화석연료 비중 높은 中, 태양광 발전비용 더 싸졌다

2019.08.14 09:16
중국 간쑤성 둔황에 설치된 태양관 발전소의 모습. 위키미디어 제공
중국 간쑤성 둔황에 설치된 태양관 발전소의 모습. 위키미디어 제공

태양광 발전을 이용해 만든 전기의 가격이 기존 발전을 통해 만든 전기의 가격과 같거나 저렴해지는 ‘그리드 패리티’에 중국이 이미 도달했다는 분석이 나왔다.

 

유럽과 미국 일부 주 등 재생에너지 기술이 발달하고 설비 투자가 잘 이뤄진 국가에서 그리드 패리티에 도달한 사례는 여럿 있었다. 그러나 중국의 경우는 다르다. 여전히 화석연료 사용 비중이 높고 탄소배출량이 세계에서 가장 많은 국가가 중국이다. 이런 이유로 중국은 그리드 패리티에 도달하려면 좀 더 시간이 소요될 것으로 예측됐다. 중국을 중심으로 전세계 태양광 발전 대중화가 가속화할 것이라는 예상이다. 

 

대표적인 재생에너지 선진국인 독일에서는 7월 말 태양광이 단일 발전원으로는 가장 큰 비중을 차지하게 됐고, 한국에서는 차세대 태양광 발전 기술로 꼽히는 페로브스카이트 태양전지의 효율을 연일 경신하고 있어 조만간 본격적인 태양광 발전 시대가 열릴지 기대를 모으고 있다.


허지지앙 중국 칭화대 교수와 얀진유에 스웨덴 왕립기술연구소 연구원팀은 중국의 344개 지급행정구(성 다음으로 작은 행정구로 중간 규모의 시와 주변 농촌 등이 포함됨)를 대상으로 태양광 발전에 의한 전기 가격(균등화발전비용, LCOE)을 계산하고 이를 기존 전력 생산 가격과 비교했다. 그 결과 중국의 모든 지급행정구에서 태양광 LCOE가 기존 전력의 LCOE보다 이미 낮아졌다는 사실을 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 에너지’ 13일자에 발표됐다.


재생에너지 기술 및 경제학자들은 선진국의 경우 늦어도 2020년까지 태양광의 그리드 패리티를 달성할 수 있을 것으로 예상하면서도 중국은 10년 이상의 시간이 더 걸릴 것으로 예상했다. 


연구팀은 중국 내에서 태양광 발전 설비를 건설하고 운영하는 데 드는 비용, 보험료, 5년간의 지붕 대여비, 투자 및 대출에 따른 이자 등 총 비용을 고려해 전기 가격을 계산했다. 그 결과 344개 지급행정구 전체에서 보조금 없이도 기존 발전단가보다 저렴하게 태양광으로 전기를 생산할 수 있는 것으로 나타났다.

 

가장 큰 비용이 드는 부분은 태양광 발전 시스템 자체로 거의 절반(49.8%)의 비용이 소요됐다. 나머지가 금융 및 유지보수비였다. 연구팀은 “미국은 시스템 단가가 줄었지만, 전체의 59%에 이르는 금융 및 유지보수비가 그리드 패리티 달성을 어렵게 하고 있다”며 “중국은 2019년 1월 국가에너지관리국 국가개발개혁위원회 주도로 공고를 발표해 이 비용을 줄일 수 있다고 강조하고 있다”고 말했다. 

 

중국 내 균등화발전비용(LCOE)의 변화를 분석했다. 최근 급격히 비용이 줄었다는 사실을 알 수 있다. 그래프가 두 개인 것은 태양광이 강한 지역과 약한 지역의 차이를 고려한 것이다. 최근에는 지역의 태양광 특성과 상관없이 전반적으로 가격이 낮아졌다. 네이처 에너지 제공
중국 내 균등화발전비용(LCOE)의 변화를 분석했다. 최근 급격히 비용이 줄었다는 사실을 알 수 있다. 그래프가 두 개인 것은 태양광이 강한 지역과 약한 지역의 차이를 고려한 것이다. 최근에는 지역의 태양광 특성과 상관없이 전반적으로 가격이 낮아졌다. 네이처 에너지 제공

전체 도시 가운데 22%는 발전 측면에서도 그리드 패리티에 도달한 것으로 분석됐다. 그리드 패리티를 가늠하는 기준은 크게 두 종류다. 하나는 소비자 입장에서 전기의 가격을 비교하는 것이다. 또다른 하나는 발전사의 전기 생산 비용 비교다. 연구팀은 중국의 화력발전 비용과 비교한 결과 헤이룽장성과 내몽골, 티베트 자치구 등에 속한 지급행정구 76개에서 태양광 발전이 비용 측면에서 더 유리하다는 사실을 밝혔다.


독일은 태양광과 풍력, 바이오매스, 수력 등 재생에너지가 화석연료와 원자력 등 기존 발전원을 누르고 가장 큰 전력 생산원으로 떠올랐다. 독일 정부에 따르면, 재생에너지는 2019년 상반기 국가 전체 전력 생산의 47.3%를 생산했다. 이는 석탄화력과 원자력을 합한 43.4%를 앞지른 수치다. 독일에서도 재생에너지 전체 발전량이 기존 발전량을 넘어선 것은 처음이다.


한국은 차세대 태양광전지 후보로 꼽히는 ‘페로브스카이트 태양전지’의 효율을 연일 경신하며 미래 태양광 발전의 초석을 다지고 있다. 한국화학연구원은 서장원 화학소재연구본부 책임연구원팀과 미국 매사추세츠공대(MIT)팀이 공동 개발한 페로브스카이트 태양전지가 최고 효율 25.2%를 기록해 2위인 중국과학원과의 효율 격차를 1.5% 이상 벌렸다고 13일 밝혔다.

 

페로브스카이트는 제작이 쉽고 원가가 낮아 현재의 실리콘 태양전지를 대체할 차세대 태양전지 후보로 꼽힌다. 그 동안 효율이 낮은 게 상용화의 걸림돌이었지만, 최근 한국과 미국, 중국 연구팀이 주도해 효율을 비약적으로 끌어올려 현재는 실리콘 태양전지의 효율에 근접했다. 기존 태양전지의 최고효율은 26.7%다. 서장원 책임연구원은 “이번 화학연과 MIT의 연구로 실리콘 전지가 고가의 공정으로 달성한 최고효율과의 차이를 1%대로 줄였다”며 “상용화 가능성을 상당히 높였다”고 말했다.
 

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