[유휴부지, 햇빛을 품다]⑦ "효율 높고, 환경에도 좋고"...차세대 에너지로 떠오른 수상태양광

수상태양광이 육상 태양광이 가진 부지 확장의 한계를 보완할 대안으로 부상하고 있다. 산이나 농지 대신 저수지와 댐, 공유수면 등을 활용하는 수상태양광은 국내 지형적 한계를 극복하는 한편, 높은 효율성과 환경적 이점을 제공하는 대안으로 평가받는다.

수상태양광은 물 위에 설치되는 태양광 발전 설비로, 재생에너지와 해양기술(조선+계류)이 결합된 융복합 발전시설이다. 기존의 산지 등 육상 태양광과 달리 산림훼손 없이 설치가 가능하고, 물의 냉각 효과 덕분에 발전 설비 과열을 방지할 수 있다. 특히, 양면형 모듈을 사용할 경우 수면에 반사된 태양광을 추가로 활용할 수 있어 일반 태양광 대비 발전효율이 약 10% 높아진다. 이러한 특징 덕분에 수상태양광은 단순히 육상 태양광의 대체재를 넘어 차세대 재생에너지 모델로 각광받고 있다.

산 많은 韓 지형 한계 극복...성장성 ‘탄탄’

우리나라 지형은 산악지형이 70% 이상을 차지하며, 평지는 도심지나 농경지로 활용되고 있어 육상 태양광 발전의 확장이 쉽지 않다. 산악지대에서는 태양광 패널을 설치하기 위해 대규모 벌목이 필요한데, 이는 산림훼손과 함께 집중호우 시 산사태와 같은 안전문제를 초래할 수 있다. 도심지역 역시 건물과 도로로 밀집해 있어 대규모 태양광설비를 설치할 여건이 되지 못한다.

이에 비해 수상태양광은 저수지와 댐 같은 수면 부지를 활용해 부지 제약을 크게 줄일 수 있다. 수면은 평탄하며 장애물이 없어 태양광 발전에 필요한 일사량을 안정적으로 확보할 수 있다.

실제 국내 수면관리기관인 한국농어촌공사, 한국수자원공사 등이 집계한 바에 따르면 2022년 기준 국내 수면관리구역에 잠재한 수상태양광 설비용량은 최대 10GW, 면적 기준 1만6500ha(165㎢)에 달한다. 현재 기 보급량은 1GW 이하, 발전허가 물량은 3GW 이하로 파악된다.

수상태양광은 경제적 측면에서도 강점을 지닌다. 일반 태양광은 토지 임대료 또는 부지 매입비가 들어가지만, 수상의 경우 수면 관리 기관에 수면 사용료를 납부하는 형태다. 수면 사용료의 가격대 역시 주변 토지 가격의 약 1.5% 수준으로, 여타 태양광에 투입되는 부지 관련 비용 대비 월등히 저렴하다. 대규모 저수지나 댐 부지는 도심에서 멀리 떨어져 있어 지가가 낮고, 그만큼 경제성이 높다. 초기 설치비용이 일반 태양광 대비 1.3~1.5배 가량 높지만, 부지 매입에서 비용을 아낄 수 있고 정부가 부여하는 신재생에너지 공급인증서(REC) 가중치를 통해 수익성을 보완하는 구조가 다수다.

시장 성장 가능성도 크다. 국내 저수지와 댐을 중심으로 한 수상태양광의 연평균 성장률은 24%로 추정되며, 올해 약 1조8000억원의 시장 규모를 형성할 것이란 관측도 있었다. 해수면까지 활용 범위를 확대하면 이 규모는 더욱 커질 가능성이 있다.

수면관리기관을 관할하는 환경부는 국내 댐 19곳에 2030년까지 1.1GW 규모의 수상태양광 발전시설을 단계적으로 개발할 계획을 세운 바 있다. 경남 합천댐과 강원 소양강댐에서는 주민참여형 수상태양광 사업이 진행 중이며, 2027년에는 대규모 단지가 7곳으로 확대될 예정이다.

지역주민의 불안요소인 환경 측면에서는 오히려 수자원 보호에 기여한다는 연구결과도 있다. 물 위에 설치된 태양광 패널은 수면 증발량을 줄이는 효과를 가져오며, 이는 가뭄 지역의 수자원 관리에도 도움을 줄 수 있다. 저수지에서는 수면 자외선 차단으로 녹조 현상을 완화하고, 어류의 산란환경 조성에도 긍정적인 영향을 미친다. 유해물질 배출 여부에 있어서도 한국환경정책평가연구원은 ‘사실상 관계가 없다’는 결론을 내린 바 있다.

기술적·제도적 과제는

그럼에도 막상 보급 확산에 이르기까지는 넘어야 할 산이 적지 않다고 전문가들은 말한다. ‘환경영향평가법’, ‘하천법 및 공유수면 관리 및 매립에 관한 법률’ 등 법으로 인해 개발사업 관련 규제는 많은 반면, 산업과 보급을 진흥하는 법안에 대해선 대체로 국회의 주목이 덜하다는 게 중론이다.

우선 제도적 측면에서는 수면관리기관 주도의 사업모델을 탈피할 필요성이 제기된다. 해당 기관들은 사업 가능 부지를 전체 관리 영역의 5% 수준으로 규정, 면적 확대에도 한계가 있고, 민간사업자의 자체 사업 기회도 제한적이다. 정부는 내수면 내 수상태양광 설치 가능 면적 비율을 현행 5%에서 10% 이상으로 확대하는 방안에 대해 논의하고 있다.

관 주도의 사업으로 인해 유관 기관 간 경직성이 사업을 방해한다는 지적도 많다. 실제 2GW 단위의 새만금 수상태양광의 경우 사업자인 한국수력원자력과 새만금개발청 간 송·변전설비 비용 분담에 대한 협의 부족으로 인해 착공이 지연된 사례가 있다.

이를 민간에 개방해 사업 기회를 제공하는 한편, 인근 주민의 수용성을 강화하는 방안도 모색할 필요가 있다. 발전소 설치 초기 단계에서부터 주민 의견을 반영하는 절차를 강화하고, 발전 수익을 지역 주민과 공유하는 방식이 요구된다. 발전소 운영 수익을 주민과 공유하거나, 에너지 지원 프로그램을 확대하는 등 상생 모델을 구축하는 방안도 거론된다.

경제적 과제로는 초기 설치비용이 가장 큰 장애물로 꼽힌다. 발전소 건설에는 막대한 자금이 소요되며, 기업들은 이를 감당하기 위해 녹색금융 지원과 같은 재정적 뒷받침이 필요하다고 입을 모은다.

금융기관의 대출 조건이 완화되거나 정부 보조금이 추가로 지원된다면 기업들의 부담을 줄이고 장기적인 수익을 기대할 수 있다고 업계는 설명했다.

기술적 측면에서는 부력체의 경량화와 내구성 확보가 주요 과제다. 강풍이나 파도와 같은 자연환경을 견디기 위한 구조적 안정성이 필요하고, 이를 위해 특수한 소재와 설계가 요구된다. 이는 연구비, 자재비 등 비용 상승의 요소다.

안전 측면에서도 과제가 남아있다. 일반 태양광과 같이 쉽게 접근하기 어려운 환경이기 때문에 대규모 단지 내 화재나 고장 등에 취약하다는 지적이 있다. 이는 급속차단시스템(RSD) 또는 자동화 점검 시스템 도입을 통해 효율화하려는 시도로 이어지고 있다. 새만금간척지에서는 대규모 단지를 조성해 규모의 경제를 확보하는 동시에, 안전설비 확충노력도 진행 중이다.