태양광발전사업은 돈이 되는 사업일까?

태양광발전사업은 무엇인가?

태양의 가시광선 파장이 기전체인 실리콘의 얇은 막에서 전력으로 변환되는 '광기전력효과'를 이용하여 전력을 생산하여 판매하는 사업이다. 더 간단히 말하여 전기를 발생시키는 전지판을 복수로 설치하여 태양빛으로부터 전기를 얻고 그 것을 한국전력의 전력공급망을 통하여 필요한 곳에 공급하고 공급량 만큼의 돈을 받는 것이다.

무조건 발전소를 만들 수 있는가? 

아니다. 최소 한 시간에 20kw이상을 생산하는 설비에 한하여 발전소허가를 내어준다.

전력판매 단가는 얼마인가?

태양광을 포함한 풍력, 수력, 조력, 파력 등 전기를 생산하는 신재생에너지의 목표는 그리드 패리티(Grid Parity)를 목표로 한다. 따라서 그리드 패리티를 이해할 필요가 있다. 그리드 패리티에서 그리드Grid는 전력망을 의미한다. 그리드는 원래 모눈종이의 격자와 같다. 전기공급망이 거미줄 처럼 촘촘히 배치된 것을 상상하면 된다. 그리드Grid는 발전소와 수용가를 포함한 배전소, 고압철탑, 전신주 및 각 집에 설치되는 전력계량기까지를 의미한다. 이 그리드Grid를 이용하여 발전소에서 생산된 전력이 최종 소비자인 공장, 상가, 주택 등에 공급된다.

문제는 이 그리드Grid를 통하여 공급되는 전력은 대부분 석탄, 석유 등의 화석연료를 태워서 만들어진다는 것이고 이 과정에서 일산화탄소, 질소산화물과 미세먼지 등이 환경을 나쁘게하고 기후변화를 촉진한다는 문제가 있다. 이 문제를 해결하기 위한 방안으로 태양광 등 신재생에너지가 대안으로 떠올랐다. 신재생에너지는 일산화탄소도 질소산화물도 미세먼지도 거의 발생시키지 않는다. 환경을 위해하지 않으며 자연활동을 이용하여 전력을 생산함으로 별도의 재료가 필요하지도 않다. 그야말로 기존의 화석연료에 비하면 꿈의 에너지원이 되는 것이다. 하지만 단점이 있다. 생산단가가 매우 비싸다.

국내 태양광이 정책적으로 보급되기 시작했던 2006년 즈음에는 1kw발전에 태양광은 700원에 육박할 정도로 생산단가가 비쌌다. 당시 석탄 등 화석연료로 발전하던 전력생산단가는 kw당 100원도 되지 않았다. 그야말로 몇 배가 넘는 생산비 격차를 보였었다.  수력이나 조수간만의차를 이용하는 조력 및 파도의 힘으로 발전하는 것 등이 태양광에 상대적으로 쌌었지만 전반적인 신재생에너지의 생산단가는 분명 쉽게 선택할 수 없는 것이었다. 그러나 환경과 지속가능한 지구환경을 위한 거대한 전환적 시각에서 태양광 등 신재생에너지에 대한 사회적 합의와 투자는 이른바 신재생에너지 산업을 발전시켜 화력발전의 생산단가 수준으로 신재생에너지의 생산단가를 낮추고자 했다. 화력발전과 신재생에너지의 발전원가가 같아져 에너지패러다임을 바꿀 수 있는 생산단가의 격차해소 지점이 바로 그리드 패리티Grid Parity이다.

그 동안 괄목할 만한 성과를 올린 점은 분명하다. 2017년 현재 태양광 1kw의 생산단가는 250원 정도로 낮아져 2006년과는 현격한 차이를 보임으로써 패리티에 근접해 가고 있는 중이다. 만일 판매를 목적으로 하는 발전소를 지을 경우 앞에 거론한 단가에 전력을 판매하게 된다. 현재 기존 화력발전의 생산단가는 한전구매가격으로 kw당 약 150원 정도 된다. 그 동안 화석연료를 이용하는 발전의 원가도 많이 상승했다. 석유와 석탄의 가격상승이 주 요인이다. 이제 화력발전과 태양광의 가격차이는 더 근접해가는 추세다. 그러나 기존의 행태대로 태양광 등 신재생에너지의 발전단가가 낮아지는 것이 아니고 석탄 등 화력발전의 단가가 올라 그리드 패리티를 달성한다면 어떤가? 태양광을 이용한 전력판매는 절대로 어둡다고 할  수 있다.

그림에서 보이듯이 태양광 등 신재생에너지의 가격은 하락하는 반면 석탄석유 등 화력발전의 단가는 상승하고 있다. 그러나 그림처럼 만일 그리드패리티를 달성한다고 해도 신재생에너지의 가격이 계속 하락하는 것이 아니고 화력발전의 가격만이 상승할 것으로 예상된다. 

태양광 등 판매가격은 계속 떨어지지 않겠는가?

발전소를 꿈꾸는 사람들이 가장 궁금해하는 것이다. 몇 가지 이유에서 현재보다 더 떨어질 가능성은 매우 낮다. 그 이유들을 짚어본다.

첫 째, 석탄석유 등의 환경개선부담금의 증가이다. 단순하게 발전소에서 전력을 생산하는 과정에 투입되는 원재료를 근거로한 발전단가는 더 이상 의미가 없게 되었다. 질소산화물 등은 대기의 온도를 지속적으로 올리고 있어 전체 지구적 차원에서 이에 대응해야 하는 비용은 상상을 초월한다. 현재 기후변화협약이 미국의 비협조로 국제적 공조에 난항을 겪고 있지만 이는 단순한 정치적 필요에 의해서다. 정치적 필요성은 결국 사회적 필요를 거부할 수 없다. 국내도 직접적인 환경부담을 기존의 화력발전소에 지우고 있지만 아직 실질적인 수준은 아니다. 이들이 부담하는 부담금이 현재 발전차액으로 태양광발전소에 지급되는 돈이다.

둘 째, 원자력 등 핵발전에 대한 거부감의 확대이다. 후쿠시마의 재앙적 사고는 핵발전이 얼마나 위험하며 단 한번의 사고로 다시는 이전으로 되돌릴 수 없는 최후의 절망을 보여주고 있다. 더구나 핵반응로는 인위적으로 멈출 수 없어 계속 핵분열을 하고 있으며 이 과정에서 발생하는 방사능은 무방비로 대기중으로 퍼지고 있고 냉각계통으로 이어진 바닷물이 원자로와 이어지면서 고농도 방사능이 바다로 무작정 쏟아져 들어가고 있다. 가장 흔한 세슘137의 반감기는 30년이다. 하지만 오염된 농작물과 생선 등으로 몸안에 축적되어 피폭이 일어날 때 그 피폭량은 자연의 상태보다 더 가혹하다. 국내 핵발전소는 대부분 노후상태다. 사용 후 폐원료봉과 핵폐기물의 처리는 상상을 할 수 없는 비용이 요구되지만 사실 완벽한 수준으로 폐기할 방법이 있는지도 의심되고 있다. 따라서 원자력 등 더 쉬운 대량발전의 시스템은 이제 더 확장하거나 노후된 설비를 고쳐가면서 사용할 수 없다. 이들이 하나 씩 멈추면 전기요금은 그대로 상승한다. 요금의 상승은 바로 태양광발전의 매전가격을 그대로 올린다. 시스템이 그렇게 되어있다. 

셋 째, 전력을 공급하고 운용하는 한국전력 등 공급사의 비용문제가 있다. 전력공급망의 확대는 도로의 길이와 거의 비례한다. 사유재산이 최고의 가치를 가지는 국내와 같은 사회환경에서 개발은 정부의 경제총량을 맞추기 위해서도 멈춰지는 것은 아니다. 오히려 개발을 장려하고 있다고 봐야한다. 인간의 맹목적 욕망이란 사회경제적 매 단계에서 창출되는 부가가치를 거머쥐는 것이다. 따라서 개발로 가속화 되는 발전은 계속 늘어나는 전력망과 변전소, 변압기, 전봇대 등의 전력공급시스템의 비용이 되며 최초 구축하는 것과 마찬가지로 유지보수 과정에서도 매우 높은 비용을 유발한다. 그리하여 좀 더 확대된 인터넷 환경을 이용하여 한국전력은 이 전력망의 유지보수 비용을 최대한 낮추려 하고 있으며 최종적으로는 전력공급의 역할을 포기하고 전체 전력량과 소비량을 최대한 일치시켜 낭비되는 전력과 남아도는 공급설비를 제거하고자 한다. 이것이 바로 스마트그리드SmartGrid이다. 전력공급사(한전)가 전력을 영리하게 공급하여 수요를 넘는 전력을 공급하지 않고 최적으로 관리하는 전력관리 방향으로 장기운영전략을 확정하고 있다는 사실은 많은 것을 시사한다. 그 시사의 가장 중요한 것은 망의 유지보수비용의 부담이다. 따라서 정부와 한전은 전력의 분산화를 추진하고 있다. 전력의 분산화란 수요가 있는 곳에 발전이 있다라는 뜻이다. 결국 인간생활의 터전에서 직접 필요한 전력을 발전해야 한다는 의미가 된다. 그런 방향에 정확하게 일치하는 것은 태양광발전이다. 

마무리...

태양광사업은 돈이 되는 사업임에는 분명하다.

하지만 10년 너머, 20년 이상 그리고 30년 너머까지도 예견할 수 있는 통찰력도 필요하다. 당장 어디선가 더 나은 방식의 태양전지판 혹은 수소발전방식이 만들어지면 태양빛에 의존하는 태양광발전은 고사할 수 있다. 하지만 지나친 걱정은 금물이다. 왜냐면 현재 사용하고 있는 실리콘소재를 대체하는 신소재는 쉽게 나올 수 있는 것이 아니고 더구나 신물질이 실리콘만이 가진 무독성의 장점까지 가지기 어렵기 때문이다. 수소연료전지는 사용할 매개물질의 희소성에서 막혀 있으며 수소핵융합은 수 천도가 넘는 핵분열로의 온도를 견디는 물질을 아직까지는 찾지 못 하였다. 나사를 주축으로 우주로 나아가는 우주선의 목적중에 이 소재나 물질을 찾는 것도 포함되어 있다.

여기에 4차산업혁명의 새로운 사회경제적 패러다임의 변화를 거론하지 않을 수 없다. 소프트웨어와 더 확장된 인터넷 기반으로 새롭게 다가오는 사회는 전력이 가장 중요한 에너지원이다. 모든 것이 쌓여 거대한 데이타 탑(데이타베이스)으로 집대성되고 이 데이타를 기반으로 수 많은 인간활동이 전부 프로그램으로 재현된다. 가히 인터넷의 공간으로 인간의 삶이 들어간다고 봐야 할 것이다. 하지만 예전과는 다르게 고압의 대용량 전원이 무작정 공급되어야 하는 것은 아니다. 상당부분 직류를 사용하는 방식으로 구동장치가 바뀌고 있으며 더 낮은 소비전력을 달성하는 혁신적인 장비와 장치들이 속속 등장하고 있다. 따라서 결론적으로 이 새로운 패러다임의 사회는 이전의 거대한 철탑과 즐비한 전봇대의 행렬로 이어지는 거대한 전력공급망의 중요성을 떨어뜨리고 주변의 작은 발전소에서 필요한 전력을 작게 가져오는 방향으로 서서히 변하고 있고 시간이 흐르면서 이 추세는 가속될  것이다.

대형발전소의 건축이 사회적 반대에 부딪히고 기후변화로 인한 환경의 압박을 피할 수 없으며 새롭게 바뀌는 전력소비장치의 혁신적 초절전성이 결국은 거대한 송전시스템의 필요성을 떨어뜨리게 될 것이다. 그리고 그 자리에 앞 산너머 혹은 옆 동네의 태양전지로 발전하는 전력이 긴요하게 공급될 것이다. 이 방향이라면 환경을 효과적으로 보호하고 기후변화에 대응하면서 작은 전력으로 가능한 인간활동 등 제반의 여건들이 태양광발전에 대한 사회적 인센티브를 인정하는데 별도의 어려움은 없을 것이다. 고로 적어도 4차산업혁명의 격변의 시간 속에서 더 작은 소비전력의 기기들이 보급되고 전력공급사의 고비용 유지보수의 부담을 덜어내는 방향으로 천천히 움직일 것이 분명한 바, 현재 지어지고 있는 태양광발전소는 발전성능이 다해 철거를 맞을 때까지 유효한 수익원이 될 수 있다는 결론을 이끌어 낼 수 있다.