존 맨킨스 아르테미스 이노베이션 매니지먼트 솔루션스 대표가 3일 우주항공청이 주최한 ‘우주 융복합기술 포럼’에서 기조강연을 하고 있다. 동아사이언스 제공


“우주 태양광 발전은 기술적으로 이미 실현 가능한 단계에 들어섰으며 경제성도 빠르게 개선되고 있습니다."
존 맨킨스 아르테미스 이노베이션 매니지먼트 솔루션스 LLC 대표가 3일 우주항공청이 주최한 '우주 융복합기술 포럼'에서 이같이 말하며 ‘우주 태양광 발전(SSP, Space Solar Power)’이 10~15년 내 현실화될 것이라고 바다이야기프로그램 전망했다. 
그는 현재 국제우주과학아카데미(IAA)와 국제우주연맹(IAF) 등이 공동 추진 중인 ‘2024–2025 우주 태양광 발전 기술 연구 프로젝트’를 총괄하고 있다.
맨킨스 대표는 이날 기조강연에서 “1970년대부터 제안됐던 태양광 위성 개념은 오랫동안 기술적 한계와 경제성 부족으로 미뤄졌지만 이제는 모든 전제가 우주전함야마토게임 달라졌다”고 강조했다.
그는 지난 18개월간 국제우주항공학술원(IAA), 국제우주항공연맹(IAF), 우주전력위원회, 국립우주협회가 공동으로 수행한 연구를 소개했다. 1979년 미국 항공우주국(NASA)이 제시한 참조 모델을 포함해 30여 개 시스템을 비교 분석했으며 이 중 6가지 대표 모델을 선정해 물리학 기반의 정밀 시뮬레이션을 실시했 황금성슬롯 다고 밝혔다.
연구에 따르면 1970년대 10% 수준이던 태양전지 효율은 현재 30~40%까지 향상됐고 20~30%에 불과했던 무선전력전송 효율도 70~80%로 높아졌다. 재사용 발사체의 등장까지 더해지며 발사비는 당시의 약 10분의 1 수준으로 낮아졌다. 
맨킨스 대표는 6개 우주 태양광 모델의 경제성을 비교한 결과를 야마토릴게임 공개했다. 지상 전력망에 1GW급 전력을 보내는 기준으로 계산했을 때 우주 태양광의 발전단가는 1kWh당 약 5~11센트(약 70~150원) 수준으로 추정됐다. 이는 지상 태양광이나 풍력 발전, 소형 모듈원전과 비슷한 수준이다.  탄소 배출량은 전력 1kWh를 생산할 때 평균 약 7g 수준으로 석탄이 약 821g, 천연가스가 약 490g을 내뿜는 것과 비교 야마토게임장 하면 약 100분의 1 수준으로 낮다.
그는 “우주 태양광 발전의 단가는 기존 에너지와 충분히 경쟁할 수 있는 수준”이라며 “이제 상용화를 현실적으로 논의할 단계에 왔다”고 말했다. 이어 “SSP는 에너지 수익률이 수백 배에 달하고 지구 에너지 기술 중 가장 ‘탄소 청정한’ 형태가 될 것”이라고 강조했다. 
또 여러 개의 표준 모듈로 나눠 대량생산·운용하는 차세대 우주 태양광 발전 시스템(MMD SSP, Modular·Modern·Dispatchable SSP)이 2035~2040년 사이 실용화 단계에 이를 것으로 전망했다. 첫 번째 실증 위성은 약 100~500MW 규모로 개발될 가능성이 크며 전체 사업에 필요한 투자액은 약 100억~150억 달러로 추정된다.
맨킨스 대표는 “과거에는 1GW급 위성 하나를 띄우는 데 1000억 달러 이상이 들었지만 지금은 필요한 예산이 그때의 10분의 1 수준으로 줄었다”며 “재사용 로켓과 대량생산 기술이 발사비와 제작비를 획기적으로 낮췄다”고 설명했다.
그는 SSP가 단순한 발전 기술을 넘어 우주 인프라 산업의 출발점이 될 것이라고 내다봤다. 먼저 지구 기반 SSP 산업을 확립하고 그다음 달 자원으로 확장하는 것이 현실적인 순서이라고 설명했다. 
맨킨스 대표는 “SSP는 우주 경제를 견인할 첫 번째 상업 플랫폼이 될 수 있다”며 “우주 태양광 발전은 인류가 탄소를 줄이면서도 지속적으로 에너지를 공급할 수 있는 유일한 24시간 무탄소 솔루션 중 하나”라고 덧붙였다. 그는 강연을 마무리하며 “SSP를 기술적으로 막을 장애물은 없다”며 “ 우리가 실행할 의지가 있는가가 유일하게 남은 질문”이라고 말했다. 
[조가현 기자 gahyun@donga.com]