세계 에너지 산업은 격변의 시대로 나아가고 있습니다. 5년 전에 일어난 후쿠시마 원전 폭발로 인해 원자력 에너지 역시 자연재해로부터 더는 안전하지 않은 에너지원이 되었습니다. 기존에 시행되던 화력발전의 경우, 이산화탄소 배출량에 제한이 걸리면서 미래가 불투명해졌습니다. 이제 믿을 건 대체 에너지와 신재생에너지뿐인데요. 수력 및 지열, 파력, 조력, 풍력 등의 에너지는 그 효과가 미미하여 현제 발전량을 대신하기엔 무리가 있습니다. 그렇다면 우리에게 남은 에너지원은 무엇일까요? 기술 개량 여하에 따라 발전 효율이 달라지는 유일한 희망, 바로 태양광 에너지입니다.
풍력 에너지를 대체하는 #태양광 에너지
태양광 에너지는 유용하고, 깨끗한 청정 에너지원입니다. 태양광 에너지를 받는 데 필요한 것은 태양열과 집광판 반도체 제작, 그리고 고분자 재료가 전부이므로 깨끗한 것인데요. 반도체는 실리콘으로 만드는데, 실리콘은 사막의 모래에서 채취합니다. 부가적인 비용을 제외한다면 99% 제작하는 과정에서 환경오염이 없는 청정에너지인 셈입니다.
같은 취지로 자연의 힘을 빌리는 풍력 발전 또한 청정에너지로 주목받았으나, 태양광 에너지보다 자연환경에 제약을 많이 받습니다. 태양광은 구름이 없는 곳 어디서든 받을 수 있지만, 풍력 발전이 가능한 곳은 풍속이 항시 유지되어야 하는 곳이기 때문입니다. 흐린 날을 제외하면 어디서나 태양광 발전이 가능하며, 효율 또한 타 대체에너지에 비해 높은 평가를 받고 있습니다.
태양광 에너지의 #경쟁력
태양광 에너지의 가장 큰 특징은 환경 조건만 갖춘다면 항시 발전할 수 있으며, 먼 미래에는 기술 개량으로 에너지 효율을 상승시킬 수 있다는 것입니다. 또 다른 특징으로 근대사회 반도체 기술의 발전이 태양광 에너지의 발전에도 영향을 준다는 점인데요. 아직은 집광판을 집적시키는 셀 적층 기술이 비싸기 때문에 효율을 급속도로 올리지 못하고 있지만, 반도체 기술이 발전하면서 그 단가가 저렴해진다면 더 많은 발전을 할 수 있을 것입니다.
현재 태양광 패널이나 기타 설비는 이미 상당한 가격 경쟁력을 갖춘 수준에 이르렀습니다. 또한, 전기 수급이 어려운 섬이나 낙후 지역에 쉽게 도입할 수 있다는 점도 큰 장점입니다. 육지로부터 송전선을 만드는 것보다, 섬에 태양광 설비를 갖추어 놓으면 보다 안정적으로 에너지를 수급할 수 있다고 합니다.
태양광 발전을 가능케 하는 #반도체 기술
반도체는 크게 두 가지로 나뉘는데, P형 반도체와 N형 반도체입니다. P형 반도체는 (+)를 띠고, N형 반도체는 (-)의 성질을 띠는데, 각 반도체 안에 정공(hole)과 자유 전자가 존재합니다. 이 둘을 서로 붙여 놓으면 사진처럼 P-N정션이 형성되는데요. 이 접합부의 가운데는 서로 상쇄하며 중성이 되고, 나머지 부분에 전기장이 생깁니다. 여기에 태양광이 들어가면 집광판에서 자유 전자를 발생시키는데, 이 전자가 전기장에 의해 이동을 하여 전류가 흐르는 원리입니다.
그러면 이 반도체를 만들 수 있는 원료는 어디에서 생산할까요? 바로 한화케미칼에서 만듭니다. 한화큐셀에서는 원료로부터 태양광 관련 반도체를 생산하며 셀을 집적하는 연구하고, 한화케미칼에서는 반도체의 원료가 되는 폴리실리콘을 제작하고 있습니다. 반도체 산업은 반도체를 디자인하는 기술도 중요하지만, 적합한 원료를 제공하는 것 또한 매우 중요합니다. 평평하고 순도 높은 폴리실리콘을 만들어서 원반 형태(웨이퍼)로 가공하는 것이 중요합니다.
한화케미칼 태양광의 #폴리실리콘
한화케미칼에서는 태양광 발전 설비 반도체의 원료인 폴리실리콘을 가공에 적합하게 제작하고 있습니다. 이것을 한화큐셀에서는 웨이퍼 가공과 셀, 모듈, 각 가정 및 발전소에 적합하게 적용하는 기술까지 적용하는 단계적인 사업을 진행하고 있죠. 단순히 실리콘을 정제하는 것이 아니라, 혼합 및 가열 과정을 거쳐서 특수하게 생산된 제품을 만들고 있습니다.
폴리실리콘 제작은 반도체 산업에 무궁무진하게 활용되므로 원료의 부가적 가치가 굉장히 높습니다. 왜냐하면, 반도체 원료에서 실리콘 자체를 대체할 차세대 원료조차 등장하지 않은 상황이기 때문인데요. 특히 태양광 산업이 각광받고 있는 지금까지 다른 대체 에너지 기술이 개발되지 않고 있으므로 태양광 산업의 주재료인 폴리실리콘 제작을 확장하는 것입니다.
태양광 에너지는 한 번의 설비에 많은 설치 비용이 들지만, 유지 비용은 타 발전보다 매우 저렴한 편입니다. 최근에는 단위 무게당 단가도 많이 올라갔으며, 중국에서는 추가적으로 공장을 증설할 만큼 지속적인 생산을 추진하고 있습니다.
친환경적으로 우리의 에너지를 담당하는 태양광 산업의 중심에는 곧 반도체 기술이 필수불가결하고, 고급 기술을 적용하려면 고순도의 원료를 안정적으로 공급해야 합니다. 우리의 미래를 지속할 수 있게 에너지 산업을 추진하는 한화케미칼과 태양광 산업! 앞으로 어떤 성과로 우리를 놀라게 해줄지 큰 기대가 됩니다.
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