美, 태양에너지 산업 환경규제 이렇게 한다

- 환경 살리려는 태양에너지, 패널에 사용되는 유해물질이 오히려 환경 파괴할 수도 -

 

 

 

□ 개요

 

 ○ 태양광 전지(Solar Photovoltaic, Solar PV) 업계는 녹색 청정기술로 수십억 달러 규모의 잠재성을 가지고 있으며, 지구의 환경을 보호할 수 있는 대안으로 성장해가고 있음. 지난 십년간 태양광 업계는 빠른 속도로 성장하고 있는데, 2007년에는 62% 상승해 전 세계적으로 172억 달러의 수익을 기록. 세계적으로 생산되고 있는 태양전지의 수도 지난 5년간 7배 증가했음.

 

 ○ 태양에너지는 아직 미국 에너지 사용의 0.1%에 불과하나 시장점유율은 다른 에너지원에 비해 빠르게 성장하고 있으며, 성장 속도와 함께 가격도 빠르게 하락하고 있음.

 

전 세계 연간 광전지 셀 생산 (1980~2007년)

 

전 세계 광전지 모듈의 누적 생산량 (1996~2007년)

자료원 : Worldwatch Institute, www.worldwatch.org

 

 ○ 태양 광전지 업계의 안전성과 지속가능성에 대한 관심은 상대적으로 낮았음. 빠른 속도로 발전하는 업계의 관련기관에서 새로운 기술과 원료에 대한 규제를 바로바로 정립하기는 어려운 일이었기 때문. 전자업계에서도 환경 규제의 부족과 독성 화학물질 오염에 대한 방심으로 직원들과 지역 주민들의 부상 및 사망 사고도 있었음. 태양광전지시장이 초기단계이기는 하나 전 세계적으로 성장하고 있어 태양에너지 전력에 대한 환경규제 및 재활용 등에 대한 관심 또한 나날이 높아지고 있음.

 

□ 미국의 태양에너지 관련 규제들

 

 ○ 제조 화학물질

  - 1986년 미국 의회를 통과한 긴급상황 계획 및 사회 알권리 법안(Emergency Planning and Community Right-to-Know Act)은 유독성 화학물질에 대해 주 및 지방자치 단체에 보고할 것을 의무화

  - 태양광 전지 생산업체도 미국 환경청에서 지정한 물질을 사용할 경우에는 상기 법안을 지켜야 할 의무가 있음. 그러나 현재 보고 의무와 규제는 사용되는 물질의 양에 따른 것이기 때문에 태양에너지 패널에 사용되는 신나노 물질의 법안 적용 여부는 아직 확실하지 않음. 나노 물질의 경우 물질의 크기에 따라 사용되는 양과 그 성질이 달라질 수 있음. 일례로 소량의 나노물질이 아주 위험한 유독 물질이 될 수도 있으나, 현재 법안으로는 규제할 방법이 없는 것이 현실

 

 ○ 태양광전지 처리와 수명 규제

  - 미국의 태양광 제품의 수명과 처리규정은 연방정부의 자원 절약과 보호법안(RCRA, Resource Conservation and Recovery Act)과 캘리포니아의 유독성 폐기물 처리법안(HWCL, Hazardous Waste Control Law)과 같은 주별 법안을 따라야 함. 만약 태양에너지 패널이 독성 폐기물로 판명이 나게 되면 관리와 재활용, 재사용, 저장, 관리, 폐기 등의 과정에서 정해진 법안을 지켜야 함.

  - 불량 태양에너지 패널은 현재 미국 환경청에서 정한 독극물 처리과정(TCLP, Toxicity Characteristic Leaching Procedure)에 부합하지 않으면 독성 폐기물로 처리됨. TCLP는 독성 물질이 폐기 처리장 근처 지하수로 들어가는 것을 막는 목적을 가지고 있음. 캘리포니아 주의 HWCL 법안은 연방정부보다 더 까다로운 독성 폐기 처리법안으로 추가적인 독극성 검사를 요구하고 있음. 캘리포니아는 미국에서 유일하게 유럽연합과 비슷한 규제를 실시하고 있는 곳으로 폴리브롬화 디페틸에테르(PBDEs, polybrominated diphenylethers)의 생산, 유통, 처리 과정을 금지하고 있음.

 

 ○ 미국 주 및 지방자치 단체들의 독성 폐기물 처리

  - 태양광은 환경보호에 많은 도움을 주는 반면, 태양에너지 패널에 들어가는 독성 물질은 수명이 다한 후 적법한 절차를 거치지 않고 버려질 경우 공공의 건강과 환경에 큰 피해를 안겨줄 수 있음.

  - 2007년과 2008년 캘리포니아 주에서는 태양광 업계와 관련된 73개의 법안이 상정됐으나, 독성 물질 처리에 대한 언급은 없었고, 주로 태양광 설치와 세제 혜택에 관한 법안들이었음.

  - 태양광 폐기물 문제는 독성 물질이 얼마나 위험한지에 대한 것으로 지방자치 단체에서 매립지에 처리하는 것은 위험한 일임. 태양광 폐기물로 형광전구, 배터리, 폐전자제품, 비소 처리된 목재, 바늘 등 많은 양의 독성 물질이 공공 매립지에 버려지고 있음.

  - 미국 내 각 주들은 이러한 문제들을 해결하기 위해 매립지에 독성물질을 버리는 것을 금지하고 있음. 그러나 이러한 규제들이 전체 사용량의 쓰레기를 줄이는 데에는 아무런 영향력을 발휘하지 못하고 있음.

  - 이러한 문제들을 해결하기 위해 미국 내 지방자치 단체에서는 쓰레기 발생과 처리에 대한 책임을 생산업체에 넘기는 법안을 추진하고 있음. 실제로 캘리포니아에서는 지방 정부가 캘리포니아 제품 스튜어드십 협회(California Product Stewardship Council, www.calpsc.org)와 공동으로 독성 물질 처리문제를 생산업체에게 부과하는 법안을 추진하고 있음. 이 법안이 쓰레기 처리에 드는 공공비용을 줄일 수 있을 뿐 아니라, 환경 안전성이 높은 제품을 디자인 할 수 있도록 유도할 것으로 전망

  - 현재 미국 15여 주가 생산업체 추가부담 법안(Extended Producer Responsibility, EPR)을 통과시켰음. 캘리포니아는 2003년 컴퓨터 모니터와 텔레비전 등의 구입가격에 6~10달러의 처리 비용을 청구하는 폐전자제품 재활용 법안(E-Waste Recycling Act,)을 시작

  - 태양에너지 패널의 경우 아직은 이에 해당되지 않지만 비슷한 독성 물질을 가진 전자제품들은 현재 이 법안에 의해 규제되고 있음. 이 법안이 텔레비전과 컴퓨터 모니터 재활용을 지지하고 있기 때문에 이러한 시스템을 가지고 있지 않은 개발도상국으로부터의 제품 수입도 자동적으로 제제하고 있음.

  - 또 다른 생산업체의 책임 부분으로 브랜드 소유주로 하여금 지방 정부의 도움이 없이 사용된 제품의 재활용과 수거에 대한 계획을 수립하도록 요구하고 있음. 규제지역 내에서 제품 판매 이전에 계획을 수립해야 하며 미국 워싱턴 주, 뉴욕 시, 캐나다의 브리티시컬롬비아 주 등이 대표적인 지역

 

□ 태양에너지 업계가 환경파괴 없이 지속 활동할 수 있기 위해 필요한 조치들

 

 ○ 독성 물질의 사용 감소 또는 제거

  - 유럽연합에서는 독성 물질 규제에 해당하는 화학물질 사용을 감소시키고 있음. 유럽연합에서 규제하고 있는 카드뮴, 납, 수은 등 화학물질의 사용은 위험한 것으로 간주되고 있기 때문에 미국 내 사용 또한 향후 감소할 것으로 예상

  - 삼염화실란(Trichlorosilane)의 사용을 없애는 폴리실리콘 공급원료 제작을 위해 염소없이 가능한 방법 개발을 도모해야 함. 실리콘생산 과정에서 가장 독성이 강하고 에너지가 필요한 공정이며, 삼염화실란을 대체할 여러 방법들이 등장하고 있음.

  - 육불화황(sulfur hexafluoride)을 대체할 물질을 찾는 일도 필수적. 1톤의 육불화황은 이산화탄소 2만5000톤의 온실가스 효과와 동일

  - CIS․CIGS PV생산에 사용되는 독성 물질인 셀렌화수소(hydrogen selenide)의 사용도 제거해야 함. 즉, 셀렌화수소 없이 CIS․CIG를 만드는 방법 개발이 필요

  - 태양광전지 생산에 사용되는 비소는 독성이 아주 강하며 발암물질이어서, 비소 사용도 없애야 함. 아울러, 갈류비소 크리스탈 생산에서 사용되는 독성 가스인 수소화인 및 비소도 제거해야 함.

  - 태양광전지 생산 시설에서 나오는 연기 또한 줄여야 함. 트리플로로에탄(Trichloroethane), 아세톤, 암모니아, 이소프로필알코올(isopropyl alchol)과 육불화황과 같은 온실가스의 방출을 감소시켜야 함.

 

 ○ 제품 수명에 대한 태양광전지 업계의 책임

  - 태양광 사용 후 독성물질 영향을 최소화하기 위해 생산업체 추가부담 법안 (EPR)을 통해 제품 처리, 관리 등에 대한 생산업체 책임을 확대

  - 제조업체들이 폐기물을 수거하도록 하는 것은 생산 과정에서의 독성 물질을 감소시키고 재활용하기 쉬운 제품 개발을 장려할 수 있다는 장점이 있음. 또한 불량 태양광전지 패널을 신형 패널로 교체할 때에도 인센티브를 제공할 수도 있을 것임.

  - 유럽 광전지 협회와 태양광전지 최대 소비시장이자 생산국가인 독일의 태양 비즈니스 협회는 태양광전지 부분에서의 제품 수거와 수명에 대한 책임을 묻고 있음.

  - 이미 일부 업체들은 수거와 재활용 프로그램을 시작했음. 미국 애리조나의 한 업체는 카드뮴 텔루라이드(Cadmium Telluride) 태양에너지 패널에 대한 수거 정책을 실시하고 있으며, 독일의 한 기업도 불량 또는 중고 크리스탈 실리콘 태양에너지 패널 재활용 규칙을 제정해 신형 패널을 만들 때 적용하고 있음.

 

 ○ 새롭게 등장하는 원료와 과정에 대한 적합한 테스트 실시

  - 태양광전지 업계에서 사용하는 새로운 화학물질이나 원료에 대해 적정한 테스트를 반드시 실시해야 함. 예방 차원에서의 규정이 필요하며, 사회나 직원들에게 위험을 알리기보다는 생산 공정에서 사용되는 새로운 물질에 대한 안정성을 입증해야 함.

 

 ○ 재활용 기술 발전과 손쉬운 재활용 제품 개발

  - 태양광전지 재활용에 따른 부담감을 낮추기 위해서 재활용 시설에 투자해야 함. 유리, 전자제품, 배터리 재활용 업체와의 협력을 통해 새로운 시설을 건립하거나 태양광전지 재활용 수용 능력을 증가시켜야 함.

  - 모든 태양에너지 제품을 재활용하기 쉽도록 디자인해 독성 물질의 사용을 줄이고 분해하기 쉽도록 해야 함.

  - 가전제품에서 나오는 실리콘을 적극 사용할 필요가 있음. 태양에너지 제품에 사용되는 실리콘은 컴퓨터 마이크로칩에 사용되는 실리콘만큼 순수하지 않아도 되므로, 가전제품에서 사용된 실리콘의 재활용 빈도를 높이는 것도 좋은 방법

 

 ○ 고품격 녹색직업을 통한 직원들의 건강과 안전 보장

  - 태양에너지 제품에 사용되는 독성 물질에 대한 위험은 전 세계 태양광전지 업계 전반에 걸쳐있는 직원들과도 밀접한 관계가 있음. 태양광전지 생산 공장이 어디에 위치해 있던 그 시설은 높은 수준의 근로기준법이 적용돼 모든 인력의 건강과 안전을 보장해야 함.

  - 실리콘 먼지, 카드뮴, CIS․CIGS 생산 시 나오는 먼지, 이산화셀레늄(selenium dioxide) 등 독성 물질에 노출되지 않도록 해야 함.

 

 ○ 세계 광전지 업계와 공급체인을 통한 사회 건강과 안전 보장

  - 태양광전지 제품이 생산, 사용, 재활용되는 지역의 안전을 보장할 수 있어야 함. 근처에 독성 화학물질이 사용되고 있음을 충분히 알려야 하며, 공급체인을 감시해 직원과 지역 사회의 안전에 반드시 이상이 없도록 해야 함.

  - 미국에서는 나노물질을 포함, 태양에너지 생산에 사용되는 독성 화학물질은 물질 안전 데이터(MSDSs, Materials Safety Data Sheets)와 독성 물질 방출 재고(TRI, Toxic Release Inventory) 보고서를 작성해야 함.

 

□ 전망 및 시사점

 

 ○ 에너지 고갈과 더불어 환경보호에 대처하기 위해 집중적인 관심과 투자가 이루어지는 태양에너지 산업이, 생산설비에 있어서는 도리어 환경파괴적인 요소들을 가지고 있다는 점은 모순임. 따라서, 향후 태양에너지 산업에 대한 환경규제는 다른 어떤 산업보다 엄격하게 적용될 것으로 관측되며, 환경성을 지니지 못한 설비로는 전 세계 어디서도 환영받지 못할 것으로 관측됨.

 

 ○ 태양에너지 패널 디자인과 생산은 안전하고, 또 쉽게 재활용될 수 있어야 경쟁력이 확보될 것임. 태양에너지 산업에 있어 제품 디자인부터 생산·수거·재활용까지 모든 공정에서의 독성물질의 사용을 없애는 지속적인 노력이 반드시 필요. 아울러, 태양에너지 패널 사용기간 동안 사용된 화학물질에 대한 정확한 특성 파악이 요구되며, 태양광전지의 적절한 패널 수거 및 재활용 계획을 수립하는 일도 중요

 

 

자료원 : Silicon Valley Toxic Coalition 자료 및 인터뷰