[기획] 태양광 에너지의 미래 '水上'에 있다

[에너지신문] 지난 7월 정부의 신재생에너지 분야 30조 투자 계획소식으로 태양광 산업에 다시 화색이 돌고 있다. 태양광 트렌드도 바뀌고 있다. 기존 육상 태양광이 산림을 훼손하고 탄소배출을 늘리게 된다는 점에서 수상 태양광에 업계의 시선이 몰리고 있다.

이미 정부는 지난 5월 세계 최대 규모인 영암호 수상태양광 사업 계획을 발표했다. 지자체를 중심으로 많은 민간업체들이 사업 수주에 몰리고 있고, 대기업들은 앞 다퉈 투자를 서두르고 있다.

이에 수상태양광 산업의 현주소를 살펴보고 각 지역별 현황과 사업 계획에 대해 알아본다. 또한 대기업들의 투자와 관련한 사업내용도 분석해 본다. 현재까지 우리나라 정부와 공기관을 중심으로 한 수상태양광 산업을 발자취를 짚어보기로 하자.

OECD국가 통계 상 에너지 생산설비는 감소 추세지만. 우리나라는 2000년 이후 연평균 2.27%씩 증가세를 끊지 못하고 있다. 이제까지 에너지 생산을 위해 정부에서 주력했던 발전시설은 원자력이었다.

그러나 앞으로 우리나라가 원자력으로 미래 에너지 수요를 대체하긴 힘들다. 2015년 12월 파리협정에 따라 2030년까지 온실가스배출전망치 37%를 감축해야 할 의무가 있기 때문이다.

지난 2014년 9월 우리 정부도 친환경 에너지인 태양광, 풍력 등을 핵심에너지로 지정하고 2035년까지 보급률 11%를 달성하는 것을 계획했다. 이에 정부는 신재생 투자확대를 꾀하기 위해 기존 2012년 시작한 신재생에너지 공급의무화(RPS)제도에 따른 태양광 REC(인증서) 가중치 합리성 제고 정책을 시행하고 있다.

정부는 수상태양광의 공급인증서(REC) 가중치를 1.5로 부여하면서, 업계의 진출을 독려하고 있다. 육상태양광의 REC 가중치는 0.7~1.2 수준이다. 즉 패널 설치 시 부지의 지목(용도)에 따른 구분은 폐지하되, 설치유형과 규모에 따라 차등 가중치를 부여하도록 해 대규모의 경우 임야훼손 등 환경문제 발생을 최소화 하고자 제도를 개정한 것이다.

이에 대해 업계에는 소규모 태양광은 건물의 옥상에, 대규모는 수상으로 태양광 설치를 유도하려는 정부의 의도라고 풀이한다.대규모 태양광은 수상으로 설치하도록 해 임야를 보존하고 탄소배출을 줄이고자하는 친환경 수상태양광에 대한 정부의 관심과 앞으로의 적극적인 지원이 예상되는 대목이기도 하다.

우리나라는 산악지형이 많고 3면이 바다로 둘러싸여 패널 설치가 가능한 면적이 기존 육상에 비해 수면태양광에 상대적으로 강점이 있기 때문이다.한편, 수상태양광은 단독 에너지원으로 충분히 기능할 수 있는 가능성을 지녔다.

우리나라 저수지 가운데 1/4을 수상회전식 태양광 발전을 위한 공간으로 활용할 경우 원자력발전소 6기를 대체할 수 있는 전력을 생산할 수 있다, 이산화탄소 연간 392톤의 감축시키는 효과도 생긴다. 전국 댐 및 저수지 유휴면적 5%만 개발해도 4,170MW의 수상태양광을 개발 할 수 있으며, 이는 연간 560만 명이 사용가능한 규모이다.

또한, 수상 태양광은 육상태양광보다 발전 효율면에서도 유리하다. 수면 위에서 지열의 영향을 덜 받기 때문에 육상태양광 시설보다 발전 효율이 약 10% 이상 더 좋다. 수상태양광에서 설치된 발전시설은 자외선이 직접 수면에 내리쬐는 것을 막아주기 때문에 저수지의 녹조현상을 줄이고 서식하는 물고기가 산란하기에 좋은 환경을 만들어 준다는 장점도 가진다.

환경보호란 측면과 파기기후변화협약 이후 탄소배출을 줄이기 위해선 수상 태양광발전은 기존 육상태양광에 비해 우리나라 지형에서 큰 잇점을 지니고 있다고 하겠다.

■수자원공사. 농어촌공사 관할 ‘저수지’ 위 수상태양광
첫 국내 수상태양광은 K-water(한국수자원공사)가 2011년 합천댐에 설치된 100kW 수상태양광이다. 이 실증플랜트를 기술적으로 검증하고 이듬해인 2012년 생산량을 5배로 늘린 500kW 사업용 플랜트를 시작하면서 국내 시장이 성장하게 됐다.

당시 기술 및 금융적 제한으로 중소규모 수상태양광 위주로 개발이 이뤄지다 2014년에 와서야 농어촌공사가 충북 영동 추풍령저수지에 2MW 설비를 놓았고 그 때부터 대형 수상태양광이 자리를 잡아 나갔다.

이 후 농어촌공사는 2015년 10월 경북 상주 오태·지평저수지에 총 6MW의 수상태양광을 구축했고, K-water도 2015년 12월 충남 보령댐에 2MW 수상태양광을 설치·완료했다.이중 지난해 5월 완공한 6MW급 상주 오태·지평저수지의 수상태양광은 농어촌공사기 LG CNS와 함께 설치한 현재 세계 최대의 수상태양광 발전시설이다.

축구장 10배 크기로 2400가구에 전력을 공급하며 이는 소나무 53만 그루를 심는 것과 동일한 효과를 가진다. 이 수상태양광으로 연간 3600톤의 이산화탄소 감축효과를 거둘 것으로 기대되고 있다.수상태양광 산업을 안착시킨 일등공신은 K-water(한국수자원공사)라 할 수 있다.

설비용량 기준 국내 1위 재생에너지 공기업인 K-water는 2011년부터 환경·기술 모니터링으로 수상태양광 시설의 환경적 안전성을 객관적으로 검증함으로써 수질오염이나 수생태계 교란 등에 대한 우려를 완화하려는 노력을 해 왔고 또 실효를 거두고 있다.

또한 한화, LG 등 민간기업들과 R&D 협업을 통해 다목적댐 특화 모델 기술개발과 실증 및 상용화로 판로 확보와 시장 확대 등을 이뤄냈다. 그 결과 K-water는 2012년 경남 합천호에 이어 2015년 2월 충남 보령댐에 설비용량 2MW 수상 태양광을 시공, 2015년 12월 완공했다.

이 수상태양광 시설은 연간 700가구가 사용할 수 있는 2,781MWh의 전력를 생산할 수 있으며, 4650배럴의 원유수입 대체효과와 약 1300톤의 CO₂ 감축효과 등을 기대하고 있다.

공사는 지금까지 조성한 수상태양광 발전단지 12개 지구(발전규모 1만 1365kW) 이외에 앞으로 30개 지구(5만 1440kW)를 추가로 조성할 계획이다. 전남 함평군 대동저수지에 수상태양광발전소는 KT와 주한영국대사관, (주)대동햇빛발전소 등 3개 기관이 기후변화에 대비하기 위해 설치했다.

(주)대동햇빛발전소는 한국농어촌공사로부터 대동저수지를 임대받고 시설구축을 위해 20억 원을 투자했다. KT와 (주)남양통신의 특허기술로 공동 시공된 설비용량 1mW인 함평 대동햇빛발전소는 2014년 시범가동을 거쳐 지난해부터 전력생산을 시작했고, 발전 용량을 앞으로 3배 늘릴 계획이다.

주한 외국 대사관이 국내 태양광발전 사업을 지원하는 것은 이례적이며 대동햇빛발전소는 태양광발전 수익금 일부를 15년 간 아동복지시설에 기부할 계획이다.연간 전기생산량은 약 438만kW으로 1216가구에 전기를 공급할 수 있다.

사업비 약 58억 원이 투입된 이번 수상태양광은 서부발전이 온실가스 감축목표 달성에 기여코자 지난해 12월말 착공, 6개월간의 건설기간을 거쳐 완공됐다. 태안화력 내 해수 취수로 수면 상부 2만 2300㎡ 면적에 총 6120장의 태양광모듈이 설치된 이 수상태양광은 국내 최대 용량의 ‘해수’ 수상태양광이라는 점에서 의미가 크다.

설비가 본격적으로 가동되면 연간 2118MWh에 달하는 전력이 생산된다. CO₂ 감축효과는 연간 1123톤이며, 연간 2252 REC(/년)인증도 받게 된다.김동섭 서부발전 기술본부장은 “해수 수상태양광의 본격적인 가동으로 관련 기업의 기술개발은 물론 태양광 업계의 에너지신산업 육성과 수요 창출에 기여할 것"이라고 말했다.

한국수력원자력(이하 한수원)은 원자력발전소 유휴부지와 수력·양수 상하부 저수지 수면을 활용해 2030년까지 모두 45MW의 대규모 수상태양광을 자체 건설한다는 계획이다.

한수원은 울산시 울주군 서생면 신고리 원전 3,4호기 인근 유휴지 9만㎡(2만 7000여평)에 사업비 약 91억 원을 들여 지난 5월부터 2017년 2월까지 5MW 태양광발전소를 건설한다.이 발전소가 준공되면 약 3400여가구가 사용가능한 전력이 생산된다.

한수원은 정부의 에너지신산업 확대방침과 신재생공급의무화(RPS) 정책에 부응하기 위해 지난 4월부터 고리원전 태양광발전소 착공을 시작했다.

한수원은 재생에너지 부문에 대한 투자를 대폭 확대할 계획으로 이번 고리 수상태양광을 시작으로 한빛, 한울, 월성 등 각 원전 유휴부지에 35MW의 태양광을 추가 건설하고, 수력 및 양수발전소 상하부 저수지에 10MW의 수상태양광을 건설할 계획이다. 이들 사업에는 모두 약 1000억 원이 투입된다.

지난 8월 3일 경기도와 농어촌공사 간 MOU체결이 있었다. 경기도와 한국농어촌공사가 저수지에 태양광 발전시설을 설치해 9만 여 가구가 쓸 수 있는 전기를 생산하기로 한 것.

경기도지사와 한국농어촌공사 사장은 직접 ‘저수지 수상태양광 설치 확대 업무협약’을 체결했다.협약에 따라 양 기관은 오는 2025년까지 평택호 등 한국농어촌공사가 관리하고 있는 도내 저수지 70개소에 발전설비용량 235MW급의 수상태양광 발전시설을 설치한다.

이번 업무협약은 경기도가 신재생에너지 보급률 20% 달성을 목표로 지난해부터 추진 중인 ‘경기도 에너지 비전 2030’ 실현의 일환으로, ‘저수지 수상태양광 발전시설’의 도내 보급을 확대하기 위해 마련됐다.

국내 1먼 7427개 저수지 중 지자체가 직접 관리하는 저수지는 농어촌공사의 저수지에 비해 개수는 3배가 넘지만. 소규모로 나뉘어져 면적으로 보면 큰 차이가 없다.

이런 이유 때문에 이번 경기도가 농어촌공사 저수지에 수상태양광을 확대하겠다는 협약은 의미가 크다. 추후 K-water나 농어촌공사가 각 지자체와 협약을 맺어 지역주민과 합리적인 접점을 만들어 낼 수 있는 선도사례라 평가할 수 있다.

■저유가와 재정 부족으로 인한 멈춰버린 추풍령 발전
2014년 12월 충북 영동 추풍령 저수지에 세계 최대 규모의 수상 태양광발전소가 들어섰다.충북도는 신재생 에너지 전문 업체인 그린솔루션 등이 50억 원을 들여 추풍령 저수지에 2MW급 수상 태양광발전소를 세웠으며, 당시 수상 태양광발전소로는 발전 용량 규모가 세계 최대였다.

국내에서는 충남 당진 태양광 1MW, 경남 합천댐에 0.5MW, 경남 밀양 덕곡 저수지에 0.2MW급 수상태양광발전이 있었다. 올해 3월 농어촌공사에 따르면 추풍령 수상태양광발전소는 경영악화로 폐업위기에 놓였다.

준공 당시 세계 최대 규모를 자랑하던 발전소는 지난해 1억 원 이상의 손실을 봤다. 3억 여 원의 국세를 체납했고, 발전설비를 압수당했다. 또한 지금은 인근마을에 약속했던 발전기금 10%도 기부하지 못하고, 농어촌공사에 저수지 수면 임차료를 내지 못하고 있는 실정이다.

추풍령 수상태양광 발전이 기능을 못하는 표면적인 이유는 저유가다. 하지만 태양광 업계에서는 이 사례를 두고 좀 더 근본적인 문제를 제기한다. 즉. 한국농어촌공사의 과도한 밀집형 설치와 임대 중심의 사업 운영이다. 이로 인해 사업자들의 인근 지역의 환경에 대한 책임감이 떨어지고, 관리적인 측면에서도 우려사항이 대두되고 있는 실정이다.

수상태양광의 이와 같은 문제를 놓고 환경부는 지역 주민의 마찰을 줄이고 사업자의 경제성을 조율하기 위해 환경 규제의 지역별 유연성을 기하고 있으며 농림부는 지난 해 12월 저수지 점용료를 10%에서 5%로 인하하겠다고 발표했다.

■수상태양광 수주, 달려드는 민간대기업
한국농어촌공사는 전남 영암 영암호에 80MW급 수상태양광 발전시설단지를 조성한다고 올해 5월 발표했다. 국내 최대 규모였던 상주 오태·지평저수지 6MW(각각 3MW) 과는 비교가 되지 않는다. 영암호 수상태양광 발전은 세계 최대 규모의 사업으로 시설 영암호 전체 면적의 2.8%인 1.2㎢로 여의도 면적의 약 5분의 2 크기를 사용한다.

사업을 완료하면 연간 전력 1억kWh를 생산해 1만 6000여 가구에 전력을 공급할 수 있다. 여기에 들어가는 사업비의 프로젝트 파이낸싱은 2000억 원 가량이다.영암호 수상태양광 발전사업 부지 임대업체 선정공모를 앞두고 이미 13개 컨소시엄이 구성됐다 .

컨소시엄 중에는 통신업체인 케이티(KT), IT서비스업체 LGCNS, 포스코ICT, 한전KDN과 전남개발공사와 신재생에너지 기업 (주)가교가 컨소시엄을 구성에 참여하고 있는 것으로 알려졌다.

LG CNS는 상주 오태·지평저수지 태양광 사업을 구축한 경험과 기술력을 가지고 있다.LG CNS는 2007년 국내 태양광 사업을 시작으로 국내 SI사업자 중 최대 규모의 태양광 발전 사업 실적을 보유하고 있으며, 태안 발전소(14MW), 한수원 영광 태양광 발전소(10MW), 불가리아(21.3MW), 일본 히로시마(33MW) 등 지금까지 국내외 총 170MW 태양광 발전소를 구축했다.

전남개발공사는 지분참여형식으로 배당수익을 노린다. 24억 원을 투자한 뒤 20년 동안 운용해 227억 원의 배당수익을 올릴 것이라는 계산이다.(주)가교의 경우 이미 지난해 영암군과 투자협약을 체결한 바가 있다.

당시 영암군은 수상태양광발전시설 투자와 식품사업, 토지사업 관련해 가교를 포함한 3개 기업과 1703억 원 규모의 투자협약을 맺었다. (주)가교는 쌀전업농연합회의 미 개발된 유후 부지를 활용해 수상태양광을 설치하기로 협의했다. 포스코ICT도 사업 참여를 타진 중이다.

지난해 포스코ICT는 제주 추자도에 신재생에너지와 ESS를 연계하는 에너지 자립형 마이크로그리드를 구축하는 사업자로 선정되는 등 에너지관리시스템 분야에 집중하고 있다. 한전KDN의 참여도 이야기가 나온다. 한전KDN은 최근 ‘에너지신산업추진TF’를 신설했다.

■한화그룹이 만드는 세계최대 수상태양광
한화큐셀은 창조경제혁신센터가 있는 충남의 당진 삽교호, 보령 부사호, 논산 탑정호, 예산 예당호 등 도내 4개 저수지에 수상태양광발전소 설치할 계획을 세우고 관련한 개별법 저촉여부 ‘사전심사청구’를 신청했다.

발전 규모는 삽교호 30MW, 부사호 20MW, 탑정·예당호 각각 10MW로, 총 70MW의 전기를 생산할 수 있는 전국 최대 규모다.도는 한화큐셀이 수상태양광발전소에 대한 사전심사청구를 함에 따라 행정력을 동원해 계획이 현실화될 수 있도록 지원한다는 방침이다.

도는 환경영향평가 통과 과정을 거쳐 수상 태양광발전소 착공은 대략 3년여 후에나 가능할 것으로 전망하고 있다. 논산 탑정호와 예산 예당저수지가 수변 관광지며 당진 삽교저수지는 고질적인 수질오염으로 알려져 산업부의 승인까지 협의가 필요하다.

업계 관계자는 “최근 한화큐셀이 충청남도 내 당진 삽교호 등 4개 호수에서 전체 70MW사업을 추진하는 등 영암호와 더불어 수상태양광사업이 갈수록 대형화되는 추세”라며 “태양광 보급 측면에서 육상은 이미 한계를 나타내고 있지만 수상태양광은 대기업 자본을 통해 서서히 규모의 경제를 향해 가고 있다”고 말했다.

강기성 기자 kks@ienews.co.kr