소형 연못에 설치된 수상 태양광, 온실가스 배출 늘어나?

[이미디어= 황원희 기자] 부유식 수상 태양광이 에너지 효율성과 농업 및 보전 토지를 절약할 가능성에서 주목받고 있지만, 최근 연구 결과 환경적 딜레마가 발생할 수 있다는 사실이 밝혀졌다.

지난 12월 환경과학&기술(Environmental Science & Technology)에 발표된 첫 실험적 야외 연구에 따르면, 소형 연못에 설치된 수상 태양광 패널이 온실가스 배출량을 약 27% 증가시키는 것으로 나타났다.

코넬대학교 농업 및 생명과학대학의 스티븐 그로츠키(Steven Grodsky) 부교수는 “수상 태양광에 대한 연구는 많았지만, 대부분 모델링이나 예측에 기반한 것이었다”며 “이번 연구는 실험적 결과를 통해 실제로 무슨 일이 벌어지는지 보여주는 첫 사례”라고 설명했다.

연구팀은 코넬 실험 연못 시설의 세 연못에 70%의 면적을 태양광 패널로 덮었고, 곧바로 메탄과 이산화탄소 배출량이 패널이 없는 연못보다 26.8% 증가했으며, 연못 전체의 용존산소 농도가 크게 감소했다.

연구진은 수상 태양광을 설치하면 산소 공급이 급격히 줄어들고, 생태계의 분해 과정과 미생물 활동, 바람의 수면 이동 방식까지 영향을 미친다고 밝혔다. 이는 연못 생태계 전반과 밀접하게 연결된 문제가 된다.

이 데이터는 특히 미국에서 수상 태양광이 주로 소형 호수와 연못에 개발되고 있는 상황에서 중요하다. 뉴욕주를 비롯한 여러 지역에서는 지상 태양광을 대체할 수상 태양광의 가능성이 논의되고 있다. 2023년에는 미국 하원 의원이 수상 태양광 개발과 평가를 촉진하는 법안을 공동 발의하기도 했다.

이번 연구는 수상 태양광의 긍정적인 면도 제시한다. 예를 들어, 전체 배출량 비용(부지 개발, 유지보수, 폐기까지 포함) 측면에서 수상 태양광의 온실가스 배출은 지상 태양광이나 화석연료 기반 에너지보다 여전히 낮은 수준이라는 것이다.

또한, 70%의 면적 덮음은 최대치를 나타내며, 연구진은 태양광 패널의 영향을 줄이기 위한 대안으로 덮는 면적을 줄이거나 물을 휘저어 산소를 공급하는 기포 발생 장치 설치 등을 제안했지만, 추가 연구가 필요하다고 밝혔다.

연구진은 “이 모든 것은 결국 균형에 관한 문제”라며, “어떤 변화가 일어나는지 파악하고, 이를 통해 태양광 패널의 배치나 설계, 덮는 비율 등을 조정하는 방법을 찾아야 한다”고 말했다.

이번 연구는 수상 태양광의 잠재력을 평가하면서 환경적, 사회적 요인을 통합하려는 그로츠키 연구실의 광범위한 노력의 일환이다. 이를 통해 개발자와 규제 기관이 더 나은 의사결정을 할 수 있도록 돕는 것을 목표로 한다.

역사적으로 에너지 전환 과정(예: 나무 연료에서 화석 연료로의 전환)은 에너지 생산에만 초점을 맞췄고, 환경은 고려되지 않은 편이었다. 그 결과 환경 불평등과 기후 변화가 초래됐다. 이번 연구는 이런 문제를 사전에 방지하고 새로운 에너지 전환 방식을 재구상하기 위한 노력이다.

이번 연구에는 코넬대 박사 후 연구원이었으며 현재 델라웨어대 조교수인 니콜라스 레이(Nicholas E. Ray)와 코넬대 생태 및 진화생물학 조교수 메러디스 홀거슨(Meredith A. Holgerson)도 공동 저자로 참여했다.