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보험 놀란다. 모양이나 찾느라 일하는 했단 난거란우주 태양광 발전 개념도. 칼텍 제공.


중국이 우주에 대규모 태양광 발전소를 건설하는 프로젝트의 청사진이 최근 공개됐다. 경제성이 떨어진다는 지적을 받아온 우주 태양광 발전은 2020년대 들어 재사용 발사체로 발사 비용이 대폭 떨어질 것이라는 기대가 높아지며 미국, 중국, 유럽 등에서 주목받고 있다.
한국도 올해 우주에서 전력을 송출하는 탑재체를 설계하는 등 한국항공우주연구원(항우연), 한국전기연구원(전기연)을 중심으로 우주 태양광 발전을 연구하고 있지만 더 많은 관심이 필요한 상황이다. 
올해 초 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)에 따르면 중국의 원로 항공우주 과학자인 룽러하오 중국공정원(CAE) 원사(院士· 예나래저축은행 과학계통의 최고 권위자에게 주는 명예 호칭)가 중국과학원(CAS) 주최 강연에서 "지구 상공의 또다른 싼샤댐을 짓는 프로젝트"라며 우주 태양광 발전의 청사진을 공개했다. 
룽 원사는 "지구 상공 3만6000㎞ 정지궤도를 따라 1㎞ 너비의 태양전지판을 설치한다고 상상해 보라"며 "재사용 가능 대형 로켓인 '창정(長征) 9호(CZ-9)'가 신혼부부 내집마련 대출 대규모 프로젝트에 필요한 장비를 우주로 운반하는 역할을 맡게 된다"고 설명했다.
우주 태양광 발전은 우주 공간에 설치한 태양전지판이 태양광을 전기에너지로 바꿔 전파에 실은 뒤 지구로 전송하는 개념이다. 지상에서 이 전파를 붙잡아 전기에너지로 변환하고 변환한 전기에너지를 기존 전력망에 통합해 전송한다. 
우주 태양광 발전은 개인회생 신용회복 낮과 밤, 날씨에 관계없이 24시간 내내 태양광 에너지를 전기 에너지로 만들 수 있다. 우주 태양광 발전은 환경오염 걱정도 없다. 
전문가들에 따르면 1940년대에 개념이 등장한 우주 태양광 발전은 연구가 거듭돼 현재 이론적으로는 작동이 가능한 것으로 알려졌다. 문제는 경제성이 떨어진다는 점이다. 우주 태양광을 연구하는 김대관 항우연 미 미소금융수원지점 래연구혁신센터장은 "현재 지상에서 태양광을 전기로 바꾸는 효율은 33%인데 우주 태양광 효율은 13%로 낮다"면서 "우주에서 생산한 전기를 지구의 안테나까지 보낼 때 손실이 발생하기 때문"이라고 설명했다. 
우주 태양광 발전은 24시간 내내 가능하기 때문에 전체 전기에너지 생산량을 따지만 우주 태양광 발전과 지상 태양광 발전의 효율은 비슷 주택청약 금리 해진다. 김 센터장은 "우주 태양광 발전을 하려면 대규모 태양전지판을 건설하고 우주로 띄워 운영해야 하며 지상에 대규모 수신 안테나 등 기반 시설을 설치해야 하기 때문에 큰 돈이 든다"면서 "지상 태양광 발전과 비교해 효율은 비슷한데 돈이 더 들기 때문에 '배보다 배꼽이 큰' 경우가 발생할 수 있다"고 말했다. 
2020년 들어 상황이 달라지기 시작했다. 스페이스X를 시작으로 재사용 발사체가 상용화 되면서 우주 수송 비용이 대폭 절감되고 있기 때문이다. 우주 개발이 가속화되며 위성 제작과 발사 비용이 떨어질 가능성이 커지기도 했다. 
우주 태양광 발전은 국가 안보 전략 측면에서도 중요성이 커지고 있다. 김 센터장은 "우주에 있는 태양전지판의 방향만 바꾸면 섬, 지나가는 배 등 어디든 전력을 공급할 수 있기 때문에 국가가 위급한 상황에 처했을 때 우주 태양광 발전이 중요한 역학을 할 수 있다"고 설명했다. 인공지능(AI), 양자컴퓨터 등이 발전하면 앞으로 기존 에너지 생산 시스템만으로 전력을 공급하는 데 한계가 있다는 시각도 있다. 
최근 중국을 비롯해 미국, 유럽 등이 너도나도 우주 태양광 발전에 뛰어들고 있는 이유다. 2030년 우주 태양광 발전을 시작하겠다는 중국은 2021년 6월 중국 충칭시 비산에 첫 번째 실험용 우주 태양광 발전소를 건설해 관련 기술 시연과 검증을 하고 있다. 중국은 2025년까지 첫 번째 실험용 우주 태양광 발전소(SSPS)를 건설할 계획이다. 2028년에는 더 강력한 위성을 추가로 배치해 10MW(메가와트)의 에너지를 생산할 예정이다. 
우주에서 생산한 전기에너지를 지구로 전송하는 연구도 잇따르고 있다. 2023년 미국 캘리포니아공대(칼텍)가 우주에 띄운 우주 태양광 발전 시제품 '우주태양광전력시연기(SSPD)'를 이용해 만든 전기를 지구로 보내는 우주 태양광 발전 실험에 세계 최초로 성공했다.
지난해 영국 기업 스페이스 솔라는 2030년 지구 궤도에 우주 태양광 발전소를 띄워 아이슬란드 현지에 전력을 공급할 계획이라고 회사 공식자료를 통해 발표했다. 올해 미국 공군 연구소와 일본 우주항공연구개발기구(JAXA)는 각각 궤도에 떠있는 우주선에서 지상으로 마이크로파를 발사하는 기술을 테스트할 예정이다.



지난해 항우연과 전기연은 지난해 1월 1.81km 떨어진 거리에서 무선으로 전기를 주고받는 데 성공했다.. 항우연 제공


국내에서는 항우연과 전기연이 지난해 1월 1.81km 떨어진 거리에서 무선으로 전기에너지를 주고받는 데 성공했다. 우주 태양광 발전을 위한 무선전력전송 시험을 진행한 것이다. 지난해 수신 안테나의 성능을 개량하는 연구를 진행한 국내 연구팀은 올해 전력 송신 안테나의 기술을 실증하고 우주에서 전력을 송출하는 탑재체를 설계하는 등 연구를 이어간다. 
전문가들은 한국이 충분히 다른 나라의 우주 태양광 기술을 따라잡을 수 있다고 보고 있다. 김 센터장은 "우주 태양광 발전 연구를 먼저 시작한 국가 대부분 2040년 이후 상용화를 목표로 하고 있기 때문에 기술 수준에서 한국과 격차가 크지 않다"면서 "국가와 기업이 함께 투자해 기술을 선점해야 한다"라고 말했다. 
[이채린 기자 rini113@donga.com]