Category Article
[연재] 신재생에너지 기술 현황과 전망(일본편) - 대규모태양광발전에대한기대
2009-07-01

대규모 태양광발전에 대한 기대
- 일본편 -


개요 - 위탁사업의 위치

1. 태양광발전의 동향
태양광발전은 최근 몇 년 동안 전 세계적으로 눈부신 발전을 이루었다. 일본에서는 매년 그 도입량이 높아지는 추세이며, 누적하면 1GW를 넘을 정도다(<그림 1> 참조). 독일의 경우 연간 도입량이 일본을 웃돌 정도로 유럽에서는 더욱 놀라운 증가를 보이고 있다(<그림 2> 참조).일본의 태양광발전 시스템은 주택용을 중심으로 발전해 왔으나 최근 환경 의식의 고조와 함께 지자체를 중심으로 정수장 등에 대규모 시스템이 도입되고 있다. 또한 지역 주민이 주체가 되어 환경사업에 주안을 둔 활동들도 진행되고 있다.
한편, 외국에서는 주택용은 물론이고 발전 규모가 1㎿가 넘는 대규모 시스템이 독일, 미국을 중심으로 100개 정도 도입됐으며, 10㎿의 거대 시스템도 가동되기 시작했다. 이들 국가는 태양광발전에 대한 지원과 법률 면에서 일본과는 큰 차이를 보이며, 이는 태양광발전 사업 기반을 충실히 하고 있기 때문이다.


2. 위탁사업의 목적과 목표
위탁사업의 목적은 대규모 태양광발전 시스템을 단순히 구축하는 것이 아니라 발전 사업의 가능성 검토와 함께 실현 가능한 체제를 구축하는 데 있다. 따라서 발전 규모는 1㎿를 기본으로 한다.
위탁사업은 교토의정서의 온실가스 감축 목표를 달성하는 동시에 일본의 태양전지 생산량 및 누적도입량을 세계 최고로 유지, 본격적인 보급 확대를 실현할 수 있는 대규모 태양광발전의 실용화를 꾀하고 있다. 또한 순환형 사회의 실현에 적정한 신에너지 사업 창설을 목표로 한다.

검토 내용

발전 사업 가능성의 주된 검토 및 평가 항목은 <표 1>과 같다. 태양광발전의 최대 과제는 발전 비용의 저감을 통한 경제성과 발전 사업 시스템의 신뢰성이다. <표 1>에서는 사업성과 기술성 양면을 검토 · 평가했다. 단, 각 항목은 독립적인 내용이 아니라 밀접한 관계를 맺고 있기에 종합적으로 분석 · 평가했다.


검토 체제

태양광발전 사업의 본격적인 보급을 위해 위탁사업은 태양광발전 관련 업계 전체의 프로젝트와 위치, 태양광발전에 관한 주요 사업과 연구에 힘쓰고 있는 7개의 회사, 단체, 연구기관과 함께 실시 체제를 조직했다. 또한 메가 시스템의 구축과 사업화에 필요한 사업성 및 기술성을 모든 측면에서 검토 · 분석 · 해석 · 평가했다. 위탁사업의 검토 체제는 <그림 3>과 같다.


사업성 조사 실시

발전 사업을 행하기 위해서는 광대한 부지가 필요하다. 부지는 지자체나 그 지방 기업으로부터 제공받거나 혹은 이용 허락을 얻어야 하므로 지자체와의 협력이 필수적이다. 때문에 지역 신에너지 비전정책 지자체(2003년 말)를 중심으로 사업성 앙케트조사를 실시했다. <그림 4~6>은 그 집계 결과의 일부이다.
조사 결과에 의하면 약 70개의 지자체가 구체적인 설치 장소 계획을 알려와, 지자체의 관심과 기대가 예상 이상이었다. 앙케트 결과를 바탕으로 이들 지자체 중 앞으로 도입 확대 시 참고 사례 및 사업 모델을 고려하여, 아오모리(青森 )현 하치노헤(八戸 )시, 나가노(長野)현 사쿠(佐久)시, 코치(高知)현, 후쿠오카(福岡)현 오무타(大牟田)시, 미야자키(宮崎)현 니치난(日南)시 등 5곳을 모델 지자체로 선정했다.


기본 시스템

건물 옥상에 설치한 경우의 기본 시스템 이미지는<그림 7>, 유휴지에 설치한 경우의 기본 시스템 이미지는 <그림 8>과 같다.


제안 시스템

위탁사업은 태양광에 의한 발전 사업 가능성을 조사하기 위해 전기사업법이나 RPS법 등 관련법과 제도에 관해서도 조사 · 검토했다. 그 결과 공급 형태(발전 사업자)로는 자가소비, 신에너지 발전 사업자(전량 공급), 신에너지 발전 사업자(잉여분 공급), 특정 규모 전기 발전 사업자(PPS), 마이크로그리드(Micro-Grid)를 생각할 수 있다. 이는 모델 지자체의 현지조사 결과에 맞춰 위탁사업의 제안 시스템을 검토했다.

사업 계획안과 과제

같은 자연에너지를 이용한 발전 방식이라도 풍력발전과 같이 적정한 풍향이 있는 장소에 대규모 풍차를 설치해 스케일 메리트(Scale Merit)를 살린 사업이 있다. 한편, 태양광발전은 장소에 관계없이 일조량만 충분하다면 발전이 가능하다. 하지만 홋카이도(北海道)에서 오키나와(沖繩 )에 이르는 일본 전 지역에서의 시스템 출력 효율은 10%를 조금 넘는 정도이다. 따라서 단위면적 당 발전량은 직접 판단할 수 있을 정도이며, 현재 상태에서 시스템 전체의 비용과 현행 법제도를 상정해 본다면 태양광발전 단독으로는 힘들다. 따라서 사업성 검토에 있어서 공적인 지원이 중요하다. 또한 전기사업법, RPS 법 등은 태양광발전 사업을 위해 새롭게 마련될 필요가 있다. 한편 기술성 면에서 상용 계통 연계 시의 안정성 외에, 태양전지의 발전 효율 및 시스템 가동률 향상과 같은 경제성을 가미한 기술 개발이 필요하다.
이와 같이 기본적으로는 태양광발전 사업만을 검토해야겠지만, 2010년을 앞두고 조기에 사업으로 성립시키기 위해서는 새로운 기능의 첨가(에너지 유효 이용 기술, 발전 전력량의 최대화, 재해 시 에너지 공급 기술 등)나 태양광발전 사업과 다른 발전사업, 환경교육, 관광 사업 등의 복합 및 융합 사업검토도 필요하다.

사업 성립 과제

태양광발전은 스케일 메리트가 거의 없기 때문에 국가나 지자체의 보조와 함께 시민이나 기업의 협력이 제일 중요한 요소이다. 지자체가 실시하는 환경 관련 정비 사업, 환경교육 관련 사업 등을 포함하는 복합 사업을 실시하는 것도 하나의 예다. 또한 기업 협력을 이끌어내기 위해, 태양광발전으로 인한 CO₂감축량을 지역 배출권 등으로 활용하는 것도 큰 효과를 올릴 수 있다.

지자체가 지향하는 태양광발전

교토의정서의 효력에 따라 국가나 다름없는 지자체도 온실가스 감축 대책을 본격적으로 실행해야 하는 상황이 됐다. 또한 지방에서는 산업의 부흥과 창생을 필요로 한다. 따라서 지자체가 지향하는 태양광발전은 단순히 환경 보호를 위해서만은 아니다. 그 지자체에 있어서의 새로운 산업 창생과 부흥, 환경교육, 지역 활성화 등 여러 방면으로의 파급효과와 급속도로 진행되는 저출산과 고령화 문제에 공헌할 수 있는 것이 필요하다.
또한 환경 · 에너지 시책은 자원이나 환경이 갖추어진 지방에서 대부분이 실시되고 있어 가장 많은 에너지를 소비하는 도시권은 지방 시책의 혜택을 받고 있다. 이 때문에 지방과 도시권의 지자체 간의 밀접한 연계도 필요하다.
위탁사업은 이러한 지자체의 요망 · 요청에 부응하고 교토의정서의 목표 달성에 공헌할 뿐 아니라 신에너지 산업 비전을 실천하게 된다.

새로운 계획안 제안

태양광발전 사업을 실현하기 위해서는 앞서 말한 바와 같이 현행법 및 제도의 완화와 새로운 지원 계획안이 필요하다. 일본의 지원 제도는 초기 설비에 대한 보조가 중심이고, 보조율이 고정적이며, RPS제도는 각종 신에너지 중에서 비용이 싼 것을 채택했다. 게다가 역조류분만 계산되어 자가소비는 대상이 되지 않기 때문에 태양광발전은 주택용 시스템만이 집계되고 있는 것이 현 실정이다.
대량 보급을 위해서는 2006년도‘메가와트 솔라 공동이용 모델사업’에서의 정액 보조처럼 사업자, 제조 회사, 시공 회사 등이 몸소 비용 저감을 도모할 수 있는 등의 인센티브를 불러일으키는 지원 계획안이 필요하다. 거기에 RPS 제도의 개선이나 독일을 비롯한 EU 각국, 미국, 중국 등 세계 각국에서 널리 채택하고 있는 자연에너지의 고정가격 매입제도(FIT : Feed In Tariff)를 도입하는 등 사업으로 성립하기 위한 정책 실행이 필요하다. 또한 사업 전체에 지자체의 협력이 없어서는 아니되므로 본격적인 실시를 위해서는 시민, 사업자, 행정이 밀접한 연계를 해나가야 한다.

태양광발전 사업화 도모

사업성 조사의 대상 모델 지구 5개 지자체와 지속적으로 연계 · 협력하면서 각 지자체의 사업 후보지에서의 사업 모델 확립과 사업 전개를 준비하고 있다. 5곳의 모델 특징은 <표 2>와 같다.


모델 형태로는 민간사업, LLP(Limited Liability Partnership), NPO 법인 등이 있으며, 설치 방법은 집중 설치, 소분산 설치에서부터 대분산 설치가 있다.
건물 지붕, 경지(갂地)로의 도입 등 다양하게 이루어져 앞으로의 전국 전개에 적합한 모델이 되고 있다.
이 각각의 사업 모델은 전국 47개의 도도부현(都道府県)으로 확대할 수 있는 방침(사업 모델케이스, 사업화 수법)으로 정리하여 활용해야 한다. 앞으로 단순한 발전 사업이 아닌 지역 산업 창생 및 부흥, 지역 활성화, 환경교육, 재생 가능한 에너지의 환경 가치 향상 및 창출, CRS(기업의 사회적 책임 : Corporate Social Responsibility) 등 사람과 지역, 사람과 환경, 지역과 환경이 서로 이어져 여러 가지 높은 가치를 창출하는 지역 에너지사업으로 메가솔라 사업을 전개하고자 한다.

마무리

21세기는‘환경의 세기’라고 한다. 일본의 신에너지 도입 대망(大網)에서는 2010년까지 4820㎿의 태양광발전 시스템 도입을 예상하고 있다. 2005년 추정 당시 도입량은 1400㎿ 정도였다. 따라서 이 계획을 달성하기 위해서는 5년 동안 누적 도입량의 내용에 3.4배의 도입을 도모할 필요가 있다. 이는 언뜻 대담한 계획처럼 보이나 경제 발전과 함께 증대된 에너지 사용으로 화석에너지의 고갈이 현실화된 것 외에도, 지구환경 보전을 위해 달성해야만 하는 방책이다. 즉, 현재 상태로는 무한한 활용 가능성을 가진 태양에너지의 이용이 지구 미래를 좌우한다고 말해도 과언이 아니다. 현재 태양광발전은 경제성을 포함해 많은 과제가 존재하지만, 미래를 생각해 태양광발전 사업의 실현을 진척해 나가야 한다.

트윗터 페이스북

< Energy News >


Copyright(주)전우문화사 All rights reserved.