패널 아래 뜻밖의 오아시스
중국 북서부에서 목축을 하는 49세 예흐도르는 1998년의 절박했던 시절을 기억한다. 탈라탄 고비 사막 전역에서 천연 목초가 사라져 소와 양이 굶주렸다. 그와 아버지는 먼 마을까지 가서 건초를 산 뒤, 험한 지형을 세발자전거로 헤치며 싣고 돌아왔다. 한번은 과적한 수레를 끌다 예흐도르가 발목을 다쳤다. 지난 세기 말 사막화율이 98.5%에 이른 이 사막에는 모래폭풍과 고된 삶만 남아 있었다.
오늘날 예흐도르는 달라진 풍경을 오토바이를 타고 달린다. 한때 황무지였던 칭하이성 궁허현의 162제곱마일에 걸쳐 짙푸른 태양광 패널이 펼쳐져 있다. 패널 아래에서는 양들이 무성한 풀을 뜯는다. 풀이 너무 빽빽하게 자라 때로는 패널을 가릴 정도다. 예흐도르의 양 떼는 200마리에서 300마리 이상으로 늘었고, 연간 소득은 약 10만 위안(약 1만4,000달러)에 이르렀다. 30년 전 모래폭풍을 내보내던 땅이 이제는 청정 전력과 ‘태양광 양’이라는 이름의 고급 양고기를 생산한다.
세계 최대 규모의 티베트고원 태양광 발전 시설인 궁허 태양광 발전단지의 이러한 변화는 단순한 에너지 사업 이상의 의미를 지닌다. 학술지 사이언티픽 리포츠(Scientific Reports)에 게재된 동료 심사 연구에 따르면, 이 시설은 사막 지표면 전반에서 측정 가능한 생태 개선 효과를 냈다. 패널은 더 서늘하고 습한 미기후를 만들어 식생이 자라도록 했으며, 생명체가 거의 없던 광활한 땅을 기가와트급 전력과 수천 마리의 방목 가축을 함께 뒷받침하는 생태계로 바꾸었다.
예흐도르는 변화의 경제적 현실을 구체적으로 설명했다.
우리 가족은 양을 키워 1년에 거의 10만 위안을 법니다. 양 떼는 200마리에서 300마리 이상으로 늘었고, 양들도 건강하고 튼튼합니다. 삶이 훨씬 나아졌어요.
세계의 지붕에서 발전 규모 확대
탈라탄 태양광 발전단지는 해발 약 1만 피트의 칭하이·시짱 고원에 자리 잡고 있다. 공기가 희박하고 태양 복사량이 강해 태양광 발전에 이상적인 곳이다. 중국 최초의 1,000만킬로와트급 태양광 발전 기지 사업의 일환으로 2012년 착공했다. 공식 자료에 따르면 2024년 말 단지 면적은 300제곱킬로미터(116제곱마일)를 넘어섰다. 일부 해외 보도는 관련 시설을 포함한 전체 면적을 162제곱마일로 집계한다.
규모 면에서 미국의 비슷한 시설을 압도한다. 현재 이 복합 단지에는 태양광 기업 63곳과 풍력 발전 사업자 28곳을 포함해 에너지 기업 91곳이 입주해 있으며, 계통 연계 용량은 총 1,773만킬로와트다. 고압 송전선은 이 전력을 1,000마일 넘게 떨어진 산업 중심지로 보내 중국의 성장하는 전기차 시장과 인공지능 데이터센터를 뒷받침한다. 지난해 이 지역의 신규 에너지 사업 건설로 지역 농민과 목축민을 위한 일자리가 3,000개 넘게 생겼다.
입지 선정은 실용적인 판단이었다. 탈라탄 고비에는 경쟁적인 토지 이용이 거의 없는 광활하고 평탄한 지형과 지구상에서도 손꼽히는 강한 일사량이 있었다. 대기가 희박한 고원에서는 해수면보다 햇빛이 훨씬 강하게 내리쬔다. 하지만 태양광 패널 설치에 적합했던 바로 그 조건, 강한 복사열과 건조한 기후는 오랫동안 식물의 생장을 막고 심각한 사막화를 초래했다.
그늘이 사막 생태계를 바꾸는 방식
태양광 패널 아래에서 벌어지는 생태 변화는 취약한 환경에서 산업 개발이 이뤄질 때 흔히 전제되는 통념에 도전한다. 시안이공대 연구진은 유럽환경청이 개발한 평가 도구인 DPSIR(추진 요인·압력·상태·영향·대응) 프레임워크를 적용해 궁허 지역의 생태 지표 57가지를 측정했다. 2024년 발표된 연구 결과에 따르면 패널 바로 아래 구역의 종합 생태 건강 점수는 0.4393으로, 완충 구역(0.2858)과 훼손되지 않은 사막 지역(0.2802)보다 상당히 높았다.
생태 변화를 관찰해 온 연구진은 패널 아래 토양 상태가 개선된 것을 측정해 기록했다.
태양광 패널은 지표면의 에너지 균형을 바꿉니다. 패널 밖의 맨땅인 사막보다 패널 아래에서 생물 활동이 활발해진 것을 확인하고 있습니다.
이러한 개선을 일으킨 메커니즘은 의외로 단순하다. 패널이 직사광선을 가로막아 지표 온도를 낮추고 증발을 늦추면서, 보통 몇 시간 안에 사라질 귀중한 수분이 토양에 더 오래 남는다. 위성 원격탐사 자료에 따르면 태양광 발전단지 안의 풍속은 50% 감소했고, 토양 수분 증발량은 30% 줄었다. 2025년 프런티어스 인 인바이런멘털 사이언스(Frontiers in Environmental Science)에 실린 연구에서는 고정형 패널 아래 토양이 인근 노출 지면보다 약 75% 많은 물을 머금은 것으로 나타났다.
정기적인 유지관리 과정에서도 물이 공급된다. 태양광 패널은 발전 효율을 떨어뜨리는 먼지를 제거하기 위해 주기적으로 세척해야 하며, 이때 흘러내린 물이 패널 아래 토양으로 스며든다. 탈라탄 사막에서는 이처럼 일정하게 공급되는 소량의 물이 증발 감소와 맞물려 일부 지역에서 풀이 1미터 넘게 자라게 했다. 국가전력투자공사와 시안이공대 자료에 따르면 발전단지 안의 식생 피복률은 80%에 달했다.
이러한 미기후 완충 효과는 강인한 식물과 토양 미생물이 자리를 잡을 수 있는 조건을 만든다. 그늘은 식물에 스트레스를 주는 일교차를 줄이고, 구조물은 바람의 흐름을 깨뜨려 표토와 어린 싹이 쓸려나가는 것을 막는다. 그 결과 토양 수분 개선이 식물 생장을 돕고, 식물이 다시 토양을 안정시키고 먼지를 줄이는 선순환이 형성된다.
영농형 태양광의 확산
식생이 되살아나자 태양광 발전 사업자들은 예상치 못한 문제에 직면했다. 패널 아래 풀이 무성해지면서 햇빛을 가려 발전 효율이 떨어지기 시작했다. 겨울에는 마른 풀이 화재 위험을 키웠다. 처음에는 기업들이 풀을 수작업으로 제거할 인력을 고용했지만, 비용과 노동력이 많이 드는 방식이었다.
2018년 사업자들은 지역 목축민에게 해결책을 맡겼고, 이는 이후 세계 영농형 태양광의 본보기로 자리 잡았다. 예흐도르 같은 목축민은 이제 패널 아래에서 무료로 양을 방목하며, 제초제나 기계식 풀 제거 없이 자연스럽게 식생을 관리한다. 기술자들은 가축을 수용할 수 있도록 설비를 조정해 패널 배열 간격을 3미터에서 5미터로 넓히고, 설치 높이를 50센티미터에서 1.5~1.8미터로 높였다.
이 방식은 양측에 이득이 되는 것으로 입증됐다. 양들은 무더운 여름날 그늘을 얻고, 개선된 미기후 덕분에 자란 질 좋은 풀을 넉넉히 먹는다. ‘태양광 양’은 품질을 인정받았으며, 목축민들은 브랜드 상품을 개발해 전자상거래 플랫폼을 통해 전국에 판매하고 있다. 양마다 QR 코드가 부착된 귀표 형태의 디지털 신분증이 달려 있어 나이, 예방접종 이력, 소유주 정보 등을 확인할 수 있다.
현지 자치주는 태양광 발전단지 안에 태양광 생태 목장 32곳과 공동 방목장 56곳을 조성했다. 주변 18개 마을에서는 매년 2만 마리가 넘는 양을 키운다. 발전단지의 연간 목초 생산량은 약 11만8,000톤으로 추정되며, 이론상 양 20만 마리를 먹일 수 있는 양이다. 2023년 한 해에만 태양광 양 판매로 목축민들은 총 1,100만 위안의 소득을 올렸고, 과거 빈곤에 시달렸던 마을 173곳은 태양광 관련 사업으로 6,700만 위안의 수익을 냈다.
칭하이를 넘어선 근거
과학자들은 단일 지역 관찰만으로 생태적 효과를 입증하려면 다른 곳에서 재현할 필요가 있다고 강조한다. 중국 내 다른 사막의 태양광 발전 시설에서도 비슷한 양상이 나타나 궁허의 사례가 지역적 특이 현상이 아니라 더 광범위한 추세일 가능성을 보여준다. 쿠부치 사막에서는 30년간의 개발로 한때 모래폭풍을 내보내던 지역이 변화했다. 준마 태양광 발전소가 전력을 생산하는 동시에 관목과 야생동물의 서식지가 됐으며, 여우와 산토끼도 이곳에서 살아간다.
환경관리저널(Journal of Environmental Management)에 발표된 종합 분석은 2010년부터 2018년까지의 원격탐사 자료를 이용해 중국 주요 사막 12곳을 조사했다. 이 기간 태양광 발전소 면적은 0에서 102.56제곱킬로미터로 늘었고, 시설 내 녹화 면적은 30.80제곱킬로미터에 달해 태양광 발전단지 전체 면적의 30%를 차지한 것으로 나타났다. 연구진은 이를 주로 정부 주도 태양광 사막화 방지 사업과 유리한 기후 조건의 결과로 분석했다.
중국 밖에서도 이러한 원리를 시험하고 있다. 캘리포니아의 프로젝트 넥서스(Project Nexus)는 샌프란시스코 동쪽 히크먼 운하 위에 태양광 패널을 설치해 증발을 막음으로써 물 630억 갤런을 절약할 수 있는지 살펴보고 있다. 사막 녹화와는 규모가 다르지만, 작동 원리는 같다. 그늘은 수분 손실을 줄이고 기온을 완화해 건조한 환경에서 식생을 키우거나 물을 보존할 기회를 만든다.
가능성과 규모, 그리고 신중함
개별 현장의 생태적 효과는 탄탄해 보이지만, 연구자들은 무분별한 확대를 경계한다. 기후 모델에 따르면 극도로 대규모인 발전 시설은 지역 대기 순환을 바꿔 태양광 패널에서 멀리 떨어진 강수대에도 영향을 줄 수 있다. 지표면 반사율(알베도)과 열 재분배의 변화는 발전단지 경계를 넘어서는 연쇄 효과를 낳을 가능성이 있다.
효과는 설계와 유지관리에도 크게 좌우된다. 패널 높이와 열 간격, 방향은 지면에 도달하는 빛과 수분의 양에 상당한 영향을 준다. 동서 방향으로 배치하면 남향 배열보다 빛을 고르게 분산할 수 있다. 침식 방지와 수자원 관리가 제대로 이뤄지지 않으면 긍정적 효과는 미약하거나 일시적일 수 있다. 입지 선정도 중요하다. 사업은 민감한 서식지와 이동 통로를 피해 추진해야 한다.
장기 모니터링 역시 과제다. 이 사막의 태양광 발전단지는 대부분 가동 기간이 15년 미만이다. 식생 증가 효과가 시설 노후화 이후에도 지속되는지, 먼지 축적 양상이 어떻게 달라지는지, 변화한 미기후가 지역 생물다양성이나 토양 화학에 예기치 못한 영향을 낳는지 판단하려면 수십 년간의 자료가 필요하다.
핵심 내용
- 칭하이성의 궁허 태양광 발전단지는 티베트고원 해발 고지대에 162제곱마일 규모로 조성돼 세계 최대 태양광 발전 시설로 꼽힌다.
- 과학 연구에 따르면 태양광 패널이 더 서늘하고 습한 미기후를 만들어 발전단지 내 식생 피복률을 거의 완전한 사막화 상태에서 80%까지 높였다.
- 패널 아래 토양 수분은 노출된 사막 지면보다 약 75% 늘었고, 풍속은 50% 감소했다.
- 현지 목축민들은 이제 영농형 태양광 방식으로 패널 아래에서 2만 마리가 넘는 양을 방목해 수백만 위안의 소득을 올리는 한편 자연적인 식생 관리도 제공한다.
- 중국 사막 12곳을 조사한 연구에서는 태양광 발전단지 면적의 30%에서 뚜렷한 녹화가 확인됐다. 다만 과학자들은 장기 모니터링과 신중한 입지 선정이 여전히 중요하다고 강조한다.
