태양광 에너지의 급상승세 계속될 듯
- David Dodge
- 2월 19일
- 6분 분량
최종 수정일: 3월 18일
*데이비드 도지 (David Dodge)
얼마 전까지만 해도 재생 에너지 혁명에 대한 소망과 기대가 많았지만, 이제는 태양광이 멀지 않은 미래에 세계에서 가장 지배적인 청정 에너지원이 될 것이라는 추세가 뚜렷해졌다.
2024년, 전 세계 청정 에너지 투자에서 태양광이 차지하는 비중은 다른 모든 발전 기술을 합친 것보다 많은 5000억 달러에 달했다.
미국에서는 2024년에 전력망에 추가되는 신규 발전 용량의 64%가 태양광 발전으로, 총 40기가와트에 달한다.
현재 미국에는 220기가와트 용량에 이르는 530만 개의 태양광 시스템이 설치되어 있다. 이는 3760만 가구에 전력을 공급할 수 있는 충분한 태양 에너지이다.
태양에 손 뻗기
태양광의 급격한 상승세는 멈출 줄 모르는 듯하다. 4년 연속 연간 30%씩 성장하던 가정용 태양광 판매는 2024년에 둔화되었다. 많은 시장에 설치된 패널 수가 줄어들면서 "기업의 가치가 하락했다. 이로 인해 대규모 자본 투입, 대규모 파산, 일자리 손실이 발생했다."고 매킨지 앤 컴퍼니(McKinsey & Co.)의 2025년 2월 보고서는 말한다.
그러나 주택용 태양광의 장기적인 전망은 여전히 견고하다. "주거용 태양광은 꾸준히 성장할 것으로 보인다, 특히 다음 단계로 진입할 준비를 위해 지금 올바른 조치를 취하는 기업들은 더욱 그러하다."고 매킨지 앤 컴퍼니 보고서에서 말한다.
지금은 태양광 숫자의 의미를 이해하기 어려워 보이지만, 30년 전만 해도 그 숫자는 분명 충격과 경외감으로 다가왔을 것이다.
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100분의 1로 더 저렴하고, 2배 더 효율적
고든 하월(Gordon Howell)은 1995년 캐나다 서부에 최초의 그리드 연결형 태양광 시스템을 설치한 엔지니어이자 태양광 선구자다. 그의 2.3킬로와트 태양광 시스템(위 왼쪽 사진)은 36개의 60와트 태양광 모듈로 구성되었으며, 모듈 가격만 2만5000달러에 달했다.
2024년에는 445와트 패널 22개(위 오른쪽 사진)로 교체하여 총 9.8킬로와트를 생산했다. 모듈 가격은 2600달러에 불과했다.
와트당 기준으로 2024년 모듈은 1995년 모듈보다 43분의 1로 저렴하다. 그리고 21.8%의 효율로 새 모듈은 구형 모듈보다 두 배 더 효율적이다.
게다가 고든이 1995년이 아닌 1975년에 원래의 모듈을 구입했다면 2.3킬로와트짜리 소형 태양광 시스템을 위해 23만 달러를 지불했을 것이다.
다목적 투자
태양광은 이제 전 세계에서 가장 저렴한 전기 생산 방식이다. 그리고 거의 모든 다른 형태의 발전과 달리 태양광은 모든 규모에서 작동한다. 소형 전자기기, 가정, 기업 또는 유틸리티 규모의 전력망 자체에 전력을 공급할 수 있다.
브라이언 스콧(Brian Scott)은 앨버타의 소규모 태양광 회사인 솔라 개발(Solar Dev.)의 설립자이자 CEO이다.
스콧은 말한다. "우리는 석유 산업을 능가하는 성장을 하고 있다. 나는 12년 전에 석유 산업에 종사하면서 태양광이 지나치게 매도된 것 같다는 인상을 많이 받았다."
"더 많은 것을 알게 되고 가격이 내려가자 나는 이 분야에 집중하게 되었다. 지금은 흥미로운 시기이며, 앞으로 더 큰 성장을 이룰 것이다."
스콧의 비즈니스는 지난 10년간 태양광 시스템의 설계, 제작 및 설치를 위해 생겨난 수천 개의 비즈니스 중 하나다. 현재 미국에는 1만개 이상의 태양광 비즈니스가 있으며, 약 28만명의 직원을 고용하고 있다.
요즘 태양광의 경제성은 어떤 규모에서든 좋은 편이다.
청정 에너지는 2024년에 또 한 번 기록적인 한 해를 보냈다
스콧은 가정용 시스템에 대해 이렇게 이야기한다. "우리는 경제적으로 이치에 맞는 시점에 와 있다. 8년의 투자 회수가 비현실적이지 않다." 물론 이는 시장마다 상당히 다르며 현지의 세부적 발전 규제에 따라 달라진다.
"우리는 25년 또는 30년의 자재 보증을 받고 있으며, 이러한 모듈에서 훨씬 더 나은 생산성을 보고 있다."고 스콧은 말한다.
30년이 지나면 약 13%의 성능 감가상각이 발생한다고 그는 지적한다. 즉, 8년 후에 태양광 시스템 비용을 지불하면 보증 기간 동안 17년간 무료로 생산할 수 있는 기간이 더 있다는 뜻이다.
태양광 혁신
양면형 태양광 모듈이 인기를 얻고 있다. 이 모듈은 반사광을 포함하여 모듈 양쪽에서 빛을 모을 수 있으며, 7%의 비용 증가만으로 생산량을 10~20% 늘릴 수 있고, 많게는 30%까지도 늘릴 수 있다.
2028년까지 태양광 시장 점유율이 35%에 이를 것으로 예상된다.
단일 축 트래커는 수직 축으로 기울어져 태양에 대한 각도를 최적화하여 생산량을 약 15% 증가시킨다.
이중 축 태양광 트래커는 수직 및 수평으로 기울어져 생산량을 45~50%까지 늘린다.
이중 축 추적기는 수직 및 수평으로 기울어져 생산량을 45~50%까지 늘릴 수 있다. 이 추적기는 더 비싸고 유지보수 비용이 더 많이 들지만, 많은 생산자가 태양광 발전량을 극대화하기 위해 사용한다. 일반적으로 지상 설치형 시스템에 사용되며, 가정이나 상업용 건물에는 거의 사용되지 않고 있다. 그러나 DIY(손수제작) 애호가들은 간단한 계절별 위치로 수동 추적기를 제작하고 있다.
캐나다 북부의 애서배스카 치페와이언 퍼스트 네이션은 간단한 나무선반을 이용하여 두 개의 기울기 위치가 있는 북부 야생지에서 사냥 오두막에 동력을 공급한다.
캐나다 북쪽의 피스 애서배스카 델타에 오두막집을 갖고 있는 레이먼드 카디널에게 태양광은 획기적인 변화를 가져왔다. 예전에는 오두막에서 24시간 동안 발전기를 가동하려면 20리터의 휘발유가 필요했다. 요즘에는 훨씬 저렴한 가스를 애서배스카 호수를 건너 오두막으로 운반하고 있으며, 무엇보다도 북쪽의 야외에서는 태양광이 조용히 작동한다.
카디널은 "아내가 좋아한다."고 말한다.
태양광 비즈니스의 영향
태양광은 그 어떤 기술도 경험하지 못한 방식으로 전력 산업을 혁신하고 있다.
댄 밸러밴은 석유 산업에 서비스를 제공하는 소규모 소프트웨어 회사를 운영했지만 재생 에너지 분야에 뛰어들고 싶었다. 그는 14년 전 앨버타의 석유 수도인 캘거리에서 소규모 재생 에너지 스타트업인 그린게이트 파워(Greengate Power)라는 회사를 설립했다 .
초창기에는 재생 에너지의 경제성이 끔찍했다. 그럼에도 불구하고 그는 블랙스프링 리지 풍력 프로젝트를 건설할 방법을 찾았다. 300메가와트 규모의 이 프로젝트는 당시 캐나다에서 가장 큰 풍력발전 프로젝트였다.
그리고 10년 후, 그는 앨버타주 벌컨 인근에 캐나다 역사상 최대 규모인 465메가와트 규모의 트래버스 태양광 발전소를 건설했다.
그린게이트는 프로젝트가 완료되기 전에 20년 계약을 통해 태양광 전기 생산량의 80%를 아마존에 선판매하여 태양광을 훌륭한 투자처로 만들었다.
2023년 기준, 기업의 [태양광] 조달은 전 세계 재생 에너지 개발의 25%를 담당하고 있다.
재생 에너지 조달은 큰 사업인 것으로 밝혀졌다. 2022년 현재, 미국에서 청정 에너지를 구매하는 수백 개의 기업 가운데 하나인 아마존과 12.4기가와트의 재생 에너지(대부분 태양광)를 계약했다.
2023년 기준, 전 세계 재생 에너지 개발 가운데 기업 조달은 25%를 담당하고 있다.
물론 태양광과 풍력은 특히 저녁 피크 시간대나 기타 수요가 많은 시간대를 제외하고는 초과 생산되는 전기가 너무 많지 않은 한 매우 저렴한 전기를 생산할 수 있는 쉬운 방법이다.
다가오는 에너지 저장의 붐
이것이 바로 에너지 저장이 필요한 이유다.
캘리포니아, 텍사스, 호주는 초과 전력을 수요가 많은 시간대로 옮기기 위해 에너지 저장에 막대한 투자를 하고 있다.
2024년 호주에 설치된 배터리 저장용량은 태양광과 풍력 발전 용량을 합친 것보다 더 큰 규모로 성장했다.
캘리포니아에서도 비슷한 추세가 나타나고 있다. 2024년에 에너지 저장 용량이 급증하여 총 1만3391메가와트에 달한 것으로 추정된다.
그리고 그 성과가 보이기 시작했다. 2024년에는 45일 동안 100% 재생 에너지로 전력망에 전력을 공급할 수 있는 정도가 되었다.
태양광 및 가상 발전소
캘리포니아는 500메가와트 규모의 최대 가상발전소(VPP)가 운영되는 곳이기도 하다. 약 26만5000명의 소규모 태양광 생산자가 이 프로그램에 참여했다. 아이디어는 간단하다. 분산된 소규모 에너지 자원을 통합하고, 소프트웨어를 사용하여 에너지를 모아 수요 피크를 줄이고 정전이 되지 않게끔 하는 것이다.
피크 전력은 가치가 있다. 참가자는 필요에 따라 전력망에 공유한 에너지에 대해 킬로와트 시간당 최대 2달러를 지급받을 수 있다. 이 전력망은 가상 발전소에 16번 접속하여 네 차례에 걸쳐 전력망 위기를 피하는 데 도움을 주었다.
가상발전소 이니셔티브가 미국과 캐나다 전역에서 생겨나고 있다.
전기 자동차, 가정용 태양광, 배터리 스토리지가 증가함에 따라 가상발전소는 시간이 지남에 따라 전력망 안정화에 점점 더 큰 역할을 할 것으로 예상된다.
인공지능(AI) 또한 태양광 에너지의 생산 및 유지 관리를 최적화하고, 특히 수요와 공급에 대한 예측과 에너지 저장에 대하여 이를 가장 전략적이고 재정적으로 보람 있는 방식으로 사용하는 데 중추적인 역할을 할 것으로 기대된다.
유럽 지멘스 그리드 소프트웨어의 CEO, 자비네 에를링하겐은 2024년 그린에너지퓨처스(Green Energy Futures)와의 인터뷰에서 대규모의 비용이 드는 업그레이드 없이도 AI와 소프트웨어를 사용하여 기존 그리드 인프라의 활용도를 획기적으로 높일 수 있다고 말한다.
또한 AI와 소프트웨어는 저장 기술의 도움으로 소비와 생산을 지능적으로 이동시키는 데 도움을 줄 수 있다고 한다. 심지어 인간의 행동과 기타 여러 요소를 예측하여 기존 그리드를 효율적으로 관리하고 더 많은 전기차와 태양광을 통합할 수 있다고 말한다.
홈 발전소
그리드 운영자가 수백만 개의 분산형 에너지 자원(예: 전기차, 히트 펌프, 태양광 시스템)이 있는 그리드를 관리하는 데 있어서 AI가 성공의 열쇠 중 하나라는 사실을 깨닫게 되면서 가정에서도 도입이 늘고 있다.
태양광을 사용하는 가정이 늘어나고 집주인이 전기차를 충전함에 따라 새로운 AI 기반 에너지 관리 장치가 등장하고 있다.
캐나다의 기업 데시벨(DCBEL)은 듀얼 포트 DC 고속 차량충전기, 태양광 인버터, AI 기반 에너지 관리 시스템을 하나의 장치에 모두 갖춘 혁신적인 장치를 생산하고 있다. 이 시스템은 에너지를 사용하거나, 전기차 배터리에 저장하거나, 또는 그리드로 내보낼 때 태양광 생산을 지능적으로 관리할 수 있다..
그리고 그리드에 연결하면 이러한 시설은 그리드 수요를 위한 관리 시스템의 일부가 될 수 있다.
이 장치는 수십만 개의 분산형 에너지 자원이 있는 그리드를 관리할 솔루션을 찾고 있는 캘리포니아, 텍사스, 그리고 뉴욕에 있는 운영자와 가정 및 사업주에게 수요가 높다.
태양광 일자리의 밝은 미래
미국 에너지부는 평소와 같은 운영과 두 가지 탈탄소화 시나리오를 포함한 시나리오를 구축했다.
태양광, 배터리, 풍력이 모든 시나리오에서 우위를 점하고 있다. 가까운 과거를 돌아보면 재생 에너지에 집중하고 탈탄소화를 위한 노력이 미미하더라도 미국과 전 세계의 전력망은 태양광이 지배하게 될 것이다.
이는 또한 미국의 태양광 일자리가 현재 28만 명에서 2035년까지 50만~150만 명으로 늘어날 것임을 의미하기도 한다.
미국 내 일자리를 늘려야 한다는 압박을 받고 있는 태양광 산업은 최근 국내 태양광 모듈 생산 능력 50기가와트라는 중요한 이정표를 달성했다.
조명을 밝히고, 전기차에 연료를 공급하고, 히트 펌프로 집을 난방하는 데 더 많은 전력을 사용할 수 있는 태양광의 미래는 밝아 보인다.
*데이비드 도지는 환경 저널리스트이자 사진 저널리스트이며 청정 에너지, 교통, 건물에 관한 마이크로 다큐멘터리 시리즈인 캐나다 그린에너지퓨처스(GreenEnergyFutures.ca)의 진행자 겸 프로듀서이다. 그는 신문과 잡지에서 일했으며, CKUA 라디오에서 지속가능성에 관한 에코파일(EcoFile) 프로그램을 350개 이상 제작하여 빛나는 수상이력을 보여주고 있다.
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