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미 정부 밀어부치는 태양광, 코로나 팬더믹 속 번창

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미 정부 밀어부치는 태양광, 코로나 팬더믹 속 번창

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자료=글로벌이코노믹
2020년 코로나 전염병에도 불구하고 2020년 재생 에너지 시장은 번창했다.

코로나 전염병은 글로벌 에너지 산업에 많은 혼란을 야기했지만 기업 재생 에너지 시장에는 큰 영향이 없었다. 풍력과 태양광 용량을 추적한 결과 2020년 급속히 성장하는 가장 활발한 해로 기록될 것으로 보인다.

◇태양광의 작동원리

태양광 발전은 태양의 빛 에너지를 전기 에너지로 바꾸는 발전으로 태양전지(Solar Cell), 모듈(module), 시스템(System)이 각각의 역할을 통해 햇빛을 전기로 만드는 역할을 하게 된다.

태양광 발전의 시작은 햇빛을 전기 에너지로 바꾸는 것이다.

태양전지가 바로 그 역할을 하게 되는데 태양전지는 직접 태양 빛을 받고 전기로 변환하기 때문에 가장 중요한 역할을 맡고 있다.

태양전지는 재료에 따라 ‘결정질 실리콘 태양전지’와 ‘화합물 태양전지’로 분류할 수 있는데 현재 태양광 산업에서는 대부분 ‘결정질 실리콘 태양전지’를 사용한다.

‘결정질 실리콘 태양전지’는 ‘P형 반도체와 N형 반도체’, ‘전극’으로 구성된다.

‘P형 반도체’와 ‘N형 반도체’는 태양 에너지를 전기에너지로 바꾼다.

전극은 P형 반도체와 N형 반도체가 만들어낸 전기를 이동시킨다. 전극이 없다면 전기에너지가 저장되지 않고 그대로 발열하기 때문에 전극의 역할이 아주 중요하다.

이렇게 만들어진 전기에너지의 전류량이 매우 적기 때문에 사용할 만큼 에너지를 얻기 위해 태양전지를 모아 태양광 발전 모듈을 만든다.

태양광 발전 모듈은 작은 크기의 태양전지를 직렬과 병렬로 연결하여 구성한다.

태양전지는 매우 얇아 파손되기 쉬우므로 태양전지를 보호하고 회로를 연결시켜 태양광 발전 모듈을 만든다.

모듈을 통해 얻은 전기는 일반 가정 등에서 사용할 수 있게 태양광 발전 시스템에 보내진다.

시스템은 에너지저장장치와 결합하여 낮에 얻은 태양 에너지를 저장하고 태양이 없는 저녁이나 발전량이 적은 흐린 날에도 사용할 수 있게 한다. 또한 인버터를 활용하여 직류 형태의 전기(태양광 발전 모듈에서 만들어진 전기는 직류)를 가정 등에서 사용할 수 있는 교류 형태로 변환시킨다.
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2020년 코로나 전염병에도 불구하고 재생 에너지 시장은 크게 번창했다. 자료=글로벌이코노믹


◇재생에너지, 태양광의 성장

코로나에도 불구하고 지난해 미국 태양광 설치용량은 19.2GW로 2019년 대비 43%나 증가했다. 향후 2030년까지 미국 태양광 발전 누적 설치용량이 400GW에 달해 미국 태양광 시장 규모는 10년 안에 4배 가량 성장할 것으로 예상된다.

인터넷 소매 및 웹 서비스 제공업체 아마존은 미국, 스페인, 호주, 스웨덴, 중국, 캐나다, 남아프리카공화국 등 14개국에서 대략 12개의 새로운 풍력 및 태양광 프로젝트에 대한 계약을 체결한 후 2020년 재생 가능 에너지 분야의 선두 주자가 되었다. 아마존은 재생 가능 에너지를 포함 총 8500MW 규모의 재생 에너지를 확보를 위해 연간 6000MW의 새로운 풍력과 태양광 용량을 추가했다.

아마존은 오하이오에서만 300MW 전력구매계약을 포함해 오하이오에만 1350MW 이상의 태양광 용량을 추가했다.

소셜 미디어 회사인 페이스북도 재생 에너지를 대폭 확대하여 3000MW의 새로운 풍력과 태양광 용량을 추가했다. 페이스북은 유타와 뉴멕시코 등 미국뿐 아니라 싱가포르, 노르웨이, 인도, 아일랜드에서 재생 에너지 계약을 체결했다.

구글은 2020년 아마존에 이어 재생 에너지 시장에서 2위였다. 대략 1000MW의 새로운 재생 에너지 계약을 체결하여 누적 총계 6200MW 규모를 확보했다.

마이크로소프트는 미국, 네덜란드, 싱가포르 및 아일랜드 전력구매계약에서 거의 2700MW의 재생 에너지 용량을 보유하고 있다.

미국에는 약 4만1000MW의 기업 재생 에너지 용량이 있으며, 전체 재생 에너지 시장에서 태양광 부문에서 보급률이 증가하고 있다.

전력구매계약에서 풍력은 2019년 대략 82%에서 최근 53%로 떨어질 것으로 예상되고 있다. 2020년 이후 대략 1만9000MW의 태양광 용량을 체결했다.

특히 태양광은 텍사스에서 급속한 발전 추세를 보인다. 또한 기업의 재생 가능 에너지 조달의 핵심 원동력이었던 데이터 센터는 태양광을 선호한다. 태양광은 2020년에 발표된 기업 전력구매계약 용량의 거의 3분의 2를 차지한다.

한편 제약기업인 듀크도 최근 북미 전력 요구 사항을 해결하기 위해 장기 태양광 에너지 가상 전력구매계약을 체결했다.

텍사스 나바로 카운티에 위치한 250MW 피스가리지 솔라 프로젝트는 2022년에 완전히 가동될 때 듀크에 가장 큰 규모의 태양광 시설이 될 것으로 예상된다.

가상 전력구매계약은 전기를 사용하는 다른 지역에서 장기 재생 에너지를 조달하는데 사용되는 특정 유형의 전력구매계약이다.

일반적으로 10~20년 동안 현재 가격을 고정하여 시간이 지남에 따라 증가하는 전기 비용을 절약할 수 있다. 전기 가격은 현재 역사적인 최저가에 있으며 시간이 지남에 따라 증가할 것으로 예상된다.
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자료=글로벌이코노믹


◇태양광 성장을 가속화할 동력

먼저 백악관 리더십 변화다. 바이든 행정부는 2035년까지 전력 부문에서 탄소제로를 실현하고 신재생 에너지 투자를 통해 고용 시장에서 활력을 찾고자 한다.

바이든 행정부는 엄격한 환경 감독과 엄격한 배출 규제를 통해 화석 연료 산업에 석유와 가스 임대를 일시 중지했다.

다음은 다가오는 유엔 기후변화 컨퍼런스다. 올해 11월 말, 국제 에너지 공동체는 글래스고에서 유엔 기후변화 회의의 후속행사를 준비 중이다.

미국이 파리 기후협정에 재가입하고 2030년까지 탄소 배출량을 2005년 수준에서 최소 50% 감축하기로 약속했다. 이러한 움직임은 여타 국가는 물론 ESG 투자자들과 기업에게 환경 문제에 대한 투자를 더욱 높일 수 있다.


박정한 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com