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[칼럼] 태양에너지를 알면 최후의 승자가 된다

  • 송고 2012.04.14 07:00 | 수정 2012.05.23 10:10

지구상에 존재하는 모든 형태의 에너지는 모두 태양에너지의 또 다른 형태에 불과하다. 지구인들이 가장 많이 사용하는 석유도 그 생성과정을 들여다보면 태양에너지에 해당한다.

수 억 년 전 고생대부터 바닷속의 해조류들이 태양으로부터 온 에너지인 햇빛을 받아 광합성을 해 태양에너지를 또 다른 형태인 일종의 바이오매스(biomass)로 전환됐다. 이들 해조류들이 오랜 기간 동안 고온·고압의 조건에서 만들어진 것이 바로 석유다.

중생대의 공룡과 신생대의 포유류도 비슷한 방식으로 오랜 시간을 거쳐 석유로 만들어졌다. 이들 또한 태양으로부터 온 에너지를 받아 자란 동식물을 먹고 몸집을 키워왔기 때문에 결국 근원은 태양에너지인 것이다.

이 처럼 에너지의 근원이 되는 태양에너지를 곧바로 사용하는 것이 가장 효율성이 높은 방법이다.

태양이 매 초당 방출하고 있는 에너지는 무려 3.86x1026 와트(watt)에 해당한다. 이 중 지구 표면에 전달되는 에너지는 2억 분의 1에도 못 미치는 1.74 x 1017 와트 정도지만, 인류가 소비하는 전체에너지의 10만 배 이상이나 되는 엄청난 양이다.

태양에너지를 잘 활용할 수 있는 기술만 확보해도 인류는 더 이상 에너지자원 고갈을 걱정하지 않아도 될 것이다. 무한한 크기의 태양에너지를 쉽게 사용하지 못하는 이유는 지구 표면에 도달되는 태양에너지의 에너지 밀도가 너무 낮기 때문이다. 낮은 밀도의 에너지를 모으기 위해서는 또 다른 많은 에너지가 필요하다.

관건은 적은 양의 에너지를 들여 태양에너지를 집적해 내는 기술이다. 현재 많은 연구개발이 이뤄지고 있지만, 충분한 효율을 얻기엔 부족한 실정이다. 가장 효율이 높다는 태양광전지의 효율이 15% 수준이다.

그럼에도 불구하고 왜 태양에너지가 최종병기가 될 수 밖에 없는가?

여러 단계를 거치지 않고 직접 가장 빠른 방식으로 태양에너지를 얻어 사용할 수 있기 때문이다. 에너지 밀도 개선 문제는 머지않아 풀리게 될 것으로 예측된다. 국제에너지기구(IEA)는 오는 2060년까지 전세계 에너지 수요의 3분의 1을 태양에너지로 공급하게 될 것이란 전망을 발표한 바 있다.

최근 태양에너지 이용과 관련해 개발되고 있는 기술을 크게 두 가지로 나누면 태양광에너지와 태양열에너지이다. 태양열에너지는 태양으로부터 지구표면에 전달되는 복사열을 이용해 스팀을 생산하거나, 전기를 생산하는 방법이다.

기술개발이 가장 활발히 이뤄지고 있는 분야는 태양전지이다. 1900년대 중반부터 미국을 중심으로 기술개발이 빠르게 진행돼 1958년부터 우주선과 인공위성 등의 특수한 용도에 적용됐다. 1990년대 들어와서 각국 정부의 강력한 지원아래 기술개발과 상업생산이 꾸준히 진행돼 매년 45% 이상의 급성장세를 보이고 있다.

결론적으로 지구인들의 미래 에너지는 그 답을 태양에너지로부터 찾아야 한다는 것이다. 에너지 전쟁에 있어서 최후의 승자는 태양에너지를 얼마만큼 값싸게 전기에너지 등으로 전환해 생산할 수 있는가에 달려 있다.

이를 위해 연구개발과 투자를 하고 있는 국내 회사들도 많다. 오랜 옛날부터 인류가 태양을 숭배하며 살아왔듯 앞으로도 태양이 우리의 삶에 가장 중요한 절대자로 등장할 것이다.

앞으로 투자를 고려할 때, 태양에너지 관련 회사에 주목한다면 투자에 있어 최후의 승자가 될 것이다. [김덕한 연구원]

※ 외부 필자의 원고는 본지의 편집방향과 일치하지 않을 수도 있습니다.


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