미세먼지는 태양광발전효율도 20% 가량 떨어뜨려...한국기상학회 봄학술대회 발표

최근 정부가 미세먼지를 해소하기 위한 대책의 일환으로 ‘인공강우’ 효과를 실험하고 있지만 미세먼지 제거에는 도움이 되지 않고 실현가능성이 낮다는 분석결과가 나왔다. 이와 함께 미세먼지는 태양광발전 효율도 20% 가까이 떨어뜨려 에너지 전환정책을 고민하는 정부에 시름을 안겨줄 것으로 보인다.

연세대 대기과학과 구름물리연구실 염성수 교수팀은 2010년 10월~2018년 12월까지 기상청 서울관측소의 시간당 구름량과 미세먼지(PM10) 농도, 유럽중기예보센터 재분석 기상자료를 활용해 고농도 미세먼지가 발생한 날 인공강우 성공 가능성은 매우 낮다고 1일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 2~3일 이화여대에서 열리는 ‘2019 한국기상학회 대기물리, 환경및응용기상분과 합동 봄학술대회’에서 발표될 예정이다.

연구팀이 분석 대상으로 삼은 고농도 미세먼지 발생일은 미세먼지 농도가 150㎍/㎥인 날로 환경과학원 예보기준으로 ‘매우 나쁨’에 해당하는 날이다. 분석결과 고농도 미세먼지가 발생한 날 한반도의 평균 기상상황은 하층에 약한 상승기류가 있지만 습도가 낮아 구름이 발생하기 매우 어려운 조건으로 나타났다. 고농도 미세먼지가 발생한 날은 인공강우를 위해 구름씨를 뿌릴 만한 구름이 없다는 의미이다.

구름량을 분석했을 때도 미세먼지 농도가 높아질수록 구름의 양은 줄어든다는 것이 확인됐다. 고농도 미세먼지가 나타난 날은 한반도 상공에서 구름 발달이 제한적이기 때문에 인공강수를 사실상 시행할 수 없다는 뜻이다.

인공강수 성공의 결정적 요인은 구름 씨앗을 뿌릴 수 있는 구름의 존재이다. 이와 함께 대기 중 존재하는 액체 물의 총량을 뜻하는 ‘액체수경로’와 얼음 총량을 뜻하는 ‘빙정수경로’도 고농도 미세먼지가 발생한 날은 그렇지 않은 날에 비해 각각 10분의 1, 3분의 1 수준으로 비를 내리기는 충분치 못하다.

인공강우로 미세먼지를 제거할 가능성은 희박하다는 주장들은 있었지만 이번처럼 국내 기상상황과 미세먼지 상황을 분석해 인공강수의 미세먼지 저감 가능성이 낮다는 것을 보여준 것은 처음이다.

염성수 교수는 “보다 확실한 결론을 도출하기 위해 심층적이고 포괄적 연구가 필요하지만 이번 연구를 통해 인공강우가 고농도 미세먼지 저감 대책으로는 효율적이지 못하다는 점을 보여줬다”라고 설명했다.한편 서울대 환경대학원 정수종 교수팀은 미세먼지가 태양광 발전량을 최고 20% 가량 떨어뜨릴 수 있다는 연구결과를 발표했다. 정 교수팀은 2015~2017년 서울과 전남지역의 시간당 태양광 발전량, 미세먼지를 포함한 기상자료를 이용해 미세먼지와 기상요소가 태양광 발전량이 어떤 영향을 미치는지 분석했다.

분석 결과 전남지역 태양광 발전량은 태양 고도각이 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 전남지역 미세먼지(PM10) 농도가 ‘나쁨’일 경우 태양광 발전량은 설비용량에 비해 17~21.4% 감소하고 초미세먼지(PM2.5) 농도가 나쁨일 경우는 16.4~22.3% 줄어드는 것으로 조사됐다.

서울의 경우도 미세먼지 농도가 ‘나쁨’일 때는 19.3~22.1%, 초미세먼지가 나쁨일 때는 11.1~13.4% 태양광발전량이 줄어드는 것으로 나타났다. 이 같은 현상은 미세먼지가 태양광을 흡수하거나 산란시켜 태양광 패널에 도달하는 빛을 줄이기 때문으로 해석됐다.

정수종 교수는 “이번 연구는 미세먼지가 태양광 발전량에 부정적 영향을 미친다는 사실을 처음 확인한 것으로 미세먼지 농도에 따라 태양광 발전량의 감소량을 예측할 수 있게 됨에 따라 태양광 에너지의 효율적 생산과 보급에 반드시 고려해야 할 것”이라고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr