[EE칼럼]미래의 주력 에너지원은 태양광

황민수 한국전기통신기술연구조합 전문위원/ 에너지전환포럼 이사

2024년 태양광 산업은 전례 없는 성장을 기록하며 글로벌 에너지 시장의 판도를 바꾸고 있다. 영국의 싱크탱크 엠버(Ember)의 분석에 따르면, 2024년 전 세계 신규 태양광 발전설비 용량은 2023년 대비 약 30% 증가한 593GW에 달할 것으로 예상된다. 태양광 발전의 총 설치 용량은 최근 몇 년간 주요 이정표를 연이어 달성했다. 2018년 원자력, 2021년 풍력, 2023년 수력 발전 용량을 차례로 추월했으며, 2024년 말 이전에는 가스 발전 용량도 넘어설 것으로 전망된다. 현 추세라면 2025년에는 석탄 발전 용량마저 추월하여, 전 세계에서 가장 큰 설치 용량을 가진 에너지원이 될 것이다. 특히 주목할 만한 점은 2024년 신규 태양광 발전 용량이 2010년 이후 전 세계에 신규 설치된 석탄 발전 용량 540GW를 상회한다는 것이며, 이는 태양광 산업의 폭발적 성장을 단적으로 보여주는 예이다. 또한, 현재 가동 중인 전 세계 원자력 발전 총용량 375.92GW의 약 1.6배이며, 2024년 신규 건설된 원자력 발전 용량보다 약 100배 더 빠르게 배치되는 등 역사상 가장 빠른 에너지 전환이 진행되고 있다.

국제원자력기구(IAEA)의 통계에서는 2024년 신설된 원자력 발전 용량은 6.815GW, 영구 정지된 용량은 2.889GW, 순 증가용량은 3.926GW였다. 글로벌태양광협의회(Global Solar Council)와 솔라파워유럽(Solar Power Europe)의 최근 보고서를 보면 전 세계에 설치된 누적 태양광 발전 용량은 2024년 11월에 2테라와트(TW)라는 놀라운 수치를 기록했는데, 첫 번째 테라와트를 설치하는 데 수십 년이 걸렸지만 두 번째 테라와트를 설치하는 데는 불과 2년이면 충분했다. 태양광은 국제에너지기구(IEA) 등 전문기관의 예측이나 시장 기대치를 계속 뛰어넘고 있으며, 재생에너지로의 전환에 핵심 전력원 역할을 강화하고 있다. 2024년 설치 통계가 발표되지 않아 두 개 이상의 기관 자료를 참고하여 분석했기 때문에 최종 통계와 일부 다를 수 있겠지만 2024년 신규 태양광 설치가 급증한 국가들을 보면 터키가 2023년 1.9GW에서 2024년 7.4GW로 289% 증가했고, 인도가 2023년 10GW에서 2024년 24.8GW로 148%, 미국은 2023년 24.8GW에서 2024년 38GW로 53% 증가했다. 태양광 발전에 절대 강국인 중국도 2023년 216.9GW에서 2024년 260GW 20% 증가했고, EU, 브라질, 독일 등도 전년 대비 증가했다. 2024년 전 세계 원별 발전량에서도 태양광은 전체 발전량 증가분 1,069TWh 중 430TWh로 40%를 점유하여 수력 19%, 풍력 15%, 석탄 14%, 가스 7%, 원자력 5%를 압도했다.

이러한 급격한 성장은 태양광 기술의 지속적인 발전과 비용 감소, 그리고 전 세계적인 탄소 중립 정책 추진에 기인한다. 최근 대면적 페로브스카이트 결정질 실리콘 탠덤 태양전지 효율이 세계 최고 효율인 28.6%를 달성했고, RMI(Rocky Mountain Institute) 보고서에 따르면 글로벌 태양광 모듈 가격은 2010년 이후 89%, 2024년에만 35% 하락하여 9센트/W 미만이 되었으며, Ember의 중국 태양광 모듈 수출 현황에서도 2024년 전체 기간은 아니지만 전 세계 모듈 수출 단가가 2023년 10월 14센트/W에서 2024년 10월 10센트/W로 40% 하락하는 등 역사적 최저치 기록을 경신하고 있다. 탄소 중립 정책과 관련해서도 REPowerEU, IRA, RE100, COP21, COP28 등은 태양광 산업의 성장을 더욱 가속하고 있다. 태양광 발전은 햇빛을 이용하기 때문에 연료비가 들지 않고 발전과정에서 탄소 배출 등 대기오염이나 폐기물 발생이 없으며, 국산 에너지이자, 에너지 안보에 크게 기여하는 무한 에너지원이다. 때문에 주요국에서는 신규 발전설비의 60~80%를 태양광이 차지하고 있다.

국제재생에너지기구(IRENA)에 따르면 2023년 전 세계에 신설된 발전설비의 83%는 재생에너지였고, 신설된 모든 발전설비 중 태양광 비율은 63%였으며, 각각의 비율은 매년 높아지고 있다. 2024년의 경우 독일은 신설 발전설비의 91%가 태양광이었으며, 중국은 66.2%(1월부터 11월까지), 인도 72.8%, 미국은 75.2%가 태양광이다. OpenSolar 앤드류 버치(Andrew Birch)의 S-Curve 모델은 2035년까지 전 세계 에너지 수요의 절반이 태양광으로 공급될 것으로 예측했는데, 연간 10%씩 비용이 감소하고 25%씩 성장하는 것을 기반으로 한다. 이는 2025년 태양광이 원자력을, 2031년 석유를 추월하게 되는 것을 의미한다. 태양광은 급속한 기술 발전, 비용 감소, 그리고 청정에너지에 대한 글로벌 수요 증가에 힘입어 미래의 주력 에너지원으로 빠르게 자리 잡고 있다. 에너지 안보 강화와 기후변화 대응에 있어 가장 효과적인 옵션으로 부상한 태양광은, 앞으로도 글로벌 에너지 시장의 판도를 크게 바꿀 것이다.