세상에는 '공짜' 에너지가 있다. '태양광에너지'는 신이 준 자연의 선물이다. 누구나 마음껏 이용할 수 있다. 태양광에너지는 화석연료 발전소와 공장 등에서 발생하는 환경오염이 없다. 한마디로 '꿈의 에너지'인 셈이다.

반면 태양광 에너지는 1876년 셀레늄이라는 물질이 태양광을 전기로 바꿔준다는 사실을 알아내고 1883년 태양전지를 특허내는데 성공하고도 130여년 동안 화석연료 에너지를 대체하는데 큰 비중을 차지하지 못했다.

태양광에너지를 전기로 변환시키기 위해서 소요되는 제반비용이 너무 컸기 때문이다. 하지만 이제 4차산업혁명으로 촉발된 과학기술의 발달로 저렴한 가격으로 태양광에너지를 마음껏 이용할 수 있을 것이라는 전망이 제기되고 있다.

꿈의 에너지 태양광, 4차산업혁명 기술로 해결

지구촌 어디에서나 태양이 뜬다. 태양을 이용해 누구나 공짜로 전기를 이용할 수 있다면 어떤 일이 벌어질까?

태양광에너지를 잘 이용하는 대표적인 국가는 독일이다. 그 중 독일 프라이부르크(Freiburg) 외곽에 위치한 보봉마을은 유명한 친환경도시이다. 도시가 태양광을 이용해 살아가고 있기 때문이다.

프라이부르크에는 태양전지판이 설치된 태양광 주택이 주를 이룬다. 중심가의 빌딩들의 벽면도 태양광 패널로 이루어졌다. 시민들은 자발적으로 탄소를 줄이기 위해 자동차 대신 대중교통수단을 이용하고 자전거 생활을 즐긴다.

이 곳에는 세계적인 명소가 있는데 바로 태양을 향해 건물이 움직이는 '헬리오트롭 (Heliotrop)' 태양열 주택이다. 헬리오트롭은 3층짜리 원통 모양으로 태양에너지 건축가로 유명한 롤프 디쉬가 만든 개인 주택이다. 헬리오트롭 옥상에 설치된 태양전지판은 태양의 움직임에 따라 방향을 바뀐다.

태양광에너지 모델은 초기 구축 비용이 많이 발생하고 낮에는 태양에너지를 이용할 수 있지만 밤에는 비축하여 사용하기 어려운 점 등 각종 문제들로 가로 막혀 있었다.

스페이스 X와 테슬라의 CEO 일론 머스크는 이를 극복할만큼 획기적인 태양광 주택을 선보였다. 그는 지난해 시공 비용도 일반 주택 지붕가격 보다 저렴하면서 내구성은 강하고 취향에 맞춰 지붕 모양 그대로 설치할 수 있는 태양광 주택을 소개했다.

그는 최근 태양광에너지 사업분야에 매진하고 있다. 일론 머스크는 지난해 테슬라의 전기차를 대규모로 충전할 수 있는 배터리 공장인 기가팩토리를 완공했다. 또 태양광 에너지 기업 솔라시티(SolarCity)를 전격 인수하는 동시에 그 해 혁신적인 태양전지 지붕인 '솔라 루프'를 시장에 선보였다.

솔라루프는 기존의 획일적인 모양의 태양광 패널과는 다르게 지붕의 모양 그대로 활용할 수 있는 4가지 타입으로 구성되어 있다. 외형은 일반 주택 지붕과 동일하다. 밤에는 태양광을 활용할 수 없는 기존의 불편함은 낮에 태양광을 비축해 필요할 때 꺼내 쓸 수 있는 가정용 전기배터리 저장장치 '파워월(Powerwall)'을 통해 해결했다.

일론 머스크는 배터리 하나만으로 4개의 방이 딸린 집이 충분히 사용할 수 있는 전기량을 비축할 수 있다고 장담했다. 그의 말이 실현되면 기존의 일반 주택의 지붕 가격보다 저렴하게 내구성있고 단열이 잘 되며 가볍고 설치가 간편한 태양광패널 지붕을 설치할 수 있게 된다.

지붕을 통해 얻은 태양광에너지로 테슬라의 전기차도 충전할 수 있다. 물론 이 모든 전기료는 '공짜'이다. 4차 산업혁명으로 촉발된 과학기술의 발전으로 원하는 만큼 에너지를 비축하고 재사용할 수 있는가 하면 가격혁신 또한 가능해졌다. 일론 머스크는 태양광에너지를 통해 인류는 새로운 에너지 생활을 하게 될 것이라고 확신하고 있다.

국내 태양광 자급자족마을 건설, 지자체와 공동으로 진행

이와 같은 태양광에너지를 이용한 새로운 자립형 도시 문화가 국내에도 가능할까? 국내도 정부와 지자체의 노력으로 이러한 신재생에너지 타운이 속속 만들어지고 있다.

전북 임실군 신평면 대리마을은 올 해 한국에너지관리공단 전북지역본부가 추진한 '2017년 신재생 에너지 마을단위지원사업'에 최종적으로 선정됐다. 대리마을은 앞으로 태양광, 태양열, 연료 전지, 지열설비 등을 정부와 지자체에서 지원받아 마을 주민이 주도적으로 참여하는 '에너지 마을'로 변모하게 된다.

충남 아산시도 태양광 발전사업 및 바이오가스 배관 사업 등 각종 신재생 에너지를 적극 이용하고 있다. 아산 송악면 강장리 예꽃재 마을은 태양광패널로 만들어진 패시브형 지붕 주택 단지를 조성하면서 올 해 한국에너지관리공단이 선정한 제 1호 자립마을로 꼽혔다.

전하진 전 국회의원 및 썬빌리지 포럼 의장은 태양광에너지 등 신재생에너지를 중심으로 한 자급자족도시가 우리 미래의 희망이 될 것이라고 내다봤다.

전 의장은 "우리나라는 엄청난 자원을 가지고 있지만 쓰지 않고 있다. 더이상 자원빈국이 아니다. 과거에는 태양광을 저장하기 어려웠지만 지금은 과학기술의 발달로 태양광을 저장할 수 있다. 조금 쓸 수도 있고 많이 사용할 수도 있다. 적절하게 태양광을저장하는 에너지스토리지 시스템이 있기 때문"이라고 주장했다.

전 의장은 "앞으로 인류는 ICT와 에너지 신산업 발전으로 내연기관에 대한 의존도는 점점 줄어드는 한편 신재생 에너지와 태양광 배터리 확대로 지금보다 개인적 자유로움이 보장된 문명을 맞이하게 될 것"이라는 전망을 내놨다.