농업과 태양광 발전소 사이의 균형을 찾는 과학적 해결책 없을까?

최근 조사에 따르면, 프랑스 시골에서는 에너지 회사들이 서둘러 태양광 발전소를 설립하고 있으며, 이로 인해 농업이 소외될 위험에 처해 있다. 이 때문에 과학자들이 해결책을 찾기에 골몰하고 있다.

지난해 3월, 프랑스 정부는 농지에 대한 모든 태양광 프로젝트가 수확량 향상부터 서리나 폭염으로부터 농작물을 보호하는데 이르기까지 농업을 위한 서비스를 제공하도록 요구하는 법안을 통과시켰다. '재생 에너지 생산 가속화에 관한 법령'이라는 제목의 이 법안은 농작물보다 태양 에너지 수확에 필요한 토지의 양이 증가함에 따라 농업을 보호해야 한다는 요구가 높아짐에 따라 이를 해결하기 위한 것이다.

이러한 추세는 태양광 패널의 비용이 줄어들고 태양광 기술의 수익성이 높아짐에 따라 일반화되고 있다. 프랑스에서는 토지 소유주가 에너지 회사에 토지를 임대하여 기존 농업으로 얻는 수익보다 헥타르당 10배에서 100배까지 더 많은 수익을 올릴 수 있다. 그런데 이는 농지의 미래를 위험에 빠뜨리게 된다.

이 법안은 식량 생산에 사용되는 토지의 수확량을 손상시키지 않으면서 태양광 패널을 설치하려는 에너지 회사의 요구를 충족시키는 타협안을 마련하기 위한 것이다. 생산성 목표를 달성하지 못했을 때 토지 소유주가 받을 수 있는 벌금을 명시하는 법안을 포함하여 이 문제에 대한 더 많은 법안이 초안화되고 있다.

2050년까지 100기가와트의 태양광 발전을 생산하겠다는 정부의 목표가 논의의 중심에 있지만, 농업계 로비가 막강한 정치적 힘을 가진 프랑스에서는 모든 논의가 정치적 긴장으로 가득 차 있다. 게다가 프랑스의 시장 세력 간 균형 변화는 다른 곳에서도 경제적 변화를 예고할 수 있다. 태양광 발전소 건설 비용이 저렴해지고 전 세계 많은 국가가 더 많은 재생 에너지를 요구함에 따라 기존 농경지는 어떻게 대처해야 할지 우리도 고민해봐야 한다.

최근 유럽 전역, 특히 프랑스에서 계속되는 농부들의 시위는 농지에서의 태양광 기술 사용을 둘러싼 향후 논쟁에 영향을 미칠 수 있다. 새로운 규칙에 대한 불신과 더 나은 가격과 저렴한 농지에 대한 접근성에 대한 요구가 농부들의 시위에 불을 지폈다.

프랑스 생태 전환 기관에 따르면 태양광 프로젝트는 2022년에 프랑스 전력망에 16기가와트를 기여할 것으로 예상된다. 지금까지는 1.3기가와트만이 농업 기업에 건설된 태양광 발전소에서 나올 것으로 예상되며, 이 중 일부는 아직 건설 중이다. 약 61.4기가와트(국가 전력의 45%)는 원자력을 통해 생산된다. 현재 재생 에너지는 프랑스에서 소비되는 전체 에너지의 20%에 불과하며, 정부는 2030년까지 33%까지 끌어올리겠다고 약속했다. 또한 2030년까지 에너지의 42.5%를 재생에너지로 충당한다는 유럽연합의 보다 야심찬 목표도 준수할 계획이다.

프랑스 연구자들은 수십 년 동안 농작물의 성장에 피해를 주지 않고 태양광 패널을 설치할 수 있는 방법을 연구해 왔다. 프랑스 국토의 절반을 차지하는 농장은 도시 지역이나 숲, 자연 보호 구역에 비해 태양광 발전 프로젝트를 진행하기 가장 쉬운 장소다.

몽펠리에에 위치한 프랑스 국립농업식품환경연구소(INRAE)의 크리스티앙 듀프라즈와 그의 농학자 팀은 식물을 위한 임시 그늘의 장점과 태양광 기반 시스템이 어떻게 도움이 될 수 있는지 연구하고 있다. 프랑스 남부의 옥시타니아에서 연구팀은 지구 온난화로 인한 혹독한 기온을 완화할 수 있는 다양한 방법을 실험하고 있다. 태양열 패널이 장착된 그늘막 구조물도 이러한 기술 중 하나다. 듀프라즈가 애그리볼타익(agrivoltaic)이라고 이름 붙인 이 시스템은 단순히 농지 면적을 대체하는 것이 아니라 필요할 때 농작물 위에 패널을 설치하여 햇빛으로부터 농작물을 보호하는 것이다.

듀프라즈는 "농작물은 태양 광선을 모두 사용하지 않는데, 작물의 필요량은 수명 주기에 따라 달라지며, 곡물을 채우고 생산 주기가 끝날 때와 같은 일부 단계는 다른 단계보다 더 적은 빛을 필요로 한다"고 말하고 있다. 또한 이 패널은 밤 서리, 우박, 폭염과 같이 수시로 찾아오는 기상 위험으로부터 보호해야 한다. 따라서 기술적 과제는 태양 에너지를 활용할 수 있을 뿐만 아니라 그 아래에서 자라는 작물의 요구에 적응할 수 있을 만큼 스마트한 구조를 만드는 것이다.

농경 추적 모델
듀프라즈 연구팀과 10년 이상 공동 연구 프로그램을 운영해 온 프랑스 리옹에 본사를 둔 썬아그리(Sun'Agri)를 비롯한 여러 기업이 이러한 모델을 연구하고 있다. 썬아그리의 농업 경제학자 데미안 푸메이는 프랑스 남부의 밭에 모바일 태양광 패널을 설치한 결과 포도나 과일과 같은 다년생 작물의 수확량이 증가했다고 말한다.

INRAE는 또한 2023년 2월에 에너지 기업을 포함한 56개 파트너로 구성된 국가 클러스터를 설립하여 농업용 태양광 연구를 진행하고 있다. 농학자 아브라함 에스코바-구티에레즈(Abraham Escobar-Gutiérrez)는 2023년 국제학술지 '어플라이드 에너지(Applied Energy )에서 콩나물 같은 식물인 루체른 작물(Medicago sativa)을 모바일 패널과 함께 사용하면 증발산량 감소와 그늘진 환경에 대한 식물 적응 덕분에 다른 곳보다 약간 높은 수확량을 보인다는 결론을 내렸다.

영농형 태양광 발전 모델은 표면적으로는 매력적인 타협안으로 보이지만, 단순히 태양을 향해 배치하는 패널 시스템보다 전기 생산량이 낮기 때문에 에너지 업계에서는 그다지 매력적이지 않다. 비평가들은 또한 이러한 시스템의 비용도 지적하고 있다. 에스코바-구티에레즈는 정교한 농업 추적 시스템이 표준 태양광 발전소보다 10배 더 비싸다고 추정한다.

태양열 패널로 덮을 수 있는 토지의 비율을 둘러싼 또 다른 싸움도 벌어지고 있다. 에너지 기업들은 수익성을 명분으로 프랑스 정부에 농지의 최대 40%까지 태양광 패널로 덮을 수 있도록 합법화해 달라고 로비하고 있다. 농업 경제학자들은 25%가 넘으면 농업 생산이 위태로워진다고 반박하고 있다. 듀프라즈는 "농업 손실을 금지하면서 패널의 높은 커버리지를 허용하면 법의 집행이 불가능해질 수 있다"고 우려한다.

지속가능한 농업과 친환경 전력 전환 사이의 균형을 찾으려는 또 다른 국가인 일본은 토지 면적이 아닌 수확량 손실을 규제하는 방식을 선택했다. 2013년부터 일본은 농지에 태양광 패널을 설치하는 농부들에게 주변 농지의 평균 수확량 대비 20% 미만의 수확량 감소를 준수하도록 규정하고 있다. 도쿄의 '지속가능한 에너지 정책 연구소(ISEP)'의 연구원 크리스티안 도트는 일본 농민들이 이 규정, 특히 이를 준수하지 않는 농가에 대한 위협에 대해 우려하고 있다고 전한다. "80%의 생산량 요건과 이를 충족하지 못하는 농업 발전 프로젝트를 해체할 수 있는 법적 가능성은 여전히 일본에서 농업 발전의 확장을 가로막는 큰 장벽"이라고 지적하고 있다.

햇빛 싸움
법안이 마련되고 있지만 일부 농업 지역에서는 이미 너무 늦은 감이 있다. 2000년경 태양광 패널이 상업적으로 저렴해지기 시작하면서 프랑스 농지에서 과일과 채소를 재배하는 광대한 온실 중 상당수가 진취적인 농부들에 의해 태양광 패널로 교체됐다. 2018년 프랑스 피레네-오리엔탈레스 지방 당국은 태양광 패널을 설치한 온실의 3분의 2에서 작물이 완전히 비워졌다고 추정했다.

작년의 법안은 균형을 바로잡고 앞으로는 이런 일이 발생하지 않도록 하는 것을 목표로 하고 있다. 2023년 법이 시행되기 전에는 농업 분야의 태양광 프로젝트가 전국적으로 매우 불균형적이었으며, 일부 지방 당국은 모든 프로젝트를 허용하는 반면 다른 당국은 농업이라는 명목으로 체계적으로 차단했다. 프랑스 푸아티에 대학의 농촌법 연구자인 브누아 그리몽프레즈는 "법은 이 둘 사이의 가교를 찾으려고 노력하고 있다"라고 설명한다. 에스코바-구티에레즈 같은 사람은 이를 낙관적으로 보고 있다.

듀프라즈는 "프랑스와 일본의 규제 접근 방식은 식량의 품질과 공급을 보호하는 데 동기가 있는 반면, 미국과 독일에서는 최저 비용으로 토지에 접근하고자 하는 에너지 로비의 지원을 받아 다른 시장 중심 트렌드가 나타나고 있다"고 말한다. 독일은 태양광 패널 시스템을 설치한 농장에서 수확량의 3분의 1 손실을 감수하고 있다. 그러나 토지 사용과 관련하여 비슷한 갈등을 겪고 있는 국가에서는 앞으로 몇 년 동안 더 많은 법적, 경제적 분쟁이 발생할 수 있다.

일부 국가에서는 모두를 위한 공간이 존재하고 있다. 듀프라즈는 "스페인이나 미국처럼 경작이 불가능하고 비생산적인 면적이 넓은 국가에서는 상황이 다르다"고 덧붙였다.

우리도 타산지석을 삼아야 한다.