태양광 선구자, 건국대 전기공학과 안형근 교수 인터뷰

태양광 선구자, 안형근 교수님을 만나다

산업기술문화재단의 산업기술인 구술사 연구 영상 제작 프로젝트의 요청으로 건국대학교 전기공학과 안형근 교수님 인터뷰에 참여했다. 이날 인터뷰의 주제는 '태양에너지기술'이었다. 교수님의 태양광 연구, 우리나라 태양광 기술의 경쟁력, 태양광의 세계적인 동향 등 태양광에 대해 다각도로 이야기를 나누었다. 

교수님의 연구실에 들어서자 네 벽면 가지런히 서 있는 태양광 모듈이 반겨주었다. 태양광 전도사라고 불리는 만큼 신재생에너지, 특히 태양광 활용에 적극적인 분이셨다. 연구실 유리창에는 태양광 셀이 부착되어 있었고 풍력 발전기도 보였다. 연구실에서 쓰는 전기는 모두 신재생에너지로 공급되며 천장에는 형광등 대신 효율이 높은 LED가 연구실을 비춰주었다. 교수님은 ‘연구실에서는 물론이고 가정에서도 발전기를 가정에서도 태양광을 쓰고 있다. 주변사람에게도 태양광 사용을 권하는 편’이라며 실천적인 자세를 보여주셨다.

교수님은 건국대학교를 에코 캠퍼스로 만들기 위해서 앞장서고 계신다. 건물 옥상마다 커다란 태양광 모듈이 설치되어 있었다. 공학관 이외에도 교내 6개 건물 옥상에 태양광 발전을 설치하는 등 친환경 캠퍼스를 만들기 위해 노력이 엿보인다.

   

Q.교수님께서 모듈 연구에 뛰어든 계기는 무엇입니까?

A. 현재 기술수준으로 태양광 전지의 효율은 25%정도다. 하지만 모듈을 만들면서 전선의 저항, 회로 문제로 인해 효율성이 21%로 감소하고, 태양광을 설치할 때 환경적 조건에 의해 또 다시 효율이 떨어진다. 어떤 방법으로 에너지 손상을 막을 수 있을까, 그래서 어떻게 신재생에너지 발전에 기여할 수 있을까 고민했다. 태양광의 효율에 개별 전지의 효율성도 중요하지만 직·병렬로 연결한 태양광 판넬, 즉 모듈의 효율성도 중요하다. 상대적으로 효율성이 떨어지는 모듈을 연구함으로써 태양광의 효율도 높이고 연구의 차별성을 둘 수 있고 생각했다. 이러한 이유로 지금의 차세대 태양광 모듈 및 발전 시스템 연구에 뛰어들게 되었다.

 

*국내 태양광 산업

Q. 국내 태양광산업이 선진국에 비해 늦게 시작했지만 단기간에 발전했습니다. 그 이유는 무엇입니까?

A. 태양광에 대한 우리나라의 관심은 80년도부터 시작되었지만 2000년도에 와서야 본격적으로 시작했다. 태양전지를 만드는데 적용되는 반도체 기술이 뛰어났다 것이다. 두 번째는 디스플레이 산업의 발달과 장치산업의 발달이다. 태양전지 개발에 필요한 산업이 잘 맞아 떨어졌기 때문에 태양광 시장에 쉽게 진입하고 전례 없이 빠르게 성장할 수 있었다.

 

Q. 세계에서 우리나라 태양광 산업의 위치는 어느 정도입니까?

A. 태양광 전지와 모듈 기술도 우수하지만, 발전설비와 기술력 수준으로는 현재 세계 최고 수준이라고 할 수 있다. 모듈과 셀을 만드는 기술도 우수하지만 우리나라가 에너지저장 및 발전시스템 면에서 세계적으로 인정받고 있다. 스마트그리드의 선두국가가 어디냐고 물어보면 주저 없이 한국을 꼽는다.

 

Q. 태양전지를 만드는 기술에 있어서는 대한민국이 우위를 갖고 있습니다. 이것이 세계 태양광 시장에서 우리나라만의 강점이 될 수 있을까요?

A. 그렇다. 태양전지를 만드는데 필요한 실리콘, 디스플레이, 반도체 기술 방면에서는 우리나라가 두드러진 경쟁력을 갖고 있다. 물론, 태양전지는 구조가 매우 간단하여 기술적 장벽이 낮아 중국이 위협하고 있다. 중국은 짧은 시간동안 태양광제조기술을 익혀 현재 세계시장에서 70~80%의 높은 판매율을 기록하고 있다. 하지만 여타 전자산업에서 중국이 우리나라를 쉽게 따라잡지 못하는 것은 우리나라의 기술적 노하우 때문이다. 태양광부문에서도 우수한 기술력으로 어필해야 한다. 마찬가지로, 태양전지를 만드는 것은 간단하지만 효율성 높은 전지를 만드는 것은 어렵다. 우리나라는 25%의 기술적 한계를 극복하고 효율성을 제고한다면 중국과 겨룰 수 있는 확실한 경쟁력이 될 것이라 예상한다.

 

 *미래형 태양광 전지, 박막형 전지 

Q. 박막형 전지가 차세대 태양광 전지로 주목받고 있습니다. 박막형 전지에 대한 간단한 설명과 평가 부탁드립니다.

A. 박막형 전지는 크게 두 가지가 있다. 마보르포스 실리콘으로, 유리판 위에 얇게 바르는 형태의 이다. cigs 구리, 아연, 갈륜, 셀레늄의 결합으로 만들어진 박막으로 효율성이 높으며 화합물 형태의 태양전지로 주목받으며 각국 연구소 및 대학에서 연구를 진행하고 있다. 그런데 박막형 태양에너지가 시장에서 약세를 보이는 이유는 실리콘 전지가 비용대비 출력이 높기 때문이다. 박막형 태양전지가 건물의 외장, 벽면에 쓰일 수 있다면 활용분야가 늘어날 것이다. 한편, 염료 감응형 태양전지라고 빛을 받으면 발광하는 태양전지와 아주 얇은 막의 형태로, 페인트처럼 발라서 쓸 수 있는 유기형 태양전지를 들 수 있다. 이 두 가지는 디자인과 활용 면에서 무궁무진할 것으로 기대된다. 국내 몇몇 기업이 연구 중이지만 아직 사업화되지 않고 있다. 박막이 가지는 내구성, 효율성의 한계가 있기 때문이다. 지속적으로 충분한 연구와 투자가 이루어진다면 차세대 태양광전지로 각광받을 것이다.

 

Q. 박막형 태양전지의 상용화에 얼마나 시간이 걸릴 것이라 예상하십니까?

A. 우리나라에서는 아직까지 비용대비 효율이 크지 않은 편이라 긍정적인 결과를 얻기 위해서는 시간이 좀 더 필요하다. 그러나 우리나라와 환경이 다른 지역에서는 효율성이 달라진다. 박막형 태양전지의 열 특성 때문이다. 결정질 태양전지의 경우 고온 지역에서는 출력이 감소하거나 심하면 고장이 나기도 하는데, 고온에서 박막형의 출력감소는 결정질 전지의 절반밖에 되지 않는다. 고온에서 잘 견디고 효율이 높은 박막형 태양전지는 사우디아라비아나 중동지역에서는 많은 관심을 받고 있으며 이러한 국가에서는 비교적 빠르게 상용화될 것으로 예측한다.

 

(인터뷰어-손준기 기자)

 

* 태양광 시장과 그 전망

Q. 아직까지 국내 태양광 b2c^[각주:1] 시장은 좁은 편입니다. 앞으로는 어떻게 전개될 것이라 예상하십니까?

미래에는 분산형 발전형태가 주를 이룰 것이다. 거대한 발전소를 통해 전기를 공급받는 형태에서 지역사회 차원에서 자가발전으로 전기를 공급할 것이다. 또한 우리가 사용하는 가전제품의 가격은 지속적으로 하락해왔고, 전기를 공급하는 기술의 효율성은 개선되어왔다. 언젠가는 가전제품의 전기를 태양광으로 충분히 공급할 수 있는 날이 올 것이다. 따라서 분산형 발전, 신재생에너지의 효율성, 화석연료 대체 등의 요인으로 태양광 b2c시장의 전망은 밝다고 할 수 있다.

 

Q. 우리나라 태양광 시장의 미래는 어떻게 될 것이라 예상하는가?

A. 우리나라는 내수시장이 작아서 해외 수출이 경제에 큰 비중을 차지하고 있다. 태양광 산업도 마찬가지다. 내수시장이 작을뿐더러 국토가 좁아서 태양광이 들어설 공간은 한정되어있다. 그리고 우리나라는 태양광 발전에 최상의 조건은 아니다. 세계적으로 봤을 때 일사량은 3.5시간밖에 되지 않아 B급 지역에 해당한다. 우리나라 기업들은 어려운 여건 속에서 어떻게 하면 효율을 높일 것인가를 고민할 것이고, 그 결과 태양광 장치, 발전 시스템의 기술경쟁력을 높일 것이다. 이렇게 불리한 자연환경에도 불구하고 태양광 산업이 지속된다면 세계시장에서 살아남을 수 있는 충분한 능력을 갖출 수 있지 않을까.

 

Q. 글로벌 태양광 시장의 동향은 어떻습니까?

A. 우리나라 국내 상황은 자연 환경적 제약과 정책적 지지의 미비로 어려운 편이지만 밖으로 눈을 돌리면 인도, 아프리카, 중국 등 폭발적으로 성장하고 있는 나라들이 있다. 아프리카와 인도와 같은 개도국의 경우 전력 공급이 절실하지만 기술이 뒷받침하지 못하는 상황이다. 이렇게 수요가 많은 국가를 탐색한 시장의 발전가능성은 무궁무진하다고 볼 수 있다.

 

Q. 태양광 기업이 세계시장에서 수익을 창출하고 기업만의 경쟁력을 확보함으로써 생존할 수 있습니다. 국내 태양광 기업에게 필요한 경쟁력은 무엇이라고 생각하시나요?

A. 대한민국의 태양광산업이 미래 유망사업이 될 것이다. 하지만 지금처럼 중국과의 가격경쟁에서 뒤쳐지는 회사들까지 살아남을 수 없다. 기술적 도약을 통해 가격경쟁을 극복하든지, 그렇지 않으면 수직계열화나 자재를 수입하여 완제품으로 판매하는 방식이 가장 바람직하다고 본다. 이러한 생산 및 판매 방식도 기업이 가질 경쟁력 중 하나라고 할 수 있다.

더욱 중요한 것은 기술에 대한 자신감이다. 정책적 지원으로부터의 자신감과 오너의 의지가 필요하다. 경영자는 당장은 이윤이 나지 않을지라도 태양광 산업이 미래의 성장 동력이 될 것이라는 믿음과 장기적 비전을 가지고 기업을 이끌어 나가야 한다.

 

 

Q. 태양광 중 집중해야하는 부문을 꼽는다면 무엇입니까?

A. 태양에너지를 생산하고 효과적으로 사용할 수 있는 인프라를 살리는데 집중해야 한다. 발전소와 발전소, 발전소와 소비자를 잇는 전력 네트워크를 운영, 유지 및 보수할 수 있는 기술이 우리나라의 강점이다. 국내 기업들도 ESS와 더불어서 스마트그리드에 투자하고 있으며 첨단 ICT기술력이 뒷받침해주고 있기 탄력적으로 성장할 수 있을 것이다.

 

교수님께서는 마지막으로 에너지 소비 개선을 강조했다. 친환경적인 에너지 공급이 완벽한 해답은 아니다. 독일의 에너지 제로 타운에서는 모든 전기를 친환경·신재생에너지로 공급함과 동시에 사람들이 에너지를 절약하는 습관이 배어있다. 우리나라에도 에너지 타운이 생겨나고 있는데 시민들의 의식 고취가 필수적이다. 이처럼 에너지 문제에 있어서 어떻게 공급하느냐의 문제도 중요하지만 어떻게 쓸 것인지도 매우 중요하다고 말씀하셨다.

 

S.F 8기 손준기(junki886@gmail.com) 

S.F 8기 임채은(icefree1000@gmail.com) 

 

 

1. business to consumer [본문으로]