신에너지 기술개발의 개요일본의 신에너지는 1973년 제1차 석유쇼크, 1978년 제2차 석유쇼크가 계기가 되어 적극적으로 도입이 이루어지게 되었다. 이에 따라, 탈석유를 목적으로 원자력, 석탄, 천연가스와 함께 자연에너지의 이용 촉진을 위해, 1979년 ‘석유대체 에너지의 개발 및 도입의 촉진에 관한 법률’ (대체에너지법)이 제정되었다. 그러나 석유위기가 종식되자, 일시적으로 신에너지에 대한 사회적 관심이 낮아지면서 코스트면 등에서 많은 문제를 가지고 있는 신에너지의 기술개발 및 보급의 속도가 저하되었다.1990년대에 들어, CO2로 대표되는 온실효과 가스에 의한 지구온난화가 전세계적으로 문제가 제기되자 일본에서도 그 대응책을 마련하게 되었다. 또한 1997년에 환경적인 측면도 배려한 ‘신에너지 이용 등의 촉진에 관한 특별조치법’(신에너지법)이 제정되었으며, 2002년에는 일반 전기사업자에게 일정한 비율의 재생가능한 재생에너지 도입을 의무화하도록 한 ‘전기사업자에 의한 신에너지 등의 이용에 관한 특별조치법’(RPS법)이 제정되기에 이르렀다. 신에너지법에서 신에너지의 정의는 ‘기술적으로 실용화 단계에 있지만, 경제성의 측면에서 아직 보급이 충분하지 이루어지지 않았으며, 석유를 대체하는 에너지를 도입하기 위해 특별히 필요한 것’으로 되어 있다. 예를 들어, 수력이나 지열 등은 이미 실용화 단계에 있지만, 파력(波力) 등은 아직 연구단계에 있으므로 대상에 포함시키지 않는다. 또 천연가스를 이용하는 연료전지 등에 대해서는 기존 에너지의 새로운 이용형태로서 신에너지로 인정한다. 2005년에는 일본정부는 교토의정서 목표달성계획이 결정되어, 다음과 같이 2010년에 신에너지의 도입목표가 명확하여 현재 민관이 함께 보급 개발에 힘쓰고 있다.<2010년 도입목표>● 태양광 : 482만 kW● 풍력 : 300만 kW● 바이오매스 + 폐기물 : 450만 kW● 연료전지 : 220만 kW위와 같은 사회현황, 법 정비 등과 함께, 기술개발 측면에서도 국가적으로 개발계획이 세워졌다. 1974년에는 태양광, 지열 등의 신에너지 기술에 대해서 ‘썬샤인(Sunshine) 계획’을, 1978년에 연료전지 개발기술, 히트펌프 기술, 초전도 전력응용기술 등의 에너지 절감 기술에 대해서는 ‘문라이트(Moonlight) 계획’이 각각 개시되었다. 1992년까지 썬샤인 계획에 4,400억 엔, 문라인트 계획에 1,400억 엔이 투입되었다. 1993년에는 에너지 환경기술개발의 효율적, 가속적 추진을 목적으로, 상기의 계획 등을 일체화시킨 ‘뉴 썬샤인(New Sunshine) 계획’을 발족, 2001년까지 진행되었다. 2001년 이후에는 2001년 1월의 중앙성청(한국의 중앙행정기관과 동일) 재편성을 계기로, 국제경쟁력 있는 산업기술 연구개발 추진을 위해, 종합적·효율적인 ‘연구개발 프로그램 방식’으로 연구개발을 실시하게 되었다. 이에 따라, 기존 ‘뉴 썬샤인 계획’ 연구개발의 테마는 이런 새로운 방식을 통해 이루어지게 되었다. 현재 일본이 추진하는 주 신에너지 기술개발 프로젝트는 연료전지 기술개발, 태양광발전 기술개발, 바이오매스 에너지 기술개발 등이다.본장에서는 대표적인 발전방식으로 태양광발전, 풍력발전, 지열발전, 연료전지발전에 대해서, 그 개발의 역사 등을 소개한다. 태양광발전1. 개요태양전지는 2종류(P형, N형)의 반도체를 겹쳐놓은 것으로, 태양광을 쬐면 전자와 정공(正孔)이 발생하여 정공은 P형 반도체로, 전자는 N형 반도체측으로 이동하여 발전(發電)하는 것이다. 태양전지는 <표 1>과 같이 재료로 분류하면 실리콘계, 화합물 반도체계, 유기계가 있고, 단결정형, 다결정형 등으로 세분화할 수 있다. 2. 개발과 보급의 역사태양전지는 1954년 미국의 벨 연구소에서 개발된 단결정 실리콘형 태양전지로 시작되었다. 그 태양전지의 발전효율은 몇 퍼센트 정도였다. 개발 당초에는 주로 인공위성에 적용되었으며, 그때까지 1차 전지를 이용해 온 인공위성에 태양전지를 적용하여 기기의 동작시간을 비약적으로 연장시키는 것이 가능해졌다. 그 후 무인등대 등으로 서서히 용도를 확대시켜 나가, 일본에서도 1960년대에 양산이 개시되었다. 그러나 전원으로서의 본격적인 개발이 이루어진 것은 1973년 제1차 석유쇼크 이후였다. 인공위성용 등대용으로 생산이 시작된 태양전지는 일반적으로 1970년대 후반 이후, 전기 계산기 등에 적용되어 인지되었다. 그 후 고효율화, 저코스트화 연구를 민관이 함께 진행시켜 1992년에는 가정용 태양광발전 시스템이 실용화되기에 이르렀다.현재와 같이 보급이 진행된 원인으로, 태양광발전 자체의 기술진전 외에 보급촉진을 위한 각종 제도적인 요인을 들 수 있다. 그 중 국가의 도입보조제도(2005년도에 폐지)와 전력회사의 잉여전력매입제도가 크게 보급에 공헌하였다. 기술개발, 지원제도의 상승효과에 따라, 일반시장형 제품에서는 자원절약화와 저코스트화가 진행되어 시장이 급속도로 확대되었다. 태양전지의 생산량은 1980년대 초에는 불과 몇 MW밖에 안 되었지만, 2005년에는 전세계에서 약 1.7GW까지 성장하였다. 일본이 전 생산량의 약 절반에 해당하는 점유율을 차지하고 있으며, 매매시장에서는 독일이 58%로 톱을 차지하고 있다. 태양광발전의 일본 도입량의 추이를 <그림 1>로 나타내었다.