[新에너지 시대] 태양은 많다-일본

｜도쿄 박홍기특파원｜일본은 태양광발전에서 선두주자다. 지난 1959년 전자회사인 샤프가 태양전지 개발에 처음으로 손을 댔다. 태양의 빛을 에너지로 바꾸는 태양광 발전 즉 태양전지의 연구에 나섰다. 샤프의 창업자인 하야카와 도쿠지는 “반드시 태양의 시대가 열릴 것”이라고 예측해 오던 터다.1964년 샤프는 태양전지를 생산, 세계 최초로 상용화의 길을 열었다. 샤프는 2000년부터 7년 연속, 태양전지의 세계 시장 점유율 1위를 차지했다.

일본 쓰쿠바의 산업기술총합연구소. 원 표시가 돼 있는 곳이 태양광발전 시스템이 설치된 건물이다.

●산총연, 원가절감 연구에 전력

도쿄도 근교인 이바라키현의 쓰쿠바는 한국의 대덕연구단지와 비슷한 연구학원 도시다. 도쿄의 아키하바라역에서 특급열차로 45분쯤 정도 걸린다. 일본 최대 연구소인 산업기술총합연구소(산총연)도 쓰쿠바의 한 중심에 자리잡고 있다.

산총연은 전체 연구동 및 부속건물 가운데 일부인 27개동을 4개 구역으로 나눠 건물의 옥상이나 외벽에 태양전지 모듈(태양광 에너지를 전기로 바꾸는 패널)을 설치했다. 모듈이 투명한 특수유리와 비슷해 유리벽이나 유리지붕으로 착각할 정도다. 특히 반도체의 다양한 무늬를 고려해 건물과도 조화를 이룬다. 대형 주차장은 100㎾ 규모의 태양전지 모듈로 지붕을 만들었다. 기업 등에서 제작한 모듈의 성능 등을 측정하는 목적도 있다. 산총연이 2004년 4월 태양광 발전을 시작한 이래 지난 7월 300만㎾를 넘어섰다. 그러나 하루 생산 전기량은 산총연 전체 소비전력의 1%에 불과하다. 산총연에서 태양광발전의 연구를 담당하는 곳은 태양광발전연구센터(센터장 곤도 미치오)다. 센터는 태양광발전의 생산단가를 절감하기 위한 신재료·디자인 등의 개발에서부터 태양전지의 표준화·상용화를 위한 평가기술, 국제협력에 이르기까지 국가 차원에서 태양광발전을 종합적으로 다루고 있다. 센터장 곤도는 “태양광발전의 핵심은 발전생산단가를 낮추고, 효율화를 높여 수요를 창출하는 것”이라면서 “우선 2010년까지 현재의 발전비용을 50%가량 삭감하기 위한 기술개발에 전념하고 있다.”고 말했다.

●생산원가 2030년 7엔으로… 정부도 개발 지원

일본 정부는 현재 ‘태양광발전 2030 로드맵’에 따른 태양광발전 기술개발에 나섰다. 지난 2002년 6월에는 ‘신에너지 전기이용법(RPS)’을 제정, 전력회사가 일정량 이상의 신에너지를 보급토록 의무화했다.

로드맵상 태양광발전량은 2005년 1GW에서 2010년 4.82GW,2020년 35GW,2030년 102GW이다. 신소재를 이용한 태양전지와 축전지의 연구개발도 단계적으로 함께 진행된다. 태양전지의 주재료인 실리콘 부족 사태를 극복하기 위한 것이다.

태양광발전의 생산원가는 2002년 ㎾h당 50엔에서 2007년 30엔,2010년 23엔,2020년 14엔,2030년 7엔으로 대폭 낮출 방침이다. 생산원가가 낮아질수록 태양광발전의 대중화는 한층 빨라질 전망이다. 물론 지난 1993년 ㎾h당 260엔,95년 120엔일 때와 비교하면 훨씬 싸졌다. 그렇지만 아직 부담이 큰 탓에 현재 태양광발전 시스템을 설치한 주택은 전체의 3% 정도인 30만채에 불과하다.

센터 주간연구원 사쿠타는 “로드맵에 맞춰 태양광발전은 차질없이 진행되고 있다.”면서 “풍력·수력과 달리 환경의 영향을 덜 받는 태양광발전은 미래의 산업이자 꿈”이라고 강조했다.





■태양광 사업에 뛰어든 기업

｜도쿄 박홍기특파원｜세계 태양광발전 시장은 넓다. 고유가 시대에는 더욱 각광을 받을 수밖에 없다. 지난 2005년 150억달러의 태양광발전 시장은 2010년 361억달러로 두 배에 이를 전망이다.

일본은 세계 태양전지 시장점유율 1위다. 태양전지의 생산뿐만 아니라 조립·설치·건설 등의 분야에서도 최고 수준이다. 샤프·교세라·산요전기·미쓰비시전기 등 4곳의 태양전지 제품은 지난해 세계 시장에서 무려 39.1%나 차지했다. 독일의 큐셀스(Q-cells)나 중국의 선테크(Suntech) 등의 급성장으로 전년도 대비 6.9%포인트가 줄었다.

샤프는 지난 1963년 태양전지의 대량생산에 성공, 태양광발전 시대를 열었다. 현재 세계 제일의 태양전지 셀과 모듈 제조회사다. 지난해 세계 시장의 19.3%를, 국내 시장의 46.8%를 점유했다.2003년 10억엔에 불과하던 영업이익이 지난해 210억엔으로 엄청나게 늘었다. 특히 태양전지의 두께를 98년 300㎛에서 2006년 180㎛, 올해 160㎛까지 축소했다.

교세라는 1975년 태양전지 연구를 시작,1982년 대량생산에 들어갔다. 세계 시장에서 8.0%를 점유, 큐셀스에 밀려 3위를 차지했다.

국내 시장의 점유율은 18.4%다. 일본에서는 처음으로 주택용 태양광발전 시스템을 판매했다.2010년까지 300억엔을 투입해 생산능력을 현재의 3배인 50만㎾까지 끌어올릴 목표를 세웠다.

산요전기는 1980년 소규모 전자제품용 태양전지를 생산하기 시작했다. 세계 시장 점유율은 6.9%로 4위, 국내는 22.7%로 2위다. 특히 내년부터 2010년까지 3년 동안 태양전지와 충전지 사업에 1000억엔을 투입,600㎿ 이상의 생산능력을 갖출 계획이다.

미쓰비시전기는 1976년 우주용 태양전지 사업부를 설립,86년 산업용 태양전지 사업에 뛰어들었다. 세계 시장 점유율은 4.9%, 국내는 10.7%다. 자동차제조사인 혼다는 지난 12일 ‘혼다솔텍’ 태양전지공장의 개소식을 갖고 본격적으로 가정용 태양전지 사업에 참여했다.





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●태양광발전과 태양열발전 태양에너지를 이용한다는 점에서는 같지만 발전 방식이 다르다. 태양광발전은 물질이 빛을 흡수하면 표면에서 전자가 생겨 전기가 발생하는 이른바 ‘광전(光電)효과’를 활용해 전기를 만든다(태양빛→전기). 주택용 태양광발전 시스템은 지붕 등에 설치하는 태양전지 모듈과 축전지, 직류를 교류로 바꾸는 변환장치 등으로 구성돼 있다. 반면 태양열발전은 태양열로 물을 끓여 발생시킨 증기를 이용해 터빈을 돌려 전기를 생산한다(태양열→기계에너지→전기). 일본에서는 거의 사용하지 않는다.



■사쿠타 고이치 산총연 주간연구원



｜도쿄 박홍기특파원｜“소비자의 눈길을 사로잡을 수 있도록 산뜻하고 다채로운 디자인을 가진 태양전지 모듈 등의 고안도 필요하다.”

일본 산업기술총합연구소 태양광발전연구센터 주간연구원 사쿠타 고이치(56)가 밝힌 태양광발전의 또 다른 과제다.

사쿠타는 “태양광발전에서 얻은 전기를 장시간 모아두고 쓸 수 있는 축전지의 성능향상도 관건”이라고 강조했다. 이어 “현재 태양전지의 모듈은 거의 전부 검정 계통이기 때문에 소비자들이 썩 내켜하지 않는 편이다. 센터에서는 미관을 위해 색상 및 디자인 개발에도 신경쓰고 있다.”고 말했다.

사쿠타는 “최근 독일은 보조금정책을 실시, 태양광발전량이 일본을 앞질렀다.”면서 “독일 정부는 가정에서 쓰다 남은 태양광 전기를 ㎾당 50엔 정도로 되사들이고 있다.”고 말했다.“때문에 독일 소비자들은 태양광발전에 적극적”이라고 했다. 통상적으로 전기가 전력회사에서 가정으로 공급되는 것과 달리 가정에서 전력회사로 전기를 파는 상황으로 바뀐 것이다. 최근 중국·타이완·스페인·프랑스 등지에서도 태양광발전량이 급속히 증가하는 추세다.

사쿠타는 “일본은 보조금지급제를 2005년부터 폐지했다.”면서 “초기 단계에는 내수시장 확대를 위해 태양광발전 시스템을 설치하는 가정에 보조금지급제 등의 인센티브가 불가피한 측면이 있다.”고 주장했다. 일본에서는 현재 30만 가구에서 태양광발전을 사용하고 있다. 보조금지급제가 폐지된 뒤 태양광발전의 설치가구가 다소 줄었다.

사쿠타는 “요즘 태양전지의 생산단가를 낮추기 위해 가격이 비싼 실리콘보다 현재로선 효율이 아주 낮지만 가격이 싼 플라스틱 활용에 초점을 맞춘 연구도 진행하고 있다.”면서 “세계적으로도 플라스틱을 통해 낮은 원가에 높은 효율의 태양전지를 개발하는 데 힘쓰고 있다.”고 설명했다.