최근 지구촌 곳곳에서 기후변화로 인한 피해가 잇따르면서 환경에 대한 경각심이 커지고 있습니다. 이러한 기후변화 환경 속에, 이산화탄소 배출을 줄이기 위해 개인과 기업 그리고 정부 차원에서 다양한 노력이 행해지고 있는데요. 이산화탄소는 주로 석유, 석탄, 천연가스 등 화석연료를 사용하는 곳에서 많이 배출되는데, 대표적인 예로 화력발전소에서 배출되는 연기, 자동차의 매연 등이 있죠. 이러한 문제를 해결하기 위해, 화석연료를 사용하는 대신 재생에너지를 사용하고자 하는 움직임이 세계 각국에서 나타나고 있습니다. 재생에너지에는 바람의 운동에너지를 이용한 풍력발전, 물의 위치에너지를 이용한 수력발전, 땅속의 뜨거운 기운을 이용한 지열발전 등이 있는데요. 재생에너지 중 우리가 실생활에서도 쉽게 접할 수 있는 태양광에너지는 고갈의 위험이 적은 것은 물론 거대하고 복잡한 설비 없이 태양광 패널만으로 에너지를 생산할 수 있어 다양한 분야에서 활용됩니다
그런데 태양광 발전에 빠지지 않는 게 있습니다. 바로 태양광 패널입니다. 태양광 패널은 수많은 태양전지(Solar cell)를 결합시킨 후 이를 견고한 프레임으로 보호하고 회로를 연결하여 직사각형의 판 형태로 만든 것입니다. 여기서 태양전지는 햇빛을 전기 에너지로 변환시켜주는 역할을 합니다. 태양광 패널은 직접 태양 빛을 받아 전기 에너지로 변환하기 때문에 태양광 발전의 핵심을 담당한다고 할 수 있죠.
여기서 짚고 넘어가야 할 것이 있는데요. 태양광 발전의 핵심인 태양광 패널은 한편으로는 태양광 발전의 단점이기도 합니다. 바로 수명이 다하면 폐기해야 한다는 것이죠. 현재 우후죽순 생겨나는 태양광 패널을 폐기한다면 막대한 양의 쓰레기가 생길 것이 분명하기에, 다 쓴 태양광 패널을 어떻게 하면 친환경적으로 처리할 수 있을지가 중요해졌습니다. 2000년 초반에 지어진 일명 1세대 태양광 발전소들은 대부분 패널 교체 시기가 다가오고 있기 때문이죠. 그렇다면 태양광 패널의 수명은 어느 정도일까요?
태양광 패널의 수명은 일반적으로 20년 정도로 알려져 있습니다. 사용 후 25년이 지나면 초기 출력의 80~85%의 효율을 보인다고 하는데요. 출력이 80%로 줄어들면 초기보다 적은 전력을 생산하게 되지만 사업성은 유지할 수 있습니다. 일본에서는 설치한지 40년이 넘은 태양광 패널이 아직까지 사용되고 있기도 합니다.
그런데 2000년대 들어 태양광 사업이 본격적으로 시작된 이후 파손이나 자연재해 등으로 실제 사용기한이 15~20년에 그치고 있습니다. 도로나 통신전원에 사용되는 패널의 경우 수명이 5년에 불과한 것으로 조사되었습니다. 현재 국내에서 폐패널이 본격적으로 폐기되기 시작했으며, 10년 뒤에는 현재의 20배 이상에 달하는 폐패널이 쏟아질 것으로 예상되는데요. 1,000톤에 달하는 태양광 폐패널이 2027년에 2,645톤으로 늘고, 2033년에는 2만8,153톤에 달할 것으로 예측되고 있습니다.
이처럼 가늠하기 어려울 만큼 많은 양의 태양광 패널이 폐기된다면 환경에 악영향을 끼칠 수 있습니다. 지구를 지키기 위해 만들었던 태양광 패널이 오히려 지구의 환경을 오염시키는 결과를 초래하게 되는 것이죠. 이를 방지하기 위해 태양광 패널을 재활용하는 방안에 대해 연구가 이루어지고 있습니다. 국제에너지기구(IEA)와 국제재생에너지기구(IRENA)에 따르면 태양광 폐기물 재활용 기술은 2030년까지 4억5000만 달러 규모의 시장을 형성할 것으로 예상됩니다. 태양광 패널의 재활용, 어떻게 가능한 걸까요?
태양광 패널은 일반적으로 강화유리 76%, 폴리머 10%, 알루미늄 8%, 실리콘 5%, 기타 금속류 1% 등으로 구성됩니다. 유리는 패널에 가장 많이 사용되는 만큼 재활용에서도 큰 비중을 차지합니다. 그러나 유리의 경우, 순도나 오염 문제로 식품 관련 용도로는 사용할 수 없고, 대신 유리폼이나 유리섬유 같은 단열재로 재활용이 가능합니다. 그 외의 재료도 물리적·화학적 가공을 통해 새로운 용도를 찾을 수 있습니다.
현재의 재활용 수준과 기술력으로 볼 때 폐패널을 재활용하는 것보다 매립하는 것이 더 효율적이라는 지적도 있지만, 향후 기술력이 더 발달할 것을 고려하면 패널 재활용에 따른 수익과 환경적 이익이 패널을 매립하는 것보다 더 크다고 합니다.기술적 진화를 거듭하며 우리 일상에 녹아든 태양광 발전, 앞으로 에너지 생산 기술과 더불어 패널 재활용에 관한 기술도 발전해야만, 우리 인류와 함께 마지막까지 존속하게 될 신재생에너지 중 하나가 되지 않을까 싶습니다.