독일, 태양열 발전 상용화 멀지 않다

- 전문가들은 태양열 발전 잠재성 높게 평가 –

- 태양열 발전 기술 경쟁력 확보와 해외 실증을 통한 수출 산업화를 위한 노력 필요 -

□ 독일 태양열 발전 상용화 단계에 이르다

 ○ 최근 들어 독일 내 태양열 발전 기술이 여러 차례의 시범단계를 거쳐 상용화 단계에 접어든 것으로 나타남에 따라 이에 대한 관심이 급부상함.

 ○ 특히, 70여 년 전 세계 2차대전 당시 지하 벙커로 사용된 함부르크 시내 빌헬름스부르크는 현재 에너지, 태양광, 바이오가스, 태양열 등 여러 재생에너지 생산을 위해 활용됨.

  - 이 시설의 지붕과 건물 전면에는 전력 생산을 위한 태양광 모듈과 온수 생산이 가능한 태양열 집열판이 설비돼 있으며, 태양열 집열판 설비규모는 1350㎡에 이름.

함부르크 빌헬름스부르크 에너지 벙커

자료원: energie-und-technik.de

 ○ 태양광과 태양열 기술이 함께 설비되는 경우가 흔치 않은데, 제한된 건물지붕 면적에 따라 건물 소유주는 태양 발전을 활용한 전기를 생산할 것인지 열을 생산할 것인지 결정해야 함.

  - 이 경우 이제까지는 대개 태양광이 우세했는데, 이는 태양광 발전에 의해 생산된 전력에 대한 높은 기본 의무구매 보상가에 따른 요인이 크게 작용했기 때문임. 그러나 태양광 발전 지원 감축과 아울러 최근 들어서는 개인 소비용 설비 역시 경제적으로 매력적인 상황임.

□ 태양광 발전시스템 상용화의 미래

 ○ 태양열 발전시스템 상용화의 저해 요인

  - 독일 내 전문가는 태양과 발전시스템이 상용화 단계에 이르렀음에도, 뚜렷한 성장세를 나타내지 못한 이유를 지적함.

  - 에너지 벙커 대형 프로젝트를 담당했던 리터(Ritter) 그룹의 영업 대표 빌리게(Martin Willige)에 따르면 현재 독일 내 태양열 시스템 설비는 2008년 이래 다소 감소세를 보이고 있다고 함. 빌리게는 실질적인 에너지 사용의 절반은 열 수요임에도 독일 정부가 추진하는 에너지 전환정책에서 태양광 전력만 거론되기 때문이라고 지적함.

  - 이 외에도 보스턴 컨설팅의 재생에너지 전문가 루벨은 태양열 에너지가 주로 사용되는 온수 공급 및 난방 부문에서도 태양광 시스템과 경쟁하고 있다고 전함. 루벨은 태양광 발전과 열 펌프의 조합으로 태양열보다 낮은 비용으로 열 생산이 가능하며, 태양열은 온수 수요가 가장 높은 겨울에 발전 가능 규모가 가장 낮다는 점이 단점이라고 지적함.

  - 분산 에너지기술연구소 연구원 라우터바흐(Christoph Lauterbach)는 이미 태양열 기술 상용화가 가능한 것으로 드러났음에도 이후 이 분야 내에서 별 진전을 보이지 않다고 전함. 현재 독일 내 대규모 산업용 설비 수가 80여 개인데, 문제는 산업계가 이에 대한 투자비용을 빠른 시일 내에 회수하고자 하는 점이라고 함.

○ 태양열 상용화 테스트 및 적용 가능 기술

  - 현재 추진되는 프리드리히스하펜 프로젝트를 통해 태양열 저장문제가 해결되도록 함. 독일 슈투트가르트 대학 태양시설 연구 및 테스트 센터장 드뤼크는 이 프로젝트상 대형 단열 저장용기에 여름 내 온수를 겨울을 위해 저장하는데, 이 경우 겨울까지 열 손실은 30% 수준이라고 함.

  - 열 손실은 표면에서 이뤄지므로 여름 동안 온수를 저장할 때 대용량일 수록 적용 가능성이 크다고 판단함.

  - 드뤼크는 이어 향후 개별 가정에서 열화학을 이용한 저장설비는 흥미롭고, 기술적으로 가능한 옵션이라고 밝힘. 즉, 두 가지 소재의 화학적 반응을 이용해 겨울에는 온수와 난방을 위해 에너지를 방출하고, 여름에는 태양열과 혼합해 다시 원소재로 분리시키는 방법임.

  - 다만, 이러한 저장기술은 아직 상용화 단계에 이르지 않았으며, 생산공장 시 많은 열을 필요한 산업계와 주거 지역을 중심으로 향후 보급 가능성을 평가 중임.

  - 한편, 헤센 맥주공장 휘트는 2010년 이래 태양열 시설을 가동 중임. 이 회사 맥주 제조 관련 마이스터 라이늘(Klaus Reinl)은 맥주에 들어가는 각종 소재를 끓이는 공정이 맥주 제조과정 중 가장 큰 비용이 드는 부분이라고 지적함. 이 시설 설비 후 10년 경과 시 이와 관련한 9만5000유로에 이르는 투자비용에 채산성이 발생할 것으로 내다봄.

  - 휘트의 이 설비는 독일 카셀대학이 공동 추진 중인 연구 프로젝트의 하나임. 2011년 독일환경부에 제출한 분석 보고서에 따르면, 산업계에서는 필요한 총 열 수요의 3%를 태양열로 충당 가능한 것으로 나타남.

  - 참고로 분야별 열 수요가 높은 분야로는 역학 에너지, 공간 난방, 기타 공정열 등임.

총 분야별 열 소비 비중(2011년)

                        (단위: %)

자료원: Handelsblatt/AG Energiebilanzen, BDEW

  - 한편, 카셀대학의 스타트업 기업인 F-Save는 현재 새로운 영업 유통망을 고려 중임. 이러한 설비시설을 판매하는 것이 아니라 획득한 열을 판매하는 방법을 모색함. 이에 따라 천연가스 네트워크 운영기업인 Eon을 고객으로 확보함. Eon Mitte(중부)는 태양열 집열판을 통해 확보된 열로 2013년 4월 이래 가스설비 시설을 운영 중임.

□ 전망 및 시사점

 ○ 이제까지 독일 내에서는 다양한 연구 프로젝트와 아울러 일부 기업에서도 태양열 상용화를 위한 다양한 테스트가 이루어져 왔음. 최근 들어 문제로 지적됐던 태양열 저장 관련 기술 개발이 성공단계에 접어들고, 다양한 연구 프로젝트 및 새로운 영업방식이 성공리에 응용됨에 따라 태양열 상용화에 대한 관심이 고조됨.

 ○ 한국에서도 태양열 발전 기술 개발이 꾸준히 이어지고 있고, 향후 잠재성이 큰 것으로 평가됨. 이에 향후 태양열 발전 기술 경쟁력 확보를 위한 시스템 개발과 해외 실증을 통한 수출 산업화 방안 모색에 더 관심을 기울여야 할 필요가 있음.

  - 향후 환경 친화적인 재생에너지원 중 어떤 에너지원이 중점적으로 확대될지는 불분명하지만, 태양열 발전기술은 기술 변화에 대비하는 차원에서 향후 수출 효자종목으로 부상할 가능성이 큼.

자료원: Handelsblatt, 독일에너지및수력경제연합(BDEW), energie-und-technik.de 및 KOTRA 프랑크푸르트 무역관 자체정보 종합