중국과학원 전기공학연구소의 왕즈펑(王志峰) 연구원은 태양에너지를 전기로 바꾸는 데서 한 걸음 더 나아가, 태양의 열을 저장하고 산업에 직접 이용하는 기술을 오랫동안 연구해 온 중국의 대표적인 태양열 연구자다.

　왕즈펑의 연구를 한마디로 정리하면 ‘태양빛을 단순한 전기로만 보지 않는다’는 데 있다. 그는 태양에너지를 열로 모으고 저장한 뒤 전력과 난방, 산업공정에 사용하는 기술을 30년 넘게 연구해 왔다.

　태양광발전은 빛을 전기로 직접 바꾸지만 태양열발전은 여러 개의 거울로 햇빛을 한곳에 집중해 높은 온도의 열을 만든 뒤 터빈을 돌려 전기를 생산한다.

　이 방식의 중요한 장점은 열을 저장할 수 있다는 점이다. 낮에 햇빛이 강할 때 만든 열을 저장해 놓으면 해가 진 뒤에도 발전할 수 있다. 태양광발전이 가진 간헐성을 다른 방식으로 보완할 수 있는 것이다.

　왕 연구원은 중국의 초기 타워형 태양열 시험발전소 건설에 참여했고 계절간 열저장과 고온 태양열 산업응용 기술 개발에도 힘을 쏟았다.

　특히 관심을 끄는 연구가 태양열을 이용해 시멘트와 세라믹 같은 제품을 생산하는 기술이다. 시멘트와 세라믹 산업은 매우 높은 온도가 필요해 많은 석탄과 가스를 사용한다.

　집광한 태양열을 이런 고온 산업공정에 직접 사용할 수 있다면 전력생산뿐 아니라 제조업의 탄소배출을 줄이는 데에도 활용할 수 있다.

　세계적으로 철강과 시멘트, 화학산업의 탄소배출을 줄이는 것이 중요한 과제가 되면서 고온 태양열 기술의 가치도 다시 평가받고 있다.

　왕 연구원의 연구는 장기간 에너지 저장으로도 이어졌다. 여름철 만들어진 열을 장기간 보관해 겨울 난방에 사용하는 방식이다. 에너지를 만든 시기와 필요한 시기가 달라도 열을 오래 저장할 수 있음을 보여주는 기술이다.

　최근에는 초임계 이산화탄소를 이용한 태양열발전 시스템도 중요한 연구분야다. 전통적인 증기터빈보다 설비를 작게 만들면서도 높은 효율을 얻을 가능성이 있어 세계 여러 연구기관이 관련 기술에 관심을 갖고 있다.

　그의 연구 영역은 지상을 넘어 우주까지 확대되고 있다. 달 표면에서 사용할 수 있는 집광형 태양에너지 시스템도 연구대상 가운데 하나다.

　달에서는 밤이 매우 길고 환경도 극단적이다. 미래 달기지가 만들어진다면 안정적인 에너지 공급은 핵심적인 문제가 된다. 태양에너지를 어떻게 모으고 저장할 것인가가 중요한 연구주제가 될 수밖에 없다.

　왕즈펑의 연구가 보여주는 중요한 점은 에너지전환에 하나의 정답만 존재하지 않는다는 것이다. 태양광과 태양열, 배터리, 열저장, 수소와 전력망이 각자의 역할을 나눠야 한다.

　한국은 태양광과 배터리에서 강점을 가지고 있지만 집광형 태양열발전은 상대적으로 작은 분야다. 국토와 일사 조건 때문에 중국 서북지역과 같은 대규모 태양열발전소를 그대로 적용하기는 어렵다.

　그러나 고온 산업열과 장기 열저장, 초임계 이산화탄소 발전기술은 한국의 산업에도 적용 가능성이 있다. 특히 철강과 시멘트, 화학처럼 많은 열을 사용하는 산업의 탄소배출을 줄이는 데 새로운 선택지가 될 수 있다.

　기술의 진정한 가치는 논문 수나 실험실 기록만으로 결정되지 않는다. 실제 공장에서 작동하고 실제 에너지를 절약하며 실제 탄소배출을 줄일 때 산업기술이 된다.

　태양을 바라보는 시선도 달라지고 있다. 과거에는 태양빛을 전기로 만드는 것만으로 혁신이었다면 이제는 태양의 열을 어떻게 저장하고, 산업에 넣고, 더 높은 온도로 활용할 것인가가 다음 경쟁이 되고 있다.

[참고자료]

중국과학원 전기공학연구소 왕즈펑 연구원 자료
SolarPACES 태양열발전 연구 관련 자료
중국과학원 태양열 저장·산업응용 관련 연구자료

王志峰：把太阳能从“发电”带向更多工业场景

三十多年坚持太阳能热发电与储热研究

　王志峰长期研究太阳能聚光发电、太阳能热转换和储热技术。他关注的不只是“怎样利用太阳发电”，而是怎样把太阳能真正用于工业和社会生活。

　与光伏发电直接把太阳光转换成电不同，光热发电首先利用镜子把阳光集中起来，产生高温热能，再通过热力系统发电。

　这种技术的重要优势之一是可以储存热量。白天阳光充足时把热能储存起来，在夜间或用电高峰时继续发电，可以提高太阳能利用的稳定性。

　王志峰参与了中国早期塔式太阳能试验电站建设，也推动跨季节储热、高温太阳能工业利用和超临界二氧化碳发电等研究。

　一个很有代表性的方向，是利用太阳能高温热量烧制陶瓷和水泥。传统水泥和陶瓷生产需要大量化石能源，如果太阳能进入这些工业过程，就有机会减少碳排放。

　他的团队还探索把夏季太阳热量储存到冬季使用。跨季节储热说明太阳能不仅可以解决白天与晚上的时间差，也可以尝试解决夏季与冬季之间的能源差异。

　能源转型不会只依靠一种技术。光伏、电池、储热、电网以及不同清洁能源需要形成组合。

太阳能热发电：태양열발전
储热技术：열저장 기술
跨季节储热：계절간 열저장
高温热能：고온 열에너지
超临界二氧化碳：초임계 이산화탄소
工业过程：산업공정
碳排放：탄소배출
能源转型：에너지전환