스페인 남부 세비야 (Seville) 외곽 20마일 근처에 위치한 사막에 1,000개 이상의 반사경이 조심스럽게 정렬되어 있다. 각 반사경은 테니스 코트의 절반 크기 정도로 이들 반사경을 조정하는 것은 상당한 시간이 걸릴 것이다. 하지만 앞으로 몇 주 안에 이 반사경의 위치조정이 끝나게 되면 재생에너지 분야에서 새로운 장을 열게 되는 사건으로 기록될 것이다. 이 반사경들은 세계 최대규모의 태양열 집중타워 발전소 (solar tower plant)의 일부이며 이 기술은 태양빛을 반사하여 각 반사경의 중간에 위치한 탑에 그 태양빛을 모아 엄청난 열을 만들어내는 기술이다. 지금까지 8,000만 유로가 투입된 이 발전소가 1월에 완공되면 이 발전소는 20메가와트의 전력을 생산하게 되고 이 전기는 스페인의 11,000가구에 전기를 공급할 수 있게 될 것이다.

집중태양열 발전기술 (Concentrated solar power, CSP)로 알려진 이 기술은 간단하고 저가의 투자비용으로 다른 태양광 전지판 (photovoltaic panels, PV)과 같은 방법보다 좀더 효율적으로 태양에너지를 얻을 수 있는 기술로 평가되고 있다. 하지만 CSP기술은 맑은 하늘과 강력한 태양빛이 존재하는 곳에서만 사용할 수 있다. 스페인의 안달루시아 사막 (Andalucian desert)은 이상적인 장소이며 스페인은 이 PS20 발전소가 엄청난 태양열 에너지원을 사용하고 CSP기술분야의 선도적인 위치를 차지할 수 있을 것이라고 보고 있다.

이 발전소를 건설한 스페인의 에너지기업인 아벤고아 (Abengoa)사의 수석 기술담당인 호세 도밍게스 아바스칼 (Jose Domingues Abascal)은 “지구에 도달하는 태양광의 양은 에너지 소비량에 10,000배에 해당한다. 태양에너지는 엄청난 잠재력을 가지고 있다”고 말했다. 아벤고아사는 이미 이 기술을 실험하기 위해 이와 유사한 타워 기술을 이용한 발전소를 건설한 바 있다. 11메가와트의 전력을 생산할 수 있는 PS10 시스템은 거의 2년 동안 전기를 생산하고 있다. 이번에 새롭게 제작된 기술은 축구장 100개를 합친 넓이의 지역에 헬리오스타스 (Heliostats)라 불리는 1,255개의 반사경을 설치하였다. 각 반사경은 120 평방미터의 지역에서 태양열을 모으게 된다. 이들 반사경은 하루 종일 태양의 움직임을 따라 태양열을 반사하게 되고 모아진 태양에너지는 반사경들이 세워진 정 중간에 건설된 160미터 높이의 타워의 꼭대기로 모아지게 된다. 이곳에서 집중된 태양빛은 물을 끓여 1000도 이상의 온도까지 이르게 되고 여기에서 발생하는 수증기는 전기를 생산할 수 있는 터빈을 움직일 수 있게 된다.

이 발전소가 가동하게 되면 세계 최대 규모의 상업용 CSP 발전소로 전국 전력선에 연결되어 전기를 공급하게 된다. 또한 이 타워 기술은 미래에 대규모 태양열 발전소의 하나의 기술적인 후보로 평가되고 있다. 스페인의 기업들은 CSP 기술분야에서 가장 앞서가고 있다. 현재 스페인에서 약 50여개 이상의 프로젝트가 진행되고 잇으며 정부의 건설허가를 받을 상태로 2015년가지 스페인은 CSP기술을 이용하여 2기가와트의 전기를 생산하게 될 것이다. 이 정도의 전력은 스페인이 필요한 전력생산 목표를 초과하는 규모이다. 이들 프로젝트에 참가하고 있는 기업들은 또한 기술을 모로코와 알제리아 그리고 미국에 수출하고 있다.

스페인 그린피스의 호세 루이스 가르시아 (Jose Luis Garcia)는 “CSP기술은 거대한 태양에너지 붐의 시작에 불과하다. 스페인은 이 기술을 개발하고 수행하는데 매우 훌륭한 입장에 있다. 우리는 태양을 가지고 있으며 태양에너지를 모을 수 있는 최상의 지역을 가지고 있다”고 말했다. 스페인의 청정에너지 목표는 유럽연합이 2020년까지 재생에너지 사용비율을 20%까지 증가시키려는 계획과 연결되어 있으며 이것은 30%의 전력이 무탄소 자원에서 생산된다는 것을 의미한다. 새로운 유럽연합의 재생에너지 법령은 재생에너지원으로 부터 생산할 수 있는 전기량을 40%까지 늘리는 목표를 설정했지만 가르시아는 스페인은 쉽게 50% 수준을 넘을 것이라고 낙관했다.

영국 에너지연구 위원회 (UK Energy Research Council)의 의장인 존 러프헤드 (John Laughhead)는 아벤고아사의 태양열 집중타워 접근법은 상대적으로 효율적인 기술로 “매우 광범위한 지역의 태양빛을 매우 작은 곳으로 집중하는 것으로 훨씬 높은 온도를 얻을 수 있다”고 말했다. 그는 도한 적절한 환경에서 태양열 타워는 청정에너지를 얻을 수 있는 놀라운 기술이라고 말했다. 그는 “하지만 과연 충분히 싼 가격으로 전력을 생산할 수 있을 것인지 그리고 이것이 지속적으로 생산이 가능한 것인지 혹은 생산기간이 얼마나 되는지에 대한 문제가 존재한다”고 말했다.

이 기술의 또 다른 문제는 잠재적인 개발자가 부담해야 하는 비용이다. 스페인에서 CSP를 통한 전기생사단가는 전통적인 방법보다 두 배 정도 비싸다. 하지만 아바스칼은 태양에너지가 좀더 광범위하게 사용되고 더 거대해지면 가격은 떨어지게 될 것이며 화석연료로 만들어내는 전기가격과 경쟁력은 10년 안에 이루어질 것이라고 밝혔다.

현재 스페인에서 이루어지고 있는 CSP 프로젝트에 대해 정부는 고정가격 매수제도 (feed-in-tariff)라는 제도로 알려진 방법을 적용하여 정부가 CSP로 생산된 전기를 전국전력선에 보내는 것에 대한 할증금에 대한 지불을 약속하고 있다. PS20 발전소는 12억 유로가 투입된 일련의 타워 발전소와 구유모양의 집광기 ? 태양빛을 모으는 포물선 형태의 접시형 반사경 앞에 직접 튜브를 설치하여 그 튜브에 물이 흐르게 하여 열을 전도시키는 방법 ? 와 소수의 태양광 전지판을 포함한 CSP 기술태양열 발전소 건설계획의 일부이다. 이 태양열 발전소는 궁극적으로 300메가와트의 전력을 생산하여 2013년까지 세비야의 시민 700,000명에게 전기를 공급하게 될 것이다.

20메가와트의 태양열 발전타워는 이미 아바스칼이 미래 CSP 발전소의 표준이 될 것이라 믿고 있는 좀더 야심찬 계획의 가장 선두에 서 있으며 이것은 항상 전기를 생산할 수 있는 50메가와트 급 발전기의 건설이다. 그는 “낮시간 동안 생산된 전기의 50%를 사용하고 나머지 50%는 뜨거워진 소금을 뜨겁게 덥히게 될 것이다. 그리고 밤시간 동안 이 달구어진 소금은 전력을 생산할 수 있다”고 말했다. 이 달구어진 소금 기술은 초기단계에 있지만 아벤고아사는 그라나다 (Granada)에 발전소에서 이 기술을 테스트하고 있다. 지금까지 이 기업은 태양에너지를 28,000톤의 달구어진 소금이 가득찬 탱크에서 220도의 온도로 여덟시간까지 보존할 수 있다는 사실을 보여주었다. 아바스칼은 “이것은 지속적으로 전력을 생산할 수 있는 가능성을 보여준 것이며 적어도 낮시간 동안 에너지를 생산할 수 있다는 사실을 보여준 것이다”고 말했다.

유럽집행위원회는 CSP를 미래 청정에너지 기술계획의 일부로 결정했다. 금년 초에 유럽집행위원회의 공동연구센터의 대표단은 CSP가 남부유럽과 북아프리카에서 태양열 에너지로 생산된 전력을 전 유럽으로 전송하는 유럽연합 수퍼전력선의 기본적인 일부가 될 수 있을 것이라고 주장했다. 이 수퍼전력선은 현재 고든 브라운 영국총리와 프랑스의 대통령인 니콜라 사르코지의 정치적 지지를 받고 있으며 이 프로젝트의 실현가능성에 대한 연구를 위탁한 상태이다.

* www.ndsl.kr (GTB 참조)