[인더스트리뉴스 최용구 기자] 전남도는 해남군 부동지구 간척지에 ‘태양광 집적화’ 단지 조성을 추진하고 있다. 간척지 일원 약 328만평 부지에 1GW 규모의 태양광 발전소를 건립할 계획이다. 전남도는 여기서 생산된 전력을 해남군 솔라시도에 들어설 데이터센터 및 RE100 산업용지 등에 공급할 생각이다. 솔라시도는 ‘기업도시개발 특별법’에 근거한 국내 최대 규모 민관 협력 도시다. 특히 정부의 예산 지원 없이 민간이 직접 재생에너지를 수요처에 공급한다는 점에서 주목받고 있다.  

경기도는 SK E&S, LS일렉트릭, 한국동서발전 등 투자 컨소시엄과 '산업단지 RE100 투자 협약'을 체결했다. 공모를 통해 선정된 8개 컨소시엄은 2026년까지 도내 50개 산업단지에 태양광 2.8GW를 보급할 예정이다. 이는 산업 부문의 온실가스 배출이 많은 지역적 특성을 감안한 자구책이다. 경기도에는 RE100을 이행해야 하는 글로벌 기업과 협력사들이 밀집해 있다. 이번 협약에 따라 경기도는 행정 절차, 부지 발굴, 공급·수요 연결 등을 지원한다. 도의 재정 투입 없이 시장과 기업이 중심이 되는 투명한 비즈니스 모델을 발굴한다는 방침이다.

대구광역시는 ‘대구 스마트 산단 지붕형 태양광 프로젝트’ 업무협약을 체결했다. 한화자산운용, 한화시스템, LS일렉트릭, 특수목적법인 SRS 등이 참여한다. 3조원 규모의 전용펀드를 조성해 오는 2025년까지 대구시 산업단지 지붕 등 유휴공간에 태양광 1.5GW를 설치하는 내용이다. 

지난해 우리나라 전체 전력사용량은 약 5,479억kWh다. 2020년 5,092억kWh, 2021년 5,334억kWh에 이어 연속 증가했다. 코로나 이전의 최고 수준은 2018년 5,261억kWh다. 한국에너지공단에 따르면 2021년 전국의 신재생에너지 발전량은 약 507억kWh다. 이 중 태양광 발전 비중은 48%(247억kWh) 정도였다. 전남이 52억kWh로 태양광 발전량이 가장 많았고 전북(42억kWh), 충남(31억kWh), 경북(30.8억kWh)이 뒤이었다. 경기(18억kWh), 서울(2억kWh)은 상대적으로 적었다.

2050 탄소중립·녹색성장위원회가 지난 4월 심의·의결한 ‘1차 탄소중립 녹색성장 기본계획’상에 명시된 2030년 목표 온실가스 배출량은 4억3,660만톤(CO₂e)이다. 2020년 국내에서 배출된 전체 온실가스량은 약 6억5,622만톤(CO₂e)이었다. 단순 계산해도 매년 약 2,196만톤(CO₂e) 이상을 줄여야 한다.

신재생에너지 총량의 확대는 지역을 아우르는 문제다. 이는 반도체, 자동차 등 주력산업의 경쟁력뿐만 아니라 일자리와 직결된 이슈다. 기업들은 RE100을 이행함으로써 무역장벽을 피해야 하는 처지에 놓였다. RE100 시장의 활성화를 위한 공공의 역할이 대두될 수밖에 없는 것이다. 정부는 신재생에너지 인프라 구축에 참여하는 지역에 예산을 지원하고 있다.

국가 주도 프로젝트 ‘시험대’

지난 6월말 경남 창원 동전일반산업단지에는 2MW 태양광발전 등 신재생에너지 인프라가 구축됐다. 산업단지 입주 기업 4곳은 이에 대한 전력구매계약(PPA)를 체결했다. PPA는 신재생에너지 발전사업자로부터 직접 전기를 구매하는 방식으로 주요 RE100 이행 수단 중 하나다. 이들 4개 기업은 폭스바겐 등이 요구하는 RE100에 대처한다.

새만금 국가산업단지는 지난해 ‘스마트그린 국가시범산업단지’로 새로 지정됐다. 370만9,063㎡ 새만금 국가산업단지(5, 6공구) 부지엔 2029년까지 태양광 180MW가 공급될 예정이다. 스마트그린 산업단지는 에너지 자립이 전제돼야 하는 개념이다. 자체 전력생산을 늘리고 온실가스 배출을 줄여야 가능하다. 국토교통부는 이 곳을 2040년까지 RE100 산업단지로 바꾸겠다고 발표했다.

한국수력원자력이 투자하는 ‘경북형 산업단지 지붕 태양광 프로젝트’도 있다. 영천, 구미, 경산에서 진행되는 해당 프로젝트는 지난 5월 착공했다. 계획에 따르면 도내 산업시설면적(8,215만㎡) 30% 크기의 유휴 공간(지붕 등)엔 2.5GW 태양광이 설치된다. 한국수력원자력은 임대료 등 사업비 전액을 부담한다. 경북도에서 들이는 예산은 없다.

기업들이 재생에너지 도입을 확대할 해법은 직접 발전시설을 짓거나 REC(공급인증서)를 구매하는 것이다. 발전사업자와 PPA를 체결하는 방법도 있다. 국내 주요 기업들은 REC 구매를 통해 해외사업장에서 배출된 온실가스를 상쇄하며 RE100에 대응해왔다. 해외 REC 가격이 국내보다 저렴하고 가격변동폭이 크지 않은 게 영향을 미쳤다. 그런데 삼성전자 등 대기업들은 PPA의 활용 비중을 높이는 쪽으로 움직이고 있다. 재생에너지 공급이 부족해 REC 만으론 감당이 어려워진 데 따른 결과다.

삼성전자는 지난해 9월 탄소중립 달성을 위한 환경경영 전략을 발표했다. 서남아시아와 베트남 사업장을 시작해 2025년엔 중남미 사업장까지 신재생에너지 100%로 전환하는 구상을 세웠다. 이후 동남아·아프리카 사업장을 거쳐 2027년이 되면 CIS(이미지센서), 가전·모바일 등 DX(Device experience) 전 부문을 100% 전환할 계획이다. 삼성전자가 소비한 전력량은 2021년 기준 18TWh다. 이는 같은해 우리나라 전체 가구 전력 소비의 23%에 버금간다.

반도체 산업은 한국경제의 버팀목이다. 중국이 반도체 굴기에 속도를 내는 것을 감안하면 인프라 증설 등은 불가피하다. 그럴수록 재생에너지 확보의 부담도 커질 수밖에 없다. 삼성전자는 용인과 평택에 세계 최대 규모의 반도체 클러스터를 조성할 계획이다. 앞서 온양, 수원, 기흥 사업장에 각각 0.2MW, 1.9MW, 1.5MW 태양광 설비를 구축했지만 연간 2만GW에 달하는 전체 전력 수요에는 크게 못 미친다. 삼성전자 관계자는 “대규모 PPA 프로젝트를 서둘러 발굴할 계획”이라면서도, “장기적인 대규모 PPA 계약을 맺고 전력을 사오고 싶어도 걸맞은 사이즈의 프로젝트가 없다”고 토로했다. 자금력이 있어도 구매 옵션이 부족한 모양새다. SK하이닉스 관계자는 “RE100에 더 많은 기업들이 참여할수록 우리가 사용할 재생에너지는 부족해질 수밖에 없다”고 말했다. 궁지에 몰린 기업들은 한전에서 전력을 구입할 때 웃돈을 지불(녹색프리미엄제도)하는 식으로 상당량의 재생에너지를 조달하고 있는 현실이다.

공공기관 한 관계자는 “지원 방안을 계속 고민하고 있다”면서도, “이미 지역 내 들어설 수 있는 곳엔 태양광이 많이 설치된 상황이라 추가 부지 확보가 어렵다”고 말했다. 또 다른 관계자도 “부지 확보의 어려움은 전국 어디나 마찬가지일 것”이라고 했다.

“재생에너지 거래 어려워”

그동안 공공에선 △산업단지 태양광 보급사업 △신재생에너지 융복합사업 △태양광 주택보급사업 △건물형 태양광 보급사업 △축산농가 태양광 보급사업 등으로 보급을 늘려왔다. 국가 예산에 도비, 시·군비를 더해 비용을 보조하는 방식이다. 하지만 국가 예산으로 충당하던 사업들은 점점 줄어드는 분위기다. 국비 지원이 줄면 지역에서의 추진 동력도 떨어지게 된다. 국비에 따라 지방비 투입도 조절되는 것이 일반적이다. 태양광발전은 부지 확보와 투자가 전제돼야 하기 때문에 지역의 재정만으로 사업을 벌이기란 쉽지 않다.

사업자 중심의 민간투자 모델은 가야할 방향으로 여겨진다. 공공의 주도로 움직인 방식이 한계를 드러낸 상황에서 대안으로 주목받고 있다. 공공의 발주 없이 금융권, 건설사 등이 컨소시엄 형태로 참여해 투자하고 시공하는 형태다. 태양광이 설치된 부지나 산업단지 등 소유주들은 임대수익을 얻거나 발전투자자로 참여한다. 공공은 이 과정에 필요한 행정적·정책적인 지원을 수행한다. 정부의 보조금 투입은 없거나 최소화된다.

사업이 순조롭게 진행되면 재생에너지 확보를 통해 온실가스 배출을 줄일 것이다. 고용 창출 등 생산유발 효과도 가능하다. 자발적으로 나선 일부 지역은 컨소시엄과 업무협약을 맺고 수조원 단위의 투자와 GW 크기의 태양광 보급 계획을 발표하고 있다. 투자자를 공모를 통해 선정하는 등 새로운 모델을 제시한 곳도 있다.

경기 용인, 안산, 화성, 평택 등 50여개 산업단지에선 RE100 유치 사업이 활성화할 수 있을 것으로 기대된다. 8개 컨소시엄이 참여하는 사업은 4개 권역으로 나눠 진행된다. 2026년까지 4조원의 투자를 통해 2.8GW 태양광 발전을 구축하고, 연간 151만톤의 온실가스 감축과 4만여개의 일자리 창출이 가능하다고 예측됐다. 지붕이나 유휴부지를 임대한 기업들의 임대수익은 연 1,000억원에 이를 것이란 계산도 나왔다. 경기도 관계자는 “4조원 정도의 투자 유치를 통해 경기도 산업단지는 비즈니스장이 될 수 있으며 재생에너지 총량을 늘리는 효과를 창출할 것”이라고 밝혔다.

대구에선 1.5GW 태양광 보급 프로젝트를 시작했다. 1년 동안 500MW 보급이 우선 목표다. 산업단지 참여기업은 지붕 임대를 통해 임대료를 창출하고 노후차 교체 등 추가 혜택을 받는다. 한화자산운용은 사업에 필요한 3조원 단위의 전용펀드를 조성한다. 대구시는 태양광 보급에 따른 전력자급률 상승, 온실가스 감소, 고용창출(2만8,000명) 등 효과를 강조했다.

2022년 4분기 기준으로 국내엔 총 1,274곳의 유형별 산업단지가 분포한다. 면적으론 약 1,447km²(4억3,770만평)다. 한국태양광산업협회(이하 협회)가 한국산업단지공단 자료를 토대로 파악한 바에 따르면, 전체 산업시설 구역 내 지붕면적을 감안했을 때 2030년에 예측되는 태양광발전 설치 잠재량은 전체의 70% 수준이다. 기술혁신을 통해 단위 면적당 보급 발전용량이 점차 커지는 흐름을 고려한 결과로, 지붕면적은 산업단지 입주기업의 건축면적을 근거로 산출했다. 협회는 태양광 패널 면적 8m² 당 1kW의 전기를 만드는 현재의 기술 수준이 2030년엔 5m² 당 1kW 수준까지 향상될 것으로 전망했다.

지역들은 사업화를 염두하며 이슈를 파악하고 있다. 어쨌거나 재생에너지 보급을 더 늘리려면 일정 부분은 태양광에 기대야 한다는 인식이 반영됐다. 다만 풀어야 할 게 복잡해 정책 결정의 과정이 순탄치 않은 상황이다. 민간에서의 사업 제안이 꽤 있었지만 실제 추진된 사례는 손꼽는다. 부지 확보, 주민 수용성 등에서 막히다 보니 추가 진전이 어렵고 마땅히 설치할 장소가 없는 사업자들은 돌아서게 되는 답보 상태다. 생산된 전력을 어떻게 전달하느냐에 관한 계통의 문제도 있다.

부지, 주민 수용성, 계통… 태양광 난제들

국가 주도의 프로젝트가 진행 중인 곳들은 우선 상황을 지켜보고 자구책을 찾겠다는 입장이다. 광역단체 한 관계자는 “산업단지 에너지 자립 관련 사업이 기존에 진행되고 있기 때문에 여기서의 쟁점이 해소가 돼야 또 다른 사업을 적극 검토할 수 있다”고 말했다. 그는 “계통 부분에 있어서 기존 사업이 조금은 지연되는 분위기도 있다”고 얘기했다.

투자와 보급에 관한 청사진을 발표했다고 해도 당장 성과를 내기는 힘들다. 이행 과정을 객관적이고 현실적으로 보면 할 일이 많다. 산업단지 지붕에 태양광 패널을 설치하려면 입주기업들의 참여가 급선무다. 사업자, 공공기관, 입주기업 간 논의가 진전돼야 하는 일이다. 입주기업들 입장에선 RE100의 타당성을 놓고 손익을 계산하게 되는 데 경우에 따라선 재생에너지에 투자하는 것보단 그냥 전기요금을 부담하는 게 낫다고 판단할 수 있다. 해외 수출 비중이 적다면 RE100이 사치로 여겨질 수도 있다. RE100이 아닌 RE20, RE10만으로도 충분하다고 해석할 여지가 있다. 참여를 유도하기 위한 ‘법인세 감면’, ‘투자세액공제 유동화’ 등 필요성이 꾸준히 제기되는 배경이다.

기업이 참여 의향을 밝혔다고 바로 착공할 수 있는 건 아니다. 현장실사와 설계, 발전사업 허가 등 과정이 필요하다. 막상 설계 단계에서 비용이나 구조적 변수가 생길 가능성도 살펴야 한다. 사업의 동력인 자금이 제때 유치되지 않는다면 감당할 리스크는 커진다. 여기에 제도적인 이슈도 있다. 산업입지 및 개발에 관한 법률(산업입지법) △산업단지 개발 계획 △산업집적활성화 및 공장설립에 관한 법률(산집법) 등 관련 근거를 재정비하자는 목소리가 들린다.

일부 부실시공 사례도 점검해야 한다. 업계 사이에선 ‘설치매뉴얼’이 제대로 지켜지지 않고 있다는 얘기가 나온다. 글로벌 태양광 모듈기업 관계자는 “태풍으로 인해 모듈이 날아가는 등 사고의 원인을 파악해보니 고정시키는 ‘와셔’가 빠져 있었던 적이 있다”라며, “제품 공급의 과정에서 영업자와 사업주 간 설치매뉴얼이 공유되고는 있지만 현장에선 누락되는 상황이 빈번하다”고 우려했다.

한국수출입은행은 올해 국내 태양광 보급 물량을 전년 대비 15% 줄어든 2.7GW로 예측했다. 글로벌 태양광 설치 규모가 당초 전망치를 넘어설 거란 관측이 나온 것을 감안하면 분위기는 좋지 않다. 한국수출입은행 ‘태양광산업 동향 보고서’에 따르면 △2030년 신재생에너지 비중 하향 조정 △RPS 제도 폐지 △전력도매가격(SMP) 상한 고정 등 정책 변경이 변수로 작용할 전망이다.

부지확보 등 사정에 따라 지역별 대응은 천차만별이다. 태양광 발전 단지 조성의 필요성은 알고 있지만 설치할 곳이 없다는 반응이 주를 이룬다. 사업자들은 저렴한 땅를 찾고 있고 이를 보조할 뚜렷한 지원책은 없는 교착 상태다. 광역과 시·군은 피상적인 대응에 그치고 있다. 공유지를 활용할 수도 있겠지만 현재로선 어렵다는 답변을 반복했다. 한 광역단체 관계자는 “관내 시멘트 회사에 석회석 채굴이 다 끝난 유휴부지의 제공을 요청했더니 거절하더라”라며 답답함을 토로했다.

이 중 전남도의 사정은 좀 낫다. 해남군 부동지구 간척지 약 328만평에 태양광 집적화 단지를 준비 중이다. 국가관리 간척지인 이 곳은 농림축산식품부가 소유하고 있다. 산업통상자원부의 집적화 단지 승인 결정은 빠르면 올해 안에 나올 예정이다. 전남도는 다양한 사업 전개 방향을 구상하고 있다. 집적화 단지로 지정된다면 경우에 따라 REC 가중치를 최대 0.1까지 더 받을 수 있다. 전남도 관계자는 “RE100 기업이나 데이터센터 입지와 연계해서 지역 발전의 기회로 활용하려고 한다”고 밝혔다.

실무적 논의 ‘표류’… 지역 편차 심화

앞서 미국 NREL은 2050년에서 2060년 사이 완전한 탈탄소를 이루려면 총 6만3,400GW의 태양광을 설치해야 한다고 분석했다. NREL은 ‘세계적 탈탄소화를 위한 광전지 배치 시나리오, 파괴적 기술의 역할 (Photovoltaic Deployment Scenarios Toward Global Decarbonization, Role of Disruptive Technologies)’이란 제목의 논문에서 태양광 6만3,400GW를 설치하기 위한 실행가능한 경로를 모색했다. 파괴적 기술에는 △카드뮴 텔루라이드(CdTe) 기반 PV △탠덤 기술 등이 속한다. 탠덤 기술은 실리콘 태양광 셀 위에 ‘페로브스카이트(Perovskite)’ 박막 셀을 결합하는 기법이다. 페로브스카이트 태양전지는 기존 상용되는 실리콘 태양전지와 달리 용액 공정이 간단하다. 제조 과정의 효율을 높이면서 가볍고 유연한 태양전지를 구현할 수 있다. 

NREL 조사에 따르면 연구에서 언급된 6만3,400GW는 현재까지 글로벌 설치량의 60배 이상에 달한다. 제조 역량을 위한 투자보호, PV 모듈의 수명 연장 등이 관건으로 거론된다. NREL 화학·나노과학센터 야오 반 데 라게마트(Jao van de Lagemaat) 책임은 “우리가 6만3,400GW 확보를 가능하다고 말하는 것은 투자자들이 좌초된 생산 자산을 피함으로서 보호받을 수 있다는 가정 하에 나왔다”라며, “파괴적 기술 기반의 지속가능한 제조는 자본 비용을 낮추는 역할을 할 것”이라고 말했다.

국내 업계도 이러한 분위기를 예민하게 살피고 있다. 한국화학연구원과 카이스트 등은 페로브스카이트 태양전지 대면적 셀을 개발하고 상용화에 나섰다. 용해성 수준을 극대화시킨 이온성 액체 도펀트(dopant)를 개발했다. 도펀트는 페로브스카이트 태양전지의 전기전도도를 향상시키는 주요 요소다. 이들 연구진은 실리콘 태양전지 셀 크기와 유사한 200㎠ 이상 대면적에서도 최고 효율 및 장기 안정성을 확보할 수 있다는 가능성을 높였다. 한화큐셀은 ‘페로브스카이트-실리콘 기반 탠덤 셀’ 양산 계획을 발표했다. 1,300억원 이상을 투자해 국내 공장에 탠덤 셀 및 모듈을 양산하는 파일럿 설비를 구축할 예정이다. 시험 가동을 거쳐 2026년 하반기 본격 양산을 타진한다.

광주과학기술원은 ‘유기금속 할라이드 페로브스카이트 광전극’ 제조에 성공했다. 연구진이 개발한 광생성 캐리어 손실 억제 기술로 만들어진 광전극은 높은 효율성과 지속성을 보였다. 이는 태양광 그린수소 시장을 흔들 만한 성과다. 태양광을 이용한 그린수소 생산에선 광전기화학적 물분해가 주로 이용된다. 광전극이 태양광을 흡수해 ‘광생성 캐리어’를 생성하고, 광생성 캐리어가 다시 물을 분해시켜 그린수소를 생산하는 방식이다. 다만 광생성 캐리어가 손실될 경우 광전극의 효율은 급격히 떨어진다.

기술의 진전에 따라 태양광에서 파생하는 시장은 무궁무진해 지고 있다. BIPV 등 박막 태양전지 시장이 대표적이다. 건물을 구성하는 모든 요소에 부착 및 발전이 가능한 기술이 고도화되고 있기 때문이다. 산업단지 지붕 등 유휴부지 마련이 여의치 않은 상황에서 각광받고 있다. 업계는 BIPV의 효율성과 심미적 요소를 고려한 연구에 집중하고 있다. 산업통상자원부는 ‘제로에너지건축 의무화’, ‘BIPV 설치 인센티브’ 등 BIPV 산업생태계 활성화 방안을 추진 중이다. 다만 인프라를 만들어낼 기술력이 있어도 ‘비용’ 등 수용성이 걸림돌이다. 앞서 BIPV 설치 예산을 지원하기 위해 지역 수요조사를 실시했지만 별다른 반응이 없었다. 저조한 관심 탓에 사업 추진은 일몰됐다는 전언이다. 광역단체 한 관계자는 “지역의 재생에너지 확보에 있어 BIPV는 분명 주요한 대안”이라며, “당장은 수요처의 관심이 부족해도 정부 차원의 꾸준한 지원이 이어져야 한다”고 했다.

탄소 시장 매커니즘 혁신 있어야

지난해 11월 산업통상자원부는 ‘2022 산업계 탄소중립 컨퍼런스’를 주최했다. 참석한 국내 기업 관계자들은 2050 탄소중립 및 RE100 조기 달성이란 포부를 말하면서도 “우리들만의 노력으론 불가능”하다고 했다. 금융지원과 세제혜택, 시민사회의 협조 등을 반복해 강조했다. 당시 CDP(Carbon Disclosure Project, 탄소공개 프로젝트) 도날드 찬(Donald Chan) 아시아·태평양 책임은 ‘한국 등 상대적으로 재생에너지 조달이 불리한 시장을 지원할 계획이 있냐’는 질문에 “정책이 먼저 변해야 한다”고 답했다. 그는 “탄소의 가격을 매기는 시장 메커니즘이 변할 수 있게끔 정부와 기업이 패키지 형태로 정책을 추진해야 한다”며, “이같은 혁신이 톱다운(Top-down)은 물론 보텀업(bottom-up)으로도 필요하다”고 강조했다.

한국에너지공단 RE100 가입기업 현황에 따르면 2023년 7월말 기준 전 세계 RE100 가입 기업은 총 414곳이다. 최근 3년간으로 보면 2021년 66곳, 2022년 58곳, 2023년 21곳(7월 기준)이 신규 가입했다. 미국, 영국, 일본 기업들의 가입이 상대적으로 많아 절반 이상인 227곳을 차지했다. 국내 가입 기업 수는 34곳으로 미국, 영국, 일본에 이어 4번째로 많았다. RE100 가입자격은 포춘(Fortune)지 선정 1000대 기업 또는 동급의 기업이다. 연간 100GWh 이상 전력을 사용하는 경우도 해당된다. ‘포춘 글로벌 500대 기업’ 중 RE100에 가입한 곳은 80개 기업으로 집계됐다. 

최근엔 CF100(Carbon Free 100)도 부각되고 있다. 지난 2021년 유엔 에너지(UN-Energy)는 ‘24시간/일주일’ 무탄소 에너지를 사용하자는 취지의 ‘24/7 CFE(Carbon Free Energy)’를 출범했는 데 이는 원자력 발전까지 포괄하는 개념이다. 산업통상자원부는 CFE 포럼을 출범시키며 공론화에 나섰다. 현재 CFE 포럼엔 SK하이닉스, 삼성전자, LG에너지솔루션, 포스코, GS에너지, 두산에너빌리티 등이 가입해 있다.