일본이 우주에서 어마어마한 규모의 에너지를 만드는 우주태양광발전 프로젝트를 진행한다. 후쿠시마 원자력발전소 사고 이후 신재생에너지 정책이 탄력을 받은 결과다. 채산성과 안정성이라는 과제가 남아 있지만 2030년 세계 최초 실용화를 목표로 세웠다.
우주태양광발전은 말 그대로 우주에 발사한 위성에 커다란 태양광 패널을 연결해 전기를 생산한다. 만든 전기는 무선으로 지상에 있는 수신장치에 보낸다. 수신장치에서 받은 전기는 지상 발전과 마찬가지로 변전 및 송전시설을 거쳐 수요자에게 전달된다.
일본 정부가 추진하는 우주태양광발전 시설은 패널 넓이만 2.5㎢에 달한다. 축구장 330배가 넘는 엄청난 크기다. 패널은 3만6000m 상공의 우주 정지궤도에 펼쳐진다. 지상 수신장치 직경도 4㎞ 정도 규모다.
전송은 마이크로파를 이용한다. 발전용량은 1000만㎾다. 원자력발전소 1기에 버금가는 수준이다. 비용도 천문학적이다. 위성 발사에 쓰는 돈을 더해 1조2000억엔(약 16조4600억원)으로 추산된다.
우주는 지상보다 발전 환경이 유리하다. 지상은 해가 지거나 날씨가 흐리면 발전이 불가능하지만 언제나 태양을 마주한 위성에서는 24시간 발전이 가능하다. 일본 무인우주실험시스템연구개발기구는 “우주태양광발전 용량은 이론적으로 지상의 10배”라고 밝혔다.
발전효율은 높지만 넘어야 할 산이 많다. 가장 큰 걸림돌은 채산성이다. 친환경 에너지지만 돈이 너무 많이 든다. 같은 발전용량을 내는 기준으로 우주태양광발전은 원자력보다 비용이 여섯 배 이상 소요된다. 태양광 패널과 위성, 수신장치 등 다양한 분야의 기술 혁신이 필요하다.
전송기술도 문제다. 일본이 채택한 마이크로파는 전자레인지와 같은 원리다. 항공기나 생명체에 미치는 영향도 아직 검증되지 않았다. 마이크로파는 다른 무선 전송 방식보다 효율도 낮은 편이다.
일본의 태양광발전 역사는 30년 전으로 거슬러 올라간다. 두 차례 오일쇼크를 겪은 후 대학과 연구소에서 처음 연구가 시작된 뒤 경제산업성이 2000년부터 본격 추진하기 시작했다. 현재 우주항공연구개발기구를 필두로 13개 민관기관이 협력 중이다.
일본 이외에 미국과 중국도 우주태양광발전에 박차를 가하고 있다. 미국은 최근 미 항공우주국(NASA)에서 차세대 기술연구 과제로 정식 선정했다. 중국은 2050년 실용화를 선언한 상태다.
장동준기자 djjang@etnews.com
