무어의 법칙? 이제 “고어의 법칙”이다

10년 내 미국의 모든 전력원을 태양열 에너지처럼 친환경적 자원으로 생산할 것을 촉구하고 있는 앨 고어 전임 미국 부통령이 IT 산업의 성취한 컴퓨팅 성능의 극적인 향상처럼 친환경 에너지 산업 역시 고속 성장할 수 있다고 주장했다.

일요일, NBC 방송의 "Meet the Press" 프로그램에 출연한 고어는 "컴퓨터 혁명 중에 어떤 일이 생겼는지 돌이켜 보라. 지난 40년간 실리콘 컴퓨터 칩의 생산 비용은 매 1.5년마다 50%씩 하락했다"며, "많은 기업들이 태양열 전지 설치를 통한 에너지 효율성 제고에 나서는 등 태양열 전지에 대한 수요가 증가하며, 태양열 전지의 생산 비용 또한 큰 폭으로 하락할 것이다“라고 설명했다.

"기후보호를 위한 동맹(The Alliance for Climate Protection)"의 수장을 맡고 있는 고어는 태양열 전지 생산을 설명하면서 "무어의 법칙(Moore’s Law)"을 언급했다. 인텔의 공동 창립자인 고든 무어가 1965년에 발표한 글에서 유래된 "무어의 법칙"은 동일한 크기의 마이크로 칩에 집적될 수 있는 트렌지스터의 양이 18개월마다 2배로 증가한다는 내용으로, 컴퓨터 성능의 극적인 발전을 일컫는 대표적 표현이다.

그러나 무어의 법칙을 태양열 에너지 산업에도 적용할 수 있을지는 의문이다. IT 산업처럼 광발전 태양열 전지의 가격과 성능 역시 점점 개선되고 있다. 태양열 전지의 가격하락과 관련한 고어의 지적은 분명히 맞는 사실이다. 그러나, 태양열 전지의 효율성, 즉 햇빛을 전기 에너지로 변환시키는 능력은 그만큼 급속도로 개선되고 있지 않다.

1980년대에 태양열 전지의 비용은 와트당 18달러여Tt다. 오늘날 이 비용은 3~4달러 수준까지 하락했으며, 일부 업체는 그 이하의 가격대에서도 출시가 가능하다고 주장하고 있다. 미국 캘리포니아 알리소 비에조에 위치한 XsunX(XsunX Inc.)가 그 예인데, XsunX는 와트당 1.58달러에 에너지를 생산할 수 있는 기술을 보유하고 있다고 주장했다. XsunX는 기술 개선을 통해 태양열 전지의 비용을 와트당 1달러 미만으로 낮추는 것을 목표로 하고 있다.

그러나 태양열 전지는 태양열 발전 비용의 한 단면에 불과하다. 태양열 전지를 구성하는 패널인 태양열 모듈은 DC 전력을 AC 전력으로 바꾸어주는 전력변환장치, 배터리, 그리고 구리와 같은 고가의 금속들로 만들어진다. 이 같은 필수 재료들로 인해 태양열 에너지의 와트당 비용은 여타 전력의 발전 비용의 2배에 달할 수도 있다. 이는 태양열 발전소가 정부로부터 상당액의 건설 보조금을 받고 있는 이유 중 하나이다.

마이크로프로세서와 마찬가지로 태양열 전지 역시 실리콘을 재료로 사용한다. 그러나 마이크로프로세서 제조업체들이 설계와 제조 기술 개선을 통해 프로세서의 효율성과 성능을 개선시킬 수 있는 것과 달리, 태양열 전지의 효율성과 성능을 개선시키기 위해서는 재료 자체가 바뀌어야 한다. 미국 플로리다 태양열 에너지 센터(Florida Solar Energy Center)의 빌 존슨 선임 연구원은 "태양열 전지는 재료 과학과 관련되어 있다. 태양열 전지의 재료를 바꾸는 것은 무척 어려운 일이다"라고 전했다.

비록 태양열 전지의 생산비용은 낮아졌지만, 햇빛을 전기로 변환시킬 수 있는 능력은 여전히 낮다. 일부 연구소와 기업의 경우, 태양열 전지의 효율성을 상대적으로 높게 측정하고 있지만, 일반적으로 햇빛은 1평방미터당 약 1킬로와트의 에너지를 전달하며, 이 중 10%만이 전기로 변환되는 것으로 알려져 있다.

IDC 산하 시장조사기관인 에너지 인사이트(Energy Insights)의 분석가 니콜라스 레쎈은 생산비용이 감소할 것이라는 고어의 주장에 대해 50%는 맞는 말이라고 지적했다. 그러나 태양열 전지의 효율성은 생산비용과는 달리 전혀 개선되는 추세를 보이지 않고 있다. 레쎈은 "태양열 전지의 효율성 개선속도는 상당히 느린 상황"이라고 지적했다.

그러나 대형 태양열 발전소들이 건설되어 화석연료 발전소들을 대체하게 되면 와트당 생산비용은 점차 경쟁이 가능한 수준까지 하락할 것으로 예상된다.

IT업계를 비롯하여 다양한 산업 분야의 기업들이 태양열 발전비용의 하락에 대해 큰 관심을 갖고 있다. 지난 5월, IBM은 태양열 발전소를 위한 태양열 전지 쿨링 기술을 개발했다고 밝혔다. IBM에 따르면, 얇은 액체 금속층 형태의 이 기술은 섭씨 1,600도에 달하는 온도를 낮춰주어 태양열 전지가 더욱 많은 빛을 흡수할 수 있도록 하는 등 태양열 전지의 효율성을 개선시켜 준다.

투자자금 역시 태양열 발전 회사들로 몰려들고 있다. 미국 아리조나 템퍼에 위치한 퍼스트 솔라(First Solar Inc.)의 주가는 2년 전만해도 주당 25달러에 불과했으나, 오늘날에는 구글과 비슷한 수준까지 상승했다. 이번 주 퍼스트 솔라의 주가는 주당 260달러 이상에서 거래되고 있다.

태양열 에너지를 연구중인 오하이오 톨레도 대학의 물리학 교수 알 콤파안은 고어의 노력이 "대중들로 하여금 재생 에너지에 대해 관심을 갖도록 하는 훌륭한 자극제 역할을 할 것"이라며, "태양열 에너지가 비록 고어가 원하는 만큼 빠른 속도로 개선되지는 않겠지만, 무한한 가능성이 있는 것만은 사실"이라고 덧붙였다.