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태양광에 대해 저와같은 관점으로 얘기하는 분이 드문 것 같습니다.
태양광에 대해 저와같은 관점으로 얘기하는 분이 드문 것 같습니다.무슨 담론이든 그 담론에 차용되는 용어의 정확한 정의를 확정하여야 합니다.
친환경이란 용어를 자주 듣지만 무엇이 친환경인지에 대한 정의가 한가지가 아닙니다.
각각은 다 맞을 수 있지만, 이곳에는 맞지만 저곳에 가면 틀린 경우가 대부분입니다.
부분의 정이 전체의 정을 담보하지 않습니다.
환경이란 용어도 마찬가지입니다. 인간을 중심으로 놓고 본 환경 다르고 들꽃이나 날라 다니는 새의 관점으로 본 환경이 다릅니다.
이 다를 수 있다는 점을 우린 쉽게 간과하고 있다고 생각해요.
나에게 좋은 것이 들꽃에도 좋을 것이다는 전제는 그래서 오류를 내포할 가능성이 높습니다.
환경 오염에 대한 대응도 그래서 크게 보면 3가지 줄기로 발전해 왔습니다.
차단, 확산, 전환입니다.
이거 어디 책에 나와 있는건 아니고 제가 그냥 나름대로 개념 정리를 한 겁니다.
공리는 아니라는 거죠.
1. 차단은 차단입니다. 안 생기게 하는거죠. 이건 단순하고 명확하니까 부연 설명이 필요없을 겁니다. 단, 인간이 이에 대해 크게 노력하고 있진 않는다는 거죠. 이유는 돈이 안 됩니다. 자본주의 체제에서 뭘 안 하거나 차단하거나 줄이는 건 불가침 영역이기도 합니다. 일케하면 자본주의는 망하게 되는 숙명을 가졌거든요. 자본주의는 더~ 더~ 더많이라는 숙명적 한계를 내포한 시스템입니다. 오히려 차단이 아닌 것을 차단인 것처럼 포장하는데 돈을 더 많이 쓰고 있죠.
2. 확산입니다. 좋은 말로 하면 자연이 스스로 정화기능이 작동할 수 있는 범위 안으로 오염을 희석하거나 확산하는 겁니다.
공장 굴뚝을 겁나 높게 올려서 내 뿜는 오염물을 멀리 더 멀리 넓은 지역으로 보내는 거죠. 굴뚝이 오염 방지를 한다고? 그건 좀 아닌 것 같은데 생각할 수도 있지만 다 환경공학적 이론을 토대로 정립된 이론입니다.
대도시에 전기 자동차를 늘리는 것도 같은 개념입니다. 인구 밀집 지역에서의 자동차에 의한 매연의 집중도를 낮추고 대신 멀리 떨어진 발전소로 분산시키는 거죠. 알고보면 변형된 굴뚝인 겁니다.
그럼, 여기서 전기 자동차는 친환경인가? 질문을 해볼 수 있는 거죠. 내가 전기 자동차 구입자라면 내가 친환경을 실천하고 있는거냐? 생각해볼 수 있습니다.
그럴 수도 아닐 수도 있습니다. 확산도 환경오염 예방에 기여하는 바가 있기에 맞을 수도 있지만 지구가 봤을 때는 글쎄다가 될 수도 있다는 겁니다.
굴뚝이 친환경이면 전기자동차도 친환경이고 굴뚝은 친환경 아니다라면 전기자동차도 친환경 아닌겁니다. 둘다 굴뚝 이론에 근거한 환경 대응이고 둘은 형제간이란 거죠.
3. 전환입니다. 우리가 대기오염 방지시설을 법적으로 의무화하고 폐수나 하수처리장을 운영하면서 그걸 환경오염 방지 시설이라고 부릅니다. 그렇쵸?
맞습니까? 그게 맞을까? 의문을 가져본 적 있으신가요?
어찌보면 거의 대부분의 돈들이 여기에 투입되는데요.
이걸 자세히 살펴보면 대기오염 물질을 수질오염 물질로 전환시키거나 다시 수질오염 물질을 폐기물로 전환하는 기술들입니다.
나쁜 놈들은 죄다 잡아서 김포 매립장에다 가두는 거죠.
그럼 환경은 지켜지는게 맞나요? 확신할 수 있나요? 여전히 폐수처리장 예산 팍팍 쓰는 시장 군수가 이쁘게만 보이시는지요?
김포 하나 버리고 나머지가 잘 살면 좋은거 아냐? 그럴 수 있습니다. 저도 그렇게 살고 있습니다. 근데, 뭔가 찜찜하다는 겁니다.
불가피하다는 변명은 가능하지만 이걸 오류가 없는 절대 선이라고까지 하기엔 부족한거죠.
인간이 개발한 환경기술에 절대 선은 없습니다. 다른 선택을 하는 것이지...
친환경이란 것도 띁어놓고 보면 이렇게 다양하고 관점에 따라서는 선으로 볼 수도 악으로 볼 수도 있습니다.
그게 친환경이란 간판을 달았다고, 장관상을 받았다고, 독일이 한다고, 애플이 권장한다고 절대 선이 되는게 아니라는 겁니다. 그런 국가나 기업들이 생산하는 반도체가 무기를 만들고 그 무기가 쓰이는 러시아-우크라이나 전쟁과 그에 따른 각국의 군비 경쟁은 추후 상당기간 다른 어떤 것보다 지구를 뜨겁게 만드는 요인이 될겁니다. 전투기 한대, 미사일, 대포가 내 뿜는 온실가스는 엄청나지만 국제협약상의 모니터링 대상도 아닙니다. ICBM한기는 아무리 허접한거라도 초당 1톤의 연료를 태웁니다. 아무런 방지 장치도 없이....
그렇게 해서 주머니를 채우면서 입으로 RE100이나 씨부린다고 갸들이 친환경의 상징이 된다는게 말이 된다고 보세요? 존경의 눈초리로 지구 수호자 대접을 해주며 떠 받들고 살아야 할까요?
태양광은 차단, 확산, 전환 중 어디에 해당할까요?
차단은 아닙니다. 확실히....근데, 차단인 것처럼 얘기하는 분들 많습니다. 전문가란 사람들 조차도...
태양광 제조 기술 우리나라가 세계최고입니다.
일반인들은 잘 모르실 수도 있는데 독보적입니다.
태양광 분야의 세계적 권위자 상위 랭크를 우리나라 학자들이 덮고 있습니다.
첨에는 스위스나 독일에서 배워왔지만 이젠 저들도 얘네들 따라잡기 어렵겠는데? 할 수준이 되버렸다고 봅니다.
제 개인의 주장이 아니라 갸들이 그런 소릴하고 다닙니다.
태양광이 사전적 의미로 오류가 없는 친환경을 달성할 준비가 되어 있는 기술을 보유한 유일한 국가가 우리나라 아닐까 싶습니다.
먼저, 태양광 패널이 어떻게 만들어지는지를 살펴보겠습니다.
모래를 가져다 불에 녹여서 실리카만 추출해서 우리가 반도체 재료로 사용하는 실리콘 웨이퍼라는걸 만듭니다.
단결정도 있고 다 결정체도 있지요.
이 과정에 엄청난 량의 화석 연료가 투입됩니다.
초기 태양광 산업은 이렇게 만들어진 웨이퍼 중에 반도체 공정에는 쓰기가 부적합한 불량품을 가지고 태양광패널을 만들었습니다.
이렇게 보면 어차피 화석연료는 투입된거고 못쓰게 된 걸 가지고 재활용하는거니까 좋은거 아냐? 생각할 수 있죠.
요기에서 섰다면 그럴 수 있는데요. 이게 돈이 된다고 의도적으로 하자품을 양산하는 공장이 돌아가는 지경까지 됐다면 이건 또 다른 평가가 필요하겠죠.
어찌되었던 태양광이 친환경이 되려면 이렇게 제조, 운영, 폐기에 이르기까지 투입되는 에너지보다 태양광이 수명 주기 동안 생산하는 에너지가 많을 때가 될 겁니다.
실현되고 있느냐?
실현되고 있지 않습니다.
실현할 수는 있느냐?
기술적 준비는 되어 있습니다.
그럼 하면 되지 않느냐? 왜 안 하는데?
돈이 안 됩니다. 아직까지는.
에너지 전환률이라고 하는데, 태양이 패널에 공급하는 에너지 중 전기로 전환할 수 있는 비율이 견해에 따라서 좀 다르긴 한데 18~24%를 넘어가면 에너지 발란스가 파지티브하게 전환됩니다.
우린 이미 기술적으로는 27%를 달성했습니다.
이것도 디테일하게 보면 염료감응 방식도 있고, 촉매를 이용해서 전자가 탈출할 수 있는 에너지 전위를 낮추는 방식도 있는데, 둘다 우리나라가 독보적 우위를 가지고 있습니다.
우리가 독보적인 기술력을 가진겁니다.
가능성은 있는거죠.
그러나, 여러분이 주문해서 낼 받을 수 있는 패널은 카달로그 상으로 14% , 냉혹하게 보면 12%정도를 가지고 있습니다.
친환경과 경제성은 별개 문제입니다.
아무리 친환경이라도 돈 안 되면 못하는게 자본주의 논리입니다.
태양광이 설사 친환경이라도 정부 보조금 없으면 수효는 팍 줄게 되어 있습니다. 누구도 부인할 수 없는거죠.
우리가 원천 기술은 만들었지만 값싸게 양산할 수 있는 공정 기술까지는 아직은 완성하지 못했습니다.
전 해낼거라고 봅니다.
이미 진행 중이라고 하는게 더 정확하겠죠.
태양광 제조기술도 반도체 제조기술의 한 갈래이고, 우린 반도체 제조 분야에서 타의 추종을 불허하는 강국입니다.
삼성이 한다면 금방 해내겠죠.
갸들 기준으로 보면 허접한 난이도일거니까요.
근데, 기회비용 차원에서 같은 돈이면 부가가치가 비교할 수 없이 높은 EUV시스템 반도체에 우선순위를 둘 뿐인거죠.
여전히 지구보다는 돈이 더 중요한 겁니다. 비난할 수도 없고요.
만든다고 하면 삼성이 쓰다 버리는 설비 사다가 공정을 꾸미는게 맞겠죠..
아뭇튼 그때까지는 전 태양광은 친환경 아니다입니다.
굳이 합리화한다면 오늘 내가 사는 태양광은 비록 지구를 해치고 있지만 미래의 친환경 달성을 위해 시드머니를 댄다고 볼 수는 있지 않을까? 정도는 모르겠습니다.
유력한 친환경후보란 점에는 동의해요.
또, 그렇게 될 수 있도록 참여하고 연구하고 노력하고 있습니다.
그간 제가 제출했던 에너지모니터링 데이타를 유심히 봤다면, 제가 누구못지 않게 에너지를 적게 소비한다는 걸 알 수 있었을 겁니다.
없어서 못 쓰는 사람 빼고는 살만한 사람이 흉내 내기가 만만치가 않을 정도라고 봅니다.
전 하나의 신념으로써, 이걸 찾기 전까지는 덜 쓸 쓰는 것 외에는 다른 방법이 없다는 생각을 가지고 있습니다.
전 제 판단이 과연 선에 부합하는지 의심하기를 멈추지 않습니다.
다른 이의 평가는 중요하지 않아요. 의도가 선하다고 결과가 선한 것도 아니죠. 인간은 많은 오류를 범해왔고 또 치유해왔지만, 치유되기 어려운, 치유되는데 많은 희생을 치뤘던 오류들은 자신이 절대 선 편에 서 있다고 믿었을 때라고 생각합니다.
그 순간 치유되기 어려운 싹이 돋아 나기 시작하는거죠.
제 자신에게 끊임없이 질문을 합니다. 맞냐? 이게 맞냐? 전 이게 중요하다고 봐요.
이견이 없고 깊이 공감합니다.
마몬의 시대.
무력감에 빠지면 안되겠죠.
태양광 관련해서는 저도 더 공부하고, 내집마렵다님의 글도 찬찬히 읽어보고 제 나름의 생각을 정리해보겠습니다.
어쭙잖게 덤빈 덕에 많이 배웁니다.
고맙습니다.
좋은 글 감사히 잘 읽었습니다. ^^
정리를 해보면,
1. 효율(%) = 모듈 출력(w) ÷ 면적(m²) ÷ 10
최근에 시공한 단결정 양면형 모듈과 그 전에 시공한 다결정 단면형 모듈의 효율을 보면
단결정 모듈의 출력 440w, 면적 2.17m² = 20.27%
다결정 모듈의 출력 375w, 면적 2m² = 18.75%
현재 국내에 유통되는 모듈의 대부분은 단결정과 다결정이고 효율은 18~20% 정도다.
불과 5년 전에 15% 정도였던 걸 보면 빠른 속도로 효율이 좋아지고 있다는 걸 알 수 있다.
"한국에서는 최저 효율 기준을 17.5%로 설정하여 기준을 통과하지 못하는 제품은 KS 인증을 받지 못하도록 하는 ‘태양광 모듈 최저효율제’를 20년 1월부터 시행 중이다."
2. 전생애주기로 본 모듈의 에너지 회수기간은 현재 기술로 수개월에서 2년 정도다.
지역이나 계산 방법에 따라 생길 수 있는 오류를 줄이기 위해 IEA / PVPS (국제에너지기구 태양광발전시스템 프로그램)에서는 별도의 가이드라인을 마련해 모듈을 제작하는 전과정과 수명 동안 모듈이 생산하는 에너지를 계량화해 정보를 제공한다.
"한국에서는 20년 7월부터 ‘태양광 모듈 탄소인증제’가 시행되고 있다. 모듈을 제작하는 전 과정(폴리실리콘-잉곳･웨이퍼-셀-모듈)에서 배출되는 온실가스의 총량을 계량화(CO₂·kg)해 관리하는 것으로, 이때 온실가스 총량은 태양광 모듈 제조 과정에서 직접 발생되는 배출량과 소비된 전력생산을 위한 배출량을 합산하여 계산된다. 이를 토대로 배출량이 적은 제품 혹은 설비에는 인센티브가 부여된다. 탄소 배출량에 따라 모듈을 1등급(670kg‧CO₂/kW 이하), 2등급(670 초과 830kg‧CO₂/kW 이하), 3등급(830kg‧CO₂/kW 초과) 등 총 3등급으로 구분하고, 이 등급에 따라 차등화된 인센티브가 적용된다."
3. 제조 원가 절감을 위해 실리콘 웨이퍼의 두께는 점점 얇아지고 기술의 발전으로 효율은 점점 높아지고 있다.
즉 더 적은 원료로 더 많은 에너지를 만들어내므로 에너지 회수기간은 점점 줄어들고 있다.
4. 아이러니하게도 태양광의 탄소발생량이 화력 대비 얼마나 적은지를 잘 알려주는 곳이 원전 관련 학계다.
원자력 : 10g/kWh
태양광 : 57g/kWh
가 스 : 549g/kWh
석 유 : 782g/kWh
석 탄 : 991g/kWh
한국원자력학회의 발표 내용이다.
원전 다음으로 탄소 발생량이 적은 게 태양광 발전이다. (다른 곳에는 12g/kWh로 발표된 자료도 있다.)
다른 이야기지만, 일부에선 이런 정보를 근거로 원전의 친환경성을 주장한다.
이산화탄소는 안되고 방사능은 된다는 궤변이다.
원전을 가진 전세계 수많은 국가들 중에 고준위 방폐장을 갖춘 나라는 핀란드 한 곳 뿐이다. 수십년에 걸쳐 부지를 마련해 현재 시험 가동 중이며, 처리장의 수명은 십만년을 목표로 한다. (방사능 농도가 자연상태로 떨어지는데 걸리는 시간이 백만년 정도라 하니 십만년이라는 가늠조차 안되는 긴 시간도 미봉책일 뿐이다. 우리가 싼 똥을 십만년 후의 후대에게 넘겨주려는 장대한 계획이다.)
필란드 외엔 미국도 없고 러시아도 없다. 물론 우리도 없다.
굳이 체르노빌과 후쿠시마까지 가지 않더라고 원전은 논할 가치가 없다.
그러므로 원전은 비교 대상에서 제외한다.
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태양광 모듈의 에너지 회수기간에 대한 논란은 위성에만 사용하던 태양전지를 1차 오일쇼크 이후 지상에 설치하기 시작한 8~90년대에나 있었던 것으로, 지금은 얼마나 더 효율을 높일 수 있느냐가 이슈이지 들어간 에너지보다 만들어내는 에너지가 더 많냐 적냐는 더이상 논의의 대상조차 될 수 없어 보입니다.
지금도 실리콘 생산 공장 가동을 위해 화력발전소를 짓거나 부지 확보를 위해 산림을 훼손하는 등의 문제가 제기되지만 그건 그 나름의 대책이 필요한 것이지, 이를 근거로 화력 대비 탄소 발생량이 극명하게 적은 태양광이 친환경적이지 않다고 주장할 수는 없겠습니다.
제가 보기에 태양광은 현재로선 가장 친화경적인 발전 방식입니다.
음...한가지 이상한 점이 있다면 제시된 자료 중 태양광의 이산화탄소 발생량이 57g-CO2/kWh 라면 EPT값이 2년이 나올 수는 없을 것 같은데요...
이 정도라면 15년+가 나올 것 같습니다.
저 데이타가 최신인지는 모르겠지만...
EPT 2년에 관한 LCA분석 자료를 보고 싶긴 해요.
이 정도가 나오려면 이산화탄소 발생량이 얼추 7g-CO2/kWh에 수렴할 것 같은데요....이산화탄소 발생량과 EPT값이 정비례 관계는 아니지만 깊은 관련이 있거든요.
추론 한다면 과감한 가정을 포함해서, 670kg CO2/kW패럴이라면 EPT는 14년에서 15년 정도 나오지 않을까 싶습니다. (제조만이 아닌 실제 설치 운용된 경우 기준) 이산화탄소 발생량을 49g CO2/kWh로 환산해서 추론한 것입니다.
670/365/25(수명주기)/5(일 발전시간)*1000(g/kg단위환산)/0.3(패널 제조가 미치는 이산환탄소 발생량 비중 30%) = 49
분석에 사용한 기초 데이타를 봐야 정확하게 알겠지만요.
제가 태양광에 대해 직접 LCA를 수행했던게 거의 20년 전입니다.
당시는 인용할 수 있는 표준 에너지 데이타가 없어 맨 땅에 헤딩하기 식으로 직접 각각의 자료를 서칭해서 LCA프로그램을 돌렸던 기억이 납니다.
음.....Si추출할 때 투입되는 에너지는 당연히 인용을 하던 측정을 하던 반영하는데, 이게 SiO2 -> Si 로 환원될 때 환원재로 투익되는 탄소는 넣은 데이타를 못 본 것 같습니다.제가 할 때는 넣었습니다.
이 환원 반응으로 또 거의 Si무게만큼의 CO2가 나옵니다.
SiO2 + C -> Si + CO2
제조사 마다 설치 환경에 따라 값이 차이가 많죠.
제조사와 원료인 샌드 광산의 거리부터 따져야 하니까요. 이때 투입되는 장비, 원료 운반에 들어가는 에너지가 모두 영향 인자가 됩니다. 해서, LCA는 정확히 하자면 끝이 없긴 합니다.
정확히 하자면 지구상에 존재하는 모든 것에 대한 LCA가 정량 되어야 진짜값이 나오는 거죠.
모래를 채취하는데 사용된 굴삭기, 그 굴삭기를 만드는데 들어간 철판, 그 철판을 만드는데 들어간 철강의 제조, 그 철강을 만드는데 들어간 에너지와 원료의 조달.....끝이 없어요.
끝까지 파고들면 설치 공사 인부의 방귀까지 넣어야 하니까요.
즉, 대충하면 좋게 나오고 따지고 들면 나쁘게 나오는 속성이 있는 툴입니다.
간단히 정리하면 분석 대상 제품의 수명주기(생산, 사용,
폐기) 동안 어떠한 도구도 없이 완전한 맨손으로 출발했을 때 사용되는 모든 설비나 장치의 LCA를 우선 정량하고 그 각각이 최종 분석 대상에 기여하는 비중을 산입해야 합니다.
해서, 이걸 느슨하게 본 케이스는 18% 좀더 엄격하게 본 분은 24%를 임계점으로 보는 것입니다.
실제로는 또 패널만 따져서는 안 되는게 인버트, 전력계, 전선 등 부자재 들 데이타도 들어가야 합니다.
등급 관련해서 예시한 이산화탄소 발생량은 패널의 제조에만 국한된 값일거고요. 이것만으로 이산화탄소 발생량을 말 할 순 없어요.
LCA는 정의상 제조, 설치, 사용, 폐기 전생애를 보게 되어 있지만 아마도 설치(+운송), 사용, 폐기에 투입되는 에너지는 빠져있을 거라고 봅니다.
데이타가 없어 못 넣는다고들 하겠지만 폐기에 소모되는 에너지값도 운송 부분만 넣어도 값에 큰 변화가 생길겁니다.
LCA를 실제 설치 운용되는 사례를 기준으로 돌려보면 제조가 이산화탄소 비중이 가장 크지만 대개 50%미만입니다. 대개 30%대입니다. 패널이 중국산이라면 운송에서 나오는 이산화탄소량이 제조와 도낀개낀으로 나옵니다.