[기획] 재생E 중심 탄소중립, 수상태양광이 이끈다
[기획] 재생E 중심 탄소중립, 수상태양광이 이끈다
  • 송명규 기자
  • 승인 2021.03.08
  • 댓글 0
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환경·경제 모두 잡은 E전환 선두주자
육상·건물태양광 이어 태양광 3대 축 성장 전망
수자원公·한화큐셀 등 기관·기업 추진 확대
보령댐 수상태양광설비.
보령댐 수상태양광설비.

[투데이에너지 송명규 기자] 정부가 지난 2017년 재생에너지 3020 발표로 에너지정책을 태양광, 풍력 등 재생에너지 확대에 포커스를 맞춘 이후 국내에서 재생에너지 확대가 지속적으로 이어지고 있다. 이 중에서도  삼면이 바다이면서 저수지가 많고 이를 체계적으로 관리하는 공기관들의 우수한 시스템을 기반으로 수상태양광이 주목을 받고 있으며 각종 어려움에도 불구하고 지속적으로 국내 재생에너지 보급 확대에 기여하고 있다. 이에 수상태양광에 대해 자세히 알아보고 국내 공기관 및 기업들의 수상태양광 사업 현황을 들여다보고자 한다./편집자 주

우리나라 특성에 ‘딱’ 수상태양광
수상태양광은 농경지나 산림훼손없이 넓은 공간에 발전시설을 설치할 수 있고 수면 위 냉각효과로 발전효율이 10% 가량 높아지는 것으로 알려졌다. 경제적으로는 수면을 통한 냉각효과로 육상태양광보다 약 10% 높은 발전량을 기대할 수 있으며 임야태양광과 달리 REC가중치가 1.5가 적용돼 사업 수익성이 높아지게 된다.

이를 통해 이격거리, 산지제한 등 규제가 늘어난 육상분야에서 부지축소를 보완할 수 있으며 간척지역, 호수 등을 활용해 한 곳당 수십MW 이상의 발전규모를 확보할 수 있다.

세계은행(World Bank Group)이 2019년 발간한 수상태양광 리포트에 따르면 전세계 저수지 수면 기준으로 1%의 면적에 수상태양광 발전소를 설치할 수 있는 설비 용량이 404GW에 달한다. 설비 용량 기준으로 석탄화력발전소 404기(1GW급 발전소 기준)를 대체할 수 있는 셈이다. 세계은행은 수상태양광이 육상태양광, 건물태양광에 이어 태양광발전의 3대 축이 될 것으로 예상하고 있다.

특히 국내의 경우 수상태양광은 농어촌공사, 수자원공사 등이 관리하는 저수지와 댐이 많이 있어 발전 잠재력이 높다는 평가다. 국토면적이 상대적으로 좁은 국내 조건상 태양광 입지 확대를 위해 수상태양광이 주도적으로 국내 재생에너지 보급에 힘써야 한다는 분석이다.

수자원公, 수상태양광 개발시대 이끌다
국내에서 가장 주도적으로 수상태양광 기술개발과 단지 확대에 앞장서온 기관은 수자원공사다. 수자원공사는 지난 2012년 합천댐 수면 위에 0.5MW 규모의 태양광을 설치해 국내 최초로 수상태양광발전을 상용화했으며 이후 △보령댐 2MW(2016년 3월) △충주댐 3MW(2017년 12월) 건설로 본격적인 수상태양광 개발시대의 서막을 올렸다.

합천댐 수상태양광은 약 8년간의 환경모니터링을 통해 환경적 안전성에 대한 객관적 검증 절차를 거쳤으며 이를 통해 수질오염이나 수생태계 교란 등에 대한 우려를 완화시켰다.

또한 지난해 한국환경산업기술원(KEITI)으로부터 수상태양광 발전 전력에 대해 국내 최초로 ’환경성적표지‘ 인증서를 받았다.

수자원공사는 국내 최대 규모로 조성되는 경남 합천군 합천댐 수상태양광 사업을 지역주민들이 건설단계부터 완공 이후 운영과 수익 배분에 함께 참여하는 ‘주민참여형’ 사업으로 조성하기 위해 올해 초 합천댐 사업대상지에서 본격 착수에 들어갔다.

합천댐 수상태양광 사업은 연간 약 6만명이 사용할 수 있는 41MW의 설비용량으로 2021년 준공 예정인 총 사업비 924억원의 재생에너지 사업이다. 합천군의 상징인 ‘매화’를 형상화한 형태로 조성하며 국내기업인 한화큐셀이 시공을 맡았다.

이를 위해 먼저 수상태양광설비 공사에 필요한 토목과 전기분야 인력을 지역에서 우선 고용했다. 또한 완공 이후 약 20년 동안 운영에 필요한 유지보수 인력 역시 지역주민으로 채용할 계획이다.

국내기업 수상태양광 확대 주도 ‘멀지 않아’
한화큐셀은 작년 12월댐 기준으로 세계 최대의 수상태양광발전소인 합천댐 수상태양광발전소를 단독으로 착공한데 이어 전남 고흥호 63MW급 수상태양광발전소를 수주하면서 수상태양광 사업 강자로서의 면모를 보였다.

한국남동발전이 발주한 고흥호 수상태양광발전소는 한화큐셀을 주축으로 (주)한양, (주)다스코가 공동이행 방식으로 시공하며 계약금액 1,116억원 중 한화큐셀의 지분은 50%다. 공동이행 방식은 같은 업종을 가진 2개 이상의 업체가 비율을 나눠서 함께 시공하는 것이다.

2022년 3분기 준공을 목표로 하는 이번 발전소는 약 9만명이 연간 가정용으로 사용할 수 있는 전기를 생산하는데 이는 고흥군 전체 인구인 6만3,922명이 사용하고도 남는 양이다.

한화큐셀은 수상태양광 전용 모듈인 큐피크 듀오 포세이돈(Q.PEAK DUO Poseidon)을 이번 발전소에 설치한다. 친환경 자재로 생산된 큐피크 듀오 포세이돈은 섭씨 85도, 상대습도 85%의 환경에서 3,000시간 이상 노출 검사 등의 KS인증기준보다 높은 내부 기준을 적용해 고온, 다습한 환경에 특화된 제품이다.

세계 최대 수상태양광, 새만금에 세운다
지난해 하반기부터 착공에 돌입한 새만금 수상태양광발전사업은 새만금개발공사·발전공기업·민간기업 등이 설립한 특수목적법인(SPC)이 총 투자비 약 4조6,000억원(민간자본)을 투입해 전북 새만금 방조제 내측 공유수면에 진행하는 사업으로 총 설비용량은 2.1GW다. 2022년 4월 1단계로 1.2GW 규모로 준공되며 2025년 2단계로 900MW 규모가 준공된다.

새만금 수상태양광 발전사업은 새만금사업지역 중 상대적으로 개발수요가 낮은 공항 인접 새만금호의 약 30km²를 활용해 역대 수상태양광 프로젝트 중 세계 최대인 2.1GW의 발전단지를 조성하는 사업이다.

산업통상자원부에 따르면 새만금 발전단지에는 특히 태양광모듈 400W급 기준 약 525만개(약 1조4,000억원 규모)가 소요되고 부유체 10mX10m 기준 약 30만개(약 1조1,000억원)가 소요될 것으로 예상되는 등 국내업계가 약 2조5,000억원 규모의 역대 최대 규모 수상태양광 설비·기자재 시장에 참여할 수 있는 기회를 확보할 수 있을 것으로 기대된다.

각종 문제점 해결도 필요
물론 장점만 보유하고 있진 않다. 우선 수상태양광에서 유해물질이 발생할 수 있다는 의견이 아직까지 존재한다. 환경평가연구원이 지난 2014년 부력재, 수중케이블, 전선에 장기용출 실험을 진행한 결과 아연, 구리, 나트륨 등 금속이 검출된 적도 있었다. 다만 해당 물질은 모두 기준치 이하로 용출 됐으며 장기간 지속 실험이 필요한 것으로 나타났다.

수상태양광 설치시 차광으로 인해 나오는 수질변화도 주로 제기되는 갈등요소다. 한국농어촌공사가 2017년부터 1년간 농업용 저수지 대상으로 수상태양광 영향권과 비영향권의 수질을 비교한 결과 수류 순환을 원활하게 하는 설계와 시공이 필요해도 수상태양광 영향권과 비영향권의 수질특성에 통계적으로 유의미한 차이는 없는 것으로 나타나긴 했다. 또한 수상회전식 태양광발전 시설 설치에 따른 농업용 저수지 수질변화에도 수상태양광으로 인한 차광에도 수질 특성에 통계적 유의차는 없는 것으로 나타났다.

수상태양광발전소는 환경안정성이 어느 정도 검증돼있는 상황이다. 한국환경정책평가연구원이 합천호 태양광 실증 단지에서 4차례에 걸쳐 진행한 모니터링 결과 태양광발전시설이 환경적으로 부정적인 영향을 미쳤다고 보기 어렵다는 결론을 내렸다. 한국환경정책평가연구원은 수질, 수생태에 대한 조사를 했는데 발전설비의 영향을 받는 수역과 그렇지 않은 수역 간 유의미한 차이가 없고 대부분 항목이 기준치 이하라고 밝혔다.
다만 환경적인 부분은 검증이 완벽해도 추후 발생할 가능성이 없다고 볼 순 없기 때문에 유해물질 배출 등을 막기 위한 노력은 계속돼야 할 것으로 보인다.

또한 바람, 습기등 항상 노출된 조건으로 이에 대응할 수 있는 설계와 시공이 필수적이라는 점이다. 이와 함께 계통연계 가능성과 연계 비용 등 입지 여건에 따라 시공비용이 대폭 상승할 수도 있으며 개발행위인허가 역시 매번 쉽지만은 않기 떄문에 수상태양광의 걸림돌이 될 수도 있는 부분이다.

기술적인 비용절감을 위한 노력은 계속되고 있다. 한국수자원공사가 수상태양광 발전의 효율을 높이기 위해 태양궤도를 추적하고 모듈이 각도를 조절할 수 있는 추적식 수상태양광을 합천댐에 실증해 발전량이 최대 23% 증가하는 것을 입증했지만 여전히 높은 시공 비용은 한계로 남아있다.

이외에도 육상태양광, 풍력 설치 시 나오는 주민수용성 문제가 수상태양광에도 고스란히 적용된다는 점에 향후 지속적인 확대를 위해선 주민참여형 사업으로 진행할 필요성이 높다는 분석이다.

이런 어려운 부분도 있지만 수상태양광의 효율적인 측면이 크기 때문에 국내에선 공기관을 중심으로 대규모 수상태양광발전단지가 조성되고 있는 상황이며 올해도 지속적인 신규 단지 착공이 기대되고 있다.


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