상식이다.
하지만, 정보혁명으로, 새로운 가격모델의 가능성이 제시되었다. 구글(Google)이
대표적인데, 소비자에게 차별적인 서비스를 제공하고 이 서비스에 기대 외부효과를
얻는 제3자(광고업체)에게 보상을 받는 시스템을 구축하였다. 스탠포드 대학원의 괴짜
대학생 2명이 창업한 이 회사는, 이후 급성장하여 2010년 240억달러(28조원)를 넘어섰다.

현실적인 자본이익과 아름다운 청정 지구를 조성하기 위해서는 기본적으로 가격모델을
심각하게 고민해보아야 한다. 구글과 같이 제3자(정부, 시의회, 광고업체 등)를 통한
이익창출이라든지, 스마트그리드 시스템과 태양광패널등의 통합적 판매시스템 구축,
태양광, 풍력 발전 기기의 소유권이 아닌 이용권을 판매하는 방식 등 다양한 가격모델을
고민하여야 한다. 이에 대한 중요성을 인지하고 아이디어를 모아보는 장이 필요하다.


가격, 그이상의 가치
신재생에너지 시장의 확대, 그린 패러다임의 재정립의 본의미는 나눔에 있다.
다음세대와 우리의 지구를 나눠주고, 에너지 사용 평등을 꾀하여 검은 황금, 석유로
인한 각종 이해관계에서 벗어나며, 제3세계 및 빈곤층의 사람들이 사람답게 살수 있는
환경을 만들어주는 것이, 좀 더 세상을 살기좋게 만드는 것이 진정 녹색성장기업의
존재이유다 아름다운 지구를 지켜서 세상을 좀 더 아름다운 곳으로 만들어 나가고자 하는
대의가 없으면, 결코 영혼이 있는 기업은 꿈꿀 수 없다. 열린 마음을 가지고 나날이
새로워 지고자 하며, 전 지구적 가치를 함께 생각하는 위대한 기업이 탄생할 순간을 꿈꾼다.


RPS, 신재생에너지 시장의 핵

2010년 신재생에너지 시장의 최대 이슈는 RPS(Renewable Portfolio Standard) 였다. 올해,국회는 3월 18일 본회의를 열어 RPS를 규정한 ‘신에너지 및 재생에너지 개발·이용·보급 촉진법 일부개정법률(안)’을 통과하여 본격적인 RPS 시장이 개척되었다.
 
지식경제부에 따르면 RPS로 인한 시장규모는 2012년까지 4조1000억원, 2022년까지 총 53조원에 달할 전망이다. 또 발전사들이 RPS로 추가 부담하는 비용은 전기요금에 직접 전가돼 발전차액지원제도의 과도한 재정부담 문제도 해소될 것으로 전망된다. 하지만, 이는 단기적으로는 개발사들의 부담을 더는 결과를 낳지만, 장기적으로는 일반 소비자들의 부담을 가중시키는 결과를 초래하므로, 신재생에너지 기업들이 중장기적인 에너지 개발 비용 절감 전략을 구축할 필요가 있다.



우리나라는 신재생에너지 기업간 경쟁력을 강화시키기 위한 전략의 일환으로 발전차액 지원제도 대신 신재생에너지 의무할당제를 채택하였다. 2010년 이후, 국가적인 신재생에너지사업에서 강자 위주로 육성하겠다는 정부의 의지가 돋보이는 대목이다. 

하지만, 이는 가격경쟁력에서 뒤떨어지는 태양광 에너지 분야에 있어서는 악재로 작용할 가능성이 있다. 경제성 위주로 신재생에너지 포트폴리오가 재편됨에 따라, 풍력, 바이오에너지 등 현재 당장 생산비용이 적은 에너지 쪽으로 개발역량이 집중될 수 있다는 점은 악재로 작용할 수 있음을 인지할 필요가 있다.
지난주, 네바다 주의 볼더 시에 있는 미국 최대 규모의 태양광 발전소가 문을 열었다. 48MW 규모의 이 발전소는 올해 1월부터 준공에 들어가 12월 1일까지 시공을 마쳤으며, 12월 6일부로 태양광 발전소로서 전력 생산을 시작했다.



350여명의 노동자의 손으로 775,000개의 태양 전지 패널이 결합되어 만들어진 이 발전소는 미국 최대의 다결정 박막형 태양전지 생산 업체 퍼스트 솔라에 의해 건축되었다. 2020년까지 전력 소비의 20%를 대체에너지로 충당하겠다는 캘리포니아 주정부의 과감한 목표하에 공격적인 태양 전지 설비 확충 정책이 빛을 발하고 있는 것이다.

지식경제부, 2030년까지 신재생에너지 비율 12%로 확대

그럼 우리나라는? 지식경제부에서 이번달 7일 에너지경제연구원과 전력거래소 주관으로 삼성동 한전 한빛홀에서 개최한 ‘국가에너지기본 계획 공청회’에서 이 같은 내용을 골자로한 ‘국가에너지기본계획(안)’을 발표했다.
  
이날 발표된 계획에 따르면 정부는 국가에너지원단위를 오는 2030년까지 2008년 대비 39% 향상하여 전체 생산되는 에너지에서 신재생에너지 비율을 12%까지 확대하겠다는 공격적인 목표다. 하지만, 구체적인 실현 방안이 부족하다. 분명 미국(2030년까지 11.1%), 일본(2030년까지 11%) 등 주요국의 신재생에너지 공급 목표를 초과하는 공격적인 목표임에는 분명하나, 미국 정부와 같은 대규모 태양 전지 설비 투자와 같은 공격적인 투자 정책이 보이지 않는다.

                                         도대체 어떻게 하겠다는 건지 알수가 없다


태양광 산업은 아직까진 규모의 경제가 지배하는 산업 패러다임을 갖고 있다. 적극적인 대형 태양광 발전소를 세우기 위한 노력, 우리나라도 절실하다고 생각한다.


모든 일에는 효율성이 중요하다. 전쟁 중에도 이 말은 유효한데, 이순신 장군이 28회의 전장에서 모두 승리로 이끌 수 있었던 이유도 효율적인 군사 운용 덕분이었다. 뛰어난 전략, 전술. 모두 효율적인 운용에 있다.



              이순신 장군의 학익진 전술은 한산도 대첩을 승리로 이끌었다.


태양전지, 효율성이 시장 지배의 관건

태양전지 시장도 마찬가지다. 전 지구에 평등하게 쏟아지는 태양빛 만큼이나, 태양에너지는 분산도가 높기 때문에 어떻게 이 거대한 에너지를 효율적으로 모을 수 있느냐가 태양광 발전의 핵심적인 문제이다. 대부분의 태양광 업체들의 기술개발의 핵심 목표가 개발비용 절감과 광전환효율 극대화에 초점이 맞춰져 있는 것을 보면, 광전환 효율이 얼마나 중요한 지 알 수 있다.

최근 각광받고 있는 다결정 박막형 태양전지 분야에서 미국의 Miasole 사가 15.7%의 광전환 효율을 갖춘 태양전지 생산 기술을 획득함을 발표하여, 광전환 효율의 새로운 전기를 마련했다. 또한 집광형 태양전지에서 보잉 또한 39.2%의 광전환 효율을 선보여, 기존 최고 기록이었던 38.5%를 넘어 세계 최고 효율의 집광형 태양전지를 선보였다. 앞으로도 기업들의 광전환 효율을 높이기 위한 태양전지 개발은 활기를 띌 것으로 전망된다.


효율적인 태양전지, 태양광 산업의 핵심


효율적인 태양전지를 개발하기 위한 중요한 열쇠는 당연히도 가능한 많은 양의 햇빛을 전기로 변환하는 것이다. 하지만 태양광 에너지의 스펙트럼에 따라 흡수되는 소재의 종류가 다르기 때문에 100% 효율의 태양전지를 얻는 것은 어렵다. 예를 들어 햇빛 전체 스펙트럼은 약 0.5 eV에서 2.9 eV 범위에 위치함에 비해, 최고의 광전환 효율을 갖는 소재로 알려진 실리콘이 1.1eV 이상의 에너지를 흡수할 수 있어, 광에너지 흡수에는 한계가 있다. 따라서 이론적인 최대 효율은 45%이다.

              신성홀딩스 증평공장, 태양전지 효율을 높이기 위한 연구가 한창이다


국내업체로는 신성홀딩스가 광전환효율 분야에서 경쟁우위를 가지고 선두주자로 나서고 있다. 신성홀딩스는 올해 11월 10일, 19.6%의 광 변환효율을 갖춘 태양전지를 개발하는 데 성공했다고 발표했다. 본 제품은 결정질 태양전지 분야에서 세계 최고 권위를 자랑하는 호주 뉴사우스웨일스대 태양광 · 재생에너지연구소(UNSW)로부터 '세계 최고 광 변환효율' 인증을 받았다.

국내 주요 업체들이 17~18%의 광전환 효율을 가진 태양전지를 양산하는데 비해, 18% 효율의 태양전지를 양산하는 곳은 독일의 큐셀, 중국 선텍, 신성홀딩스 등 손에 꼽을 정도이다.

신성홀딩스가 태양광 효율을 높일 수 있었던 비결은 레이저 도핑 기술이다. 레이저 도핑을 활용하여 태양전지의 원판인 웨이퍼의 전극을 촘촘히 만들어 태양 광전환 효율을 높이는 방식이다. 현재 주요 업체들이 사용하는 스크린 프린팅 방식을 사용하면 전극간 폭은 120 마이크로 미터 수준으로 만들 수 있는데 비하여, 레이저 도핑 방식을 이용하면 20마이크로미터 수준으로 좁힐 수 있기 때문에, 보다 높은 효율의 태양전지를 개발할 수 있을 것으로 보인다.

태양광, 태양열 에너지의 원천, 태양에너지

Renewable Energy 2010. 11. 19. 13:06 Posted by Green strategist

개인적으로 천문학 분야는 잘 알지 못한다. 물론 그렇다고 해서 과학 분야에 전문성이 있는건
아니지만..^^ 어쨌든 신재생에너지의 핵인 태양에너지에 대해서 정리할 필요가 있다고 생각되어 포스팅을 해보니 부족한 점이 있더라도 양해해 주시기 바란다.

태양계의 중심은 당연히 태양이다.(두말할 필요 없겠지..... ) 일단 지구와 태양을 비교해보고
태양이 얼마나 대단한지 한 번 알아보도록 하자.


                                태양에 비해 지구는 먼지에 불과하다......


 숫자로 비교해보면, 태양의 지름은 139만 2,000킬로미터로 지구의 109배에 달하며 외부온도는 6,000도라 한다. 1억 5,000만 킬로미터 떨어져있는 지구에 약 1,360W/M의 태양에너지를 보낸다. 사실 태양입장에서는 발톱 때만큼도 못한 에너지지만, 지구에게는 모든 에너지의 근원이자 희망이다. 현명한(?) 고대 선인들은 이점을 알고 있었기 때문인지....... 태양을 신으로 모시며 제사를 드렸는지도 모르겠다.


                                          요즘엔 이사람이 태양신이지... ㅋㅋ



태양에너지가 지구에 도달하는 양을 100이라 할 때, 우주공간으로 30은 반사되고 20은 대기권으로 흡수되며 나머지 50만 지표면에 도달한다. 또한 태양에너지는 스펙트럼상에 존재하는데, 자외선은 대부분 대기 상층의 산소분자, 오존에 의해 흡수되고, 적외선은 대기중의 수증기 및 이산화탄소에 의해 흡수된다. 가시광선은 대기에 의한 흡수도 거의 없으며 대부분 지표면에 도달한다. 우리가 태양에너지라 여기는 스펙트럼이 대부분 이 영역에 존재한다.

태양에너지는 엄청난 가능성을 가지고 있다. 사하라사막의 1/4 정도의 태양광패널만 있으면 지구상 모든 에너지를 충당할 만큼의 태양에너지를 얻을 수 있다.



태양에너지만으로도 지구상 모든에너지를 충당하고도 남을 만큼 거대한 에너지의 보고인 점은 분명 태양에너지만이 가지는 최대 장점이다. 하지만 태양에너지는 필연적인 단점이 있다.  에너지 밀도가 아주 낮기 때문에 집적하여 이용하려면 비용이 상승하고, 이에 따라 타 에너지와의 비용경쟁에서 밀리게 된다는 것이다. 태양에너지를 차세대 주력 에너지로 활용하기 위해서는 집적효율을 높이기 위한 기술 개발 또는 집적효율을 현 상태로 유지하더라도, 광범위한 지역에 태양 전지를 설치할 수 있는 염료감응형 태양전지(DSSC)를 적극 개발하고, 이 에너지들을 원활히 수송할 수 있는 시스템을 구축하는 것이 최 우선 전략이 되어야 할 것이라 생각된다.

태양에 대하여 더 자세히 알고 싶으신 분들은 다음 링크를 따라 위키피디아로~

태양이 도대체 무엇이길래

다음에는 빛에너지의 스펙트럼 및 직접광, 복사광, 그리고 지역별 일사량을 비교해보도록 하겠습니다.  다음글에서 찾아 뵐게요~




태양광 시장이 들썩 거린다는 뉴스는 요즘들어 누구나 흔히 접할 수 있는 소식이 되어 버렸다. 하지만, 실제로 거리를 돌아다녀봐도 태양광 발전을 하고 있는 곳을 보기가 쉽지 않다. 한국의 경우 태양광 발전이 보급화 되지 않았기 때문이기도 하지만, 뭔가 이상하다고 느끼지 않았는가? 우리집에는 왜 저런 태양전지판을 설치하지 않고 있는지 한 번쯤 궁금증을 가져 봤을 거라 생각한다.(아님 말고). 스마트그리드다 뭐다 해서 우리집에서 신재생에너지로 전기 생산해서 판매할 수도 있다는데 왜 아직 크게 성장하지 못하고 있는 걸까?

태양광 산업, 핵심 키워드는 규모의 경제


아직 신재생에너지 산업은 초창기 성장단계에 진입한 신생산업이다. 미국 에너지성(DOE; Department of Energy)에서 발간한 Renewable Energy Annual 2007에 따르면, 전체 에너지 사용량 중 재생에너지의 비율은 7%에 불과하다. 이 중 태양광/열 에너지의 비율은 1%정도로 상당히 실망스러운 수준이다. 이외 LG 경제연구원의 레포트중 인용된 신재생에너지의 사용 비율을 보더라도 태양광 에너지 시장은 현재 언론에서 주목받는 것에 비해 크게 성장하지 못하고 있다는 것을 볼 수 있다.


현재까지 대부분의 전문가들은 태양에너지 시장이 폭발적인 증가를 보이지 못하는 이유로 생산단가를 들었다. 아무리 공적인 목적이 좋다고 하지만, 똑같은 전기를 비싼가격에 생산하는 태양에너지를 이용할 이유가 없는 것이다. 이에 태양에너지 생산 업체들은 태양에너지 생산 단가를 낮추기 위한 방법을 고심해왔고, 이에 전문가들은 생산 비용 절감 방안으로 크게 2가지를 공통으로 말하고 있다.



  1. 비약적인 기술력 진보를 통한 생산 단가 절감

  2. 규모의 경제 효과를 통한 경영 전략적 비용 절감
물론 구체적으로 들어가면 이외에도 다양한 방법이 있으나 대다수 녹색성장을 표방한 태양광업체들의 경영전략이 이 두가지로 압축된다. 이에 태양광 관련 장비 생산 업체들은 기업의 기술력 확보를 위한 R&D 역량에 과감한 투자를 함과 동시에 수직계열화를 통해 규모의 경제 효과를 극대화하기 위한 방안들을 주로 사용해왔다. 하지만 모두가 동일한 전략을 사용하고 있다면, 이 전략가지고는 중소기업이 시장에서 성공할 수 없지 않은가? 또한 이 이상의 혁신이 있어야 차후 태양광 산업에서 선도기업으로 발돋움할 수 있는 발판을 마련할 수 있지 않겠는가? 과연 이 두가지 해결방안이 태양광 생산 단가를 획기적으로 낮출 수 있을까?

태양광 산업, 규모의 경제 효과 생각보다 크지 않다

최근 Renewable Energy World에서 재미있는 블로그 포스팅을 읽은 바 있다. Distributed, Small-Scale Solar Compete with Large Scale PV 라는 제목의 글은 생각보다 태양광 산업의 규모의 경제 효과가 크지 않다는 점을 다양한 자료를 바탕으로 주장하고 있다. 본문 내용 중 SolarBuzz에서 2010년 9월에 발표한 Solar Photovoltaic Price Index. 에 따르면, 기준 평방미터 및 일사량이 동일한 지역에서 주거용 태양광 장비와 상업용, 기업용 태양광 장비의 생산단가를 비교해 봤을 때, 결과를 아래와 같이 나왔다.

KWatt/h 기준
Size Cost per kilowatt-hour
Residential (2 kW) $0.34
Commercial (50 kW) $0.24
Industrial (500 kW) $0.19

생산량이 많아지면 많아 질 수록, 가격 차이는 극심해질 것이다. 위와 같이 가격이 차이나는 근본적인 이유를 많은 신재생에너지 연구자들은 규모의 경제로 들었다. 참고로 규모의 경제란 생산량이 많아지면 많아질 수록 생산단가가 낮아지는 경제 현상을 뜻하는데, 위의 데이터를 보면 이 점을 더 분명히 알 수 있다.

근본적인 규모의 경제 효과는 줄지 않는다. 태양광 장비 설치가 기간 산업의 성격을 띄는 만큼, 현재와 같은 생산 장비 및 기술 수준이 유지된다고 가정한다면 많은 생산을 하면 할 수록 더 많은 비용절감 효과를 볼 수 있을 것이다.

하지만, 가정용 태양광 시장이 변화할 조짐을 보이고 있다. 개인이 생산 설비 및 기타 부대비용을 부담하는 가격구조에서 벗어나, 공동구매 및 집단소유권을 기반으로 한 새로운 구매 모델을 통해서 주거용 태양광 설비 설치의 가격경쟁력이 확대되고 있는 상황이다. 다음의 그래프를 보면 더 쉽게 이해가능하리라 믿는다.


이 그래프에서의 Open Neighborhoods Residential Solar PV는 집단 소유권을 바탕으로 한 Town 단위에서 태양광 모듈을 구매했을때 상황을 나타낸다. 이때, 산업용 태양광 모듈의 생산단가와 비교해도 큰 차이가 없다는 점을 볼 수 있다. 적어도 가격경쟁력적인 측면에서는 주거용 태양전지가 산업용을 따라잡을 수도 있다는 말이다.

지역단체 주도의 태양 전지 활성화 정책 절실



개인이 태양광 설비를 구매하기에는 아직 가격이 너무 부담스럽다. 몇천만원 단위의 태양광 설비는 아직은 대중화 되기는 어려운 것이 사실이다. 이에 구매 단가를 낮추고 태양광 모듈 활용을 극대화 하기 위해서는 지자체 주도의 태양 전지 구매 정책이 필수적이다. 국민들이 피부로 느끼는 녹색성장 전략을 추진하기 위해서는 생활 속에서 신재생에너지 사용을 확대할 수 있는 정책이 필요하다고 생각한다. 더불어 태양광 산업은 향후 신재생에너지 분야중 가장 성장성이 높은 분야로 평가받는 만큼 정부의 적극적인 산업 육성 정책 및 기업들의 혁신적인 경영 전략이 요구된다.



해외에는 주거용 태양광 시설이 어떤 식으로 운영되고 생활화 되고 있는지 사례에 대한 영상이다. 향후 5년쯤 우리의 미래가 이렇게 되리라 조심스레 예측해본다.