국회신재생에너지포럼(대표의원 이원욱, 전현희) '도시에너지 BIPV 기술과 전망' 세미나

"태양광발전, 일자리 창출-에너지 독립에 큰 기여 기대"

지난해 10월 창립된 국회신재생에너지포럼 주최로 <도시에너지 전문가 연속 간담회>가 지난 1월 17일 국회의원회관 제2간담회실에서 개최됐다. 이원욱(포럼 대표의원)의원실이 제공한 자료를 바탕으로 도시에너지 BIPV(건물통합형 태양광 발전)의 기술과 전망을 기술한다.

사진: 스페인 바르셀로나 인근

미국의 ‘도시 에너지 프로젝트’는 건물의 에너지 효율을 향상시켜 보다 건강하고 풍요로운 도시를 창출하는 미국의 국가 주도적 사업이다. “파트너쉽을 통해 도시는 에너지 낭비를 줄이고 지역 경제를 활성화하며 유해한 오염을 줄이는 혁신적이고 실용적인 솔루션을 지원한다. 도시 에너지 프로젝트에 참여한 20 개 도시의 선구자적인 행동은 전국적으로 그리고 전세계의 지역 사회를 위한 모델이 될 것이다.”고 설명하고 있다.

‘17년도 1회 첫 발제자로 나선 이상문 한국건설생활환경시험연구원(KCL) 수석연구원은, “BIPV(Building Integrated Photovoltaic)은 태양광 모듈을 설치해 건축부자재의 기능과 전력생산을 동시에 할 수 있는 시스템을 일컫는다. 설치형태에 따라 건물일체형과 부착형으로 나눈다. 일체형의 경우 건축물의 형상과 조화를 이뤄야 하고 발전량을 극대화할 수 있도록 설치지역의 방위각, 경사각을 참고해야 한다. 사용되는 범위는 방수, 기말, 채광, 단열 등의 1차적 성능과 내풍압, 방습, 열팽창 등의 2차 성능을 만족시키는 창호, 커튼월, 지붕재, 벽체, 케노피, 테라스이다”고 설명했다.

△ 전문가 간담회 발표자와 참석자

 
태양광 시장 점유율 87%를 차지하고 있는 결정질 실리콘(c-Si)은 높은 효율과 내구성, 생산성이 장점인 반면, 온도에 따른 효율의 급격한 변화, 비투과, 색구현의 한계 그리고 복잡한 공정을 거쳐야 하는 단점이 있다.

반면에 염료감응형(DSSC)은 다양한 색채로 디자인이 가능하고 투과성이 좋아 창호에 적합하다. 또한 생산설비투자가 결정질에 비해 거의 1/2 수준으로 저렴하다. 낮은 효율을 단점으로 언급하지만 빛에 민감한 재료는 일출부터 일몰 때 까지 에너지 생산이 가능하다. 평균 하루에 3시간 정도 유효한 햇빛을 이용할 수 있는 단축 결정질 실리콘에 비하면 일일 총 생산에너지는 오히려 더 많다는 것이 전문가들의 주장이다.
   

                                           <태양광 종류별 효율, 장단점, 시장 점유율> 

BIPV는 2012년 394.3 GW(기가와트)에서 2019년 13,607 GW로 약 34배 증가될 것으로 예상된다. 실제로 BIPV가 설치된 것은 2009년도 186.1 MW에서 1년 후인 2010년 270.1 MW로 약 50%까지 성장했다.

스위스 G2E社 CEO 아셉 아잠은 본지와의 인터뷰에서 “2017년은 DSSC 세계 시장에 큰 변화가 예상된다. 제품 개발단계를 지나 양산체재를 갖췄다. 현재 매월 800-1000개의 모듈을 생산하고 있으며, 제3의 국가에 대량생산단지를 조성하고 있다”고 말했다. 세간에서 우려하는 제품의 수명과 내구성에 대해 20년을 보장한다고 자신했다.

  
유럽의 정부지원, 인센티브 현황

2006년부터 프랑스는 BIPV에 대해 가장 높은 0.25 유로/kWh 의 인센티브를 부여하고 있다.
국가별 지원가격을 보면, ▲프랑스 €0.25/kWh ▲독일 €0.05/kWh, 2009년에 파사데(facade)에 주는 보너스는 파기 ▲이탈리아 €0.04–€0.09/kWh ▲영국 4.18 p/kWh ▲스페인 €0.28/kWh(빌딩아닌 곳 설치), 빌딩 ≤20 kW: €0.34/kWh, >20 kW: €0.31/kWh 이다.

스위스 로잔 공대 그레첼 교수의 연구팀이 주축이 된 G2E 회사의 경우 기존태양광 모듈에 투과성이 좋은 박막을 적용 현재 세계에서 가장 높은 효율과 제품의 안정성을 자랑하고 있다. 지난해 독일 뒤셀도르프에서 개최된 2016 glasstec 전시회에서 염료감응 분야에서 유일하게 행사에 참여 앞선 기술을 선보였다.
(기사참고http://www.ecomedia.co.kr/news/newsview.php?ncode=1065594344448637)

△ 스페인 마드리드 건물에 설치된 BIPV

미국, 호주 그리고 국내에도 동진세미켐 과 오리온전기 등이 제품을 선보이고 있으나, 예외없이 모든 제품들의 내구성과 수명, 효율에 관한 객관적인 검증이 필요하다. 특히 그레첼 교수의 특허권이 5백개에 이를 정도로 기술 장벽이 있어, 상용화가 쉽지 않다. 아직 국내에 인증프로세스가 갖춰지지 않아 시장 확대가 더딘 편이다. 현재 표준화를 위해 한국에너지공단에서 BIPV 모듈 표준화 및 인증체계가 만들어지고 있다(KS C 3362:2016)

 
이상문 연구원은, BIPV 산업의 활성화를 위한 이슈와 정책적으로 필요한 사안들을 제시했다.

그는 “프랑스 등 선진국이 시행하고 있는 설치형태, 규모에 다른 추가보조금처럼 국내 BIPV 설치량 증가에 비해 설치형태 및 규모에 대한 차등 보조금 지급이 필요하고, BIPV는 건축외장재와 전기발전자재 두 가지 기능을 갖고 있어 건축외장 마감재에 포함해야한다. 현재 시옥에 있어 전기자격자로 한정돼 있어 하자 발생의 여지가 높다”고 말했다. 또한 “국토부, 산자부와 연계돼 통일된 정책이 필요하다. 정부부처와 지자체의 BIPV 관련규정이 달라 적용이 어렵다”고 현실을 꼬집었다.

전 세계적으로 건물이 소비하는 에너지는 평균 33%(유럽 40%, 한국 24%) 정도다.
세분해보면 그림처럼 자동차 32%, 공장 25%, 건물 40% 그리고 농업과 여가활동으로 3%를 소비한다. (도표 참고)
이원욱 국회신재생에너지포럼 대표의원은 “2050년까지 전 세계 인구의 70%가 도시에 살게 되며, 현재 도시는 전 세계 온실가스 배출량의 70%를 차지하고 있다. 도시를 이루는 요소 중 중요한 요소인 건물은 전 세계 에너지소비의 40%를 차지한다. 도시에서 에너지해법을 찾는 일은 당연한 일이다” 며 “그 길을 함께 찾자”며 도시에너지 분야 BIPV의 중요성을 강조했다.

△ 분야별 에너지 소비량

글로벌 트렌드는 도시화로 높아지는 빌딩, 투과성과 채광이 좋은 글래스 빌딩 그리고 제로에미션(Zero Emission) 빌딩 세 가지로 나타나고 있다. 비좁은 국토, 밀집된 건물 그리고 직달일사량이 좋지 못한 우리나라 환경에서 BIPV는 새로운 일자리 창출과 국가적 에너지독립에 튼 몫을 차지할 것으로 보인다. [환경미디어 문광주]

[저작권자ⓒ 이미디어. 무단전재-재배포 금지]