최근 전 세계적으로 태양열이나 풍력 같은 신재생 에너지에 대한 관심이 커지고 있다. 여러 나라에서 대규모 풍력 단지나 태양광 발전 단지를 개발하며 한편으로는 화력 발전소나 원전을 줄이는 경우를 심심치 않게 볼 수 있다. 영국 정부는 2025년까지 모든 석탄 발전소를 폐쇄하고 신재생에너지 비중을 2020년까지 20% 이상 끌어올릴 계획이다. 독일 정부 역시 원전을 폐쇄하면서 풍력과 태양광 같은 신재생에너지에 집중 투자하고 있다.

하지만 태양광이나 풍력은 자연 현상에 의해 발전량이 크게 변한다는 단점이 있다. 태양광은 밤에는 발전이 어렵고 풍력은 바람의 세기라는 예측하기 어려운 요소에 의해 발전량이 변한다. 이를 극복하기 위해 대규모 에너지 저장장치(ESS)를 도입하거나 수력이나 화력 같은 기존의 발전 방식과 연동하는 방법이 사용된다. 동시에 태양광 발전 방식과 다른 태양열 발전 방식이 보완적인 신재생에너지 발전 방식으로 주목받고 있다.

태양열 발전은 태양전지 대신 거울을 이용해서 태양에너지를 집중시킨 후 이 열을 이용해서 수증기를 발생시켜 발전기를 돌리는 발전 방식이다. 당연히 빛을 바로 에너지로 전환하는 태양광 방식에 비해 복잡할 뿐 아니라 최근 태양광 패널의 가격이 많이 저렴해지면서 상대적 경쟁력이 떨어졌다. 그러나 최근 대규모 태양열 발전소 건설 소식이 여기저기서 들리는 데는 그럴 만한 이유가 있다. 질산염 등을 높은 온도에서 녹여 열을 저장하는 용융염(molten salt) 태양열 발전 방식이 등장했기 때문이다.

섭씨 260~550도 정도의 높은 온도에서 액체가 된 용융염은 많은 열을 저장할 수 있다. 이 열을 저장해서 바로 발전을 하는 것이 아니라 필요할 때 물을 증발시켜 발전기를 돌리기 때문에 해가 진 이후에도 발전이 가능한 것이 특징이다. 용융염 태양열 발전소는 사진에서 보는 것 같이 수많은 거울을 이용해 태양에너지를 한 곳에 집중해 열에너지를 모아 용융염을 가열한 후 이를 거대한 저장 탱크에 액체 상태로 보존한다.

미국에 건설된 크레센트 듄 태양열 발전소는 1만 7500개의 거울을 이용해 165m 높이 솔라 타워에 에너지를 집중한다. 이 열에너지를 3만2000t의 용융염에 저장해 해가 지고 난 이후에도 10시간 정도 전력을 공급할 수 있다. 발전량은 110㎿다.

이를 건설한 솔라리저브(SolarReserve)사는 호주에 이보다 더 거대한 용융염 태양열 발전소를 건설한다고 발표했다. 사우스 오스트레일리아주에 건설될 오로라 태양열 발전소는 솔라 타워 한 개당 150㎿급 발전 설비로 용융염에 1100㎿급 에너지를 저장할 수 있다. 이를 통해 사우스 오스트레일리아주에서 필요한 전력의 5%를 공급한다는 계획이다. 이는 역대 최대 규모의 용융염 태양광 발전소이지만, 이 기록은 오래가지 못할 것으로 보인다. 두바이 정부가 더 거대한 태양열 발전소 건설 계획을 발표했기 때문이다.

두바이 남쪽 50㎞ 지점에 건설되는 모하메드 빈 라시드 알 마튬(Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park)은 본래 태양광 발전소였으나 최근 두바이 전력 및 수도 관리국(DEWA)은 여기에 700㎿의 태양열 발전 설비를 확장할 것이라고 발표했다. 중국과 사우디 아라비아의 합작 컨소시엄이 건설하는 이 발전소는 역대 가장 높은 260m 높이의 솔라 타워를 사용해 에너지를 집중시킨다. 구체적인 저장 용량은 발표하지 않았지만, 다른 대형 태양열 발전소와 마찬가지로 고온 에너지 저장 시스템을 이용해서 필요할 때 전력을 생산할 수 있다.

이와 같은 대형 태양열 발전소는 대부분 사막 지역에 건설되고 있는데, 일조량이 많고 비가 내리거나 구름이 끼는 날이 적어 항상 발전할 수 있기 때문이다. 동시에 넓은 면적이 필요하기 때문에 다른 목적으로 사용되지 않는 사막이 가장 적합한 건설 장소다.

다만 발전 단가가 상대적으로 비싸 100% 태양열 방식보다는 태양광이나 풍력 같은 다른 신재생에너지와 상호보완적으로 발전하는 방식이 거론된다. 우리나라처럼 계절에 따른 일조량 변화가 크고 넓은 평지를 확보하기 힘든 국가에서는 도입이 어려울 것으로 보이지만, 에너지 저장이 가능한 신재생에너지라는 점에서 앞으로 적합한 부지를 확보할 수 있는 국가를 중심으로 도입 사례가 늘어날 것으로 보인다.(서울신문, 2017년 9월 22일)

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