신재생 에너지가 뜬다(태양열 에너지 편)

- 최근 두자릿수 성장, 기술과 디자인 보완으로 태양전지시장 확대 –

 

보고일자 : 2007.4.16.

구민경 로스앤젤레스무역관

glominkk@kotrala.com

 

 

□ 태양전지시장 동향

 

 Ο 미국 태양열 패널시장, 2006년 33% 성장

  - 전세계 시장에서는 독일이 가장 높은 55% 시장점유율을 기록했고 뒤를 이어 일본이 17%를 차지했음. 미국은 8% 시장점유를 기록해 3위를 차지했음.

  - 2006년 미국시장은 8억4800만 달러 규모에 달했고 전년대비 무려 33% 성장했음. 2006년 중 설치된 패널은 140메가와트에 달했음.

  - 매출액이 급격히 성장한 데에는 환경정책과 대체에너지 붐에 힘입어 패널의 수요가 증가한 것과 패널의 주요 원자재 실리콘 가격이 인상돼 제품가격이 인상된 것 등 복합적인 요소들이 작용함.

  - 캘리포니아 정부에서는 환경정책을 세워 태양열 패널을 설치한 주택 및 상업건물 개발업체나 집주인에게 세금공제 인센티브를 제공하고 있음.

  - 대체에너지 붐과 함께 태양열 에너지에 대한 관심도 증가하면서 작게는 가정집 개조와 소규모 주택 개발프로젝트, 크게는 공공건물과 공장에 태양열 패널 설치가 늘어났음.

  - 주목할만한 동향으로는 대규모 태양열 에너지 건축개발 프로젝트가 늘고 있다는 것임. 예를 들어 백만 달러 이상의 비용을 들여 공장건물에 태양열 패널을 설치하는 것임. 일례로 캘리포니아 중부 Stockton시에 위치한 Van De Pol Petroleum 정유공장은 110만 달러를 들여 132킬로와트 태양열 발전 시스템을 설치하기로 했으며 캘리포니아 가스전기 공급사(Pacific Gas and Electric Company)로부터 46만 달러가 넘는 리베이트를 받을 수 있게 됐음.

  - 또한 최근 발표된 대규모 태양열 패널 설치사업으로는 Lenna Bay Area Homebuilding사가 계획하고 있는 캘리포니아 북쪽 San Ramon 275가구 신규주택에 Sun Power Corporation 브랜드 Power Light 패널 설치가 있음.

 

 Ο 태양열 패널시장, 실리콘 원자재 가격인상이 최대 문제

  - 태양열 패널시장이 현재 빠르게 성장하고 있는 가운데 가격안정성이 향후 지속적인 시장성장에 있어서 중요한 과제가 될 것으로 보임.

  - 최근 태양열 패널의 중요 원자재인 실리콘의 가격이 인상함에 따라 패널가격 또한 인상했음. 2010년까지 실리콘의 가격이 꾸준히 인상할 것으로 예상되면서 태양열 에너지 패널 생산의 가격경쟁력을 높이는 것이 최대 관건으로 떠오르고 있음.

  - 가격경쟁력을 위해 일본 독일과 미국은 정부 보조를 받아 대형공장을 설립하고 규모의 경제를 실현하기 위해 노력하고 있음.

  - 또한 일반 실리콘보다 저렴한 실리콘칩 생산 부스러기(silicon scraps)를 주요 원료로 하거나 높은 기술의 고효율 패널을 개발하는데 힘쓰고 있음.

 

 Ο 태양열 발전기 주목

  - 현재 태양열 제품 중에는 패널(Photovoltaic 또는 Solar Panel)이 가장 대표적이나 주목할만한 제품으로는 태양열 발전기 또는 발전 시스템이 있음.

  - 발전기는 태양열로 물을 가열해 만들어진 스팀이 터빈을 돌리는 원리를 바탕으로 하고 있으며 상업용 건물에 사용될 때 에너지 사용효율을 크게 높일 수 있음.

 

□ 태양열 패널업계 동향

 

 Ο 광전지 제조업체, 일반 지붕 및 건축자재업체와 협력 증가

  - 캘리포니아 Solana Beach 소재 Open Energy 패널회사와 콘크리트 지붕 타일 제조업체 Eagle Roofing Products사는 태양열 에너지 제품을 제조 및 유통하는데 협력하고 있음. Open Energy사는 자체 브랜드 Solar Save 지붕기와를 Eagle사를 통해 공급하기로 마케팅 계약을 체결했고, 이를 시작으로 Eagle 브랜드 콘크리트 기와에 광전지를 접목시킨 태양열 지붕기와 개발 특허를 신청하는 등 지속적인 협력관계를 갖기로 했음.

   · 기술제휴와 제품개발을 통해 안전하고 공기오염이 없는 타일을 개발하고 시장 인지도를 높이는데 주력하고 있으며 광전지를 주택 건축에 통합시켜 시장성을 높이고 있음.

   · Open Energy와 Eagle 브랜드가 출시할 예정인 태양열 지붕기와 제품은 새로 건축하는 건물 외에도 일반건물 개조에도 쉽게 사용될 수 있게 태양열 사용을 늘리는데 도움이 될 것으로 보임.

 

  - 캘리포니아 북쪽 최대 지붕업체 Old Country Roofing(OCR)사와 에너지 회사 BP Solar, Fat Spaniel Technologies와 Xantrex Technology Inc.가 태양열 지붕 공급 계약

   · OCR사는 Turn-Key Solution통합 서비스 프로그램에 BP Solar 의 Energy Tile 제품을 포함해 서비스 종류와 대체에너지를 사용하는 '그린' 이미지를 높였고 BP Solar사는 마케팅을 강화했음.

   · OCR사는 주택개발업체 Christopher Homes와 Tim Lewis Communities와 납품계획을 맺고 계획 중인 태양열 가정집에 Turn-key Solution을 제공하기로 했음.

   · OCR는 협력을 통해 기존에 쓰이던 지붕 위에 겹으로 올려지는 패널 대신 지붕과 바로 연결을 해 디자인 측면에서 보기에 부드러운 태양열 지붕제품을 제공하고 있음.

 

태양열 패널을 지붕에 설치한 집의 모습	Open Energy사가 Eagle Roofing Products를 통해 판매하는 SolarSave 태양열 지붕 기와

    자료원 : BP Solar, Open Energy

 

 Ο 공공건물 태양열 패널 설치 증가

  - 캘리포니아 프래즈노 요세미티 국제공항이 최근 태양열 패널을 설치했음.

   · 25 에이커 규모의 프래즈노 공항은 World Water & Power Corporation 에너지 회사와 협력해 2메가와트 태양열 패널을 포함한 통합 태양열 시스템을 설치했고 2008년 완성할 예정임.

   · 이번 대규모의 공항 태양열 시스템은 공항에서 사용되는 전력 중 40%를 제공할 예정이며, 25년 내에 1280만 달러 절약이 예상됨.

  - 캘리포니아 산타크루즈 교육구는 교육구에 속한 14개 학교에 태양열 패널을 설치할 예정임.

   · 캘리포니아 내 20개의 학교가 태양열 패널을 설치한 가운데 최근 캘리포니아 중부 산타크루즈 교육구는 교육구 내 14개 학교에 태양열 패널을 설치할 계획을 발표했음.

   · 학교에 설치될 패널은 통합해 2400만 달러가 될 것으로 예상되고 있고 패널을 통해 92% 절전효과를 기대하고 있음.

   · 이번 프로젝트는 에너지 브로커 회사 Generating Assets사 중심으로 계획됐으며, Generating Assets사가 Santa Cruz시 소재 에너지회사 Solar Technologies에게 2400만 달러 광전지 설치비용을 지불하고 패널을 소유하게 되는 형식으로 이뤄졌음. 교육구는 Generating Assets에 매년 75만달러를 지불하게 됨.

 

□ 기술개발 현황

 

 Ο 기존 태양전지 모듈 원리

  - 일반적으로 널리 사용되고 있는 태양전지는 반도체에 의한 태양전지에 태양열을 받아 전력을 발생하는 것으로 태양전지 자재는 실리콘 반도체가 대부분임.

  - 실리콘 반도체로 된 단결정 및 다결정 태양전지는 변환효율과 신뢰성이 높아 널리 사용되고 있음.

  - 그러나 최근 실리콘 자재가격이 높아지면서 좀 더 저렴한 자재를 개발하는데 관심이 높아지고 있음.

 

 Ο 신소재 박막 재질의 실리콘필름 사용

  - 태양열 업계의 대표업체 First Solar사가 사용하고 있는 자재임.

  - First Solar은 기존에 사용되던 태양전지 모듈원리에 레이저 기술을 적용해 전지간 전류가 이동할 때 손실되는 전력을 최소화하고 태양전지의 효율을 높이고 있음.

  - 박막재질의 필름을 사용할 경우 일반적으로 사용되던 실리콘으로 제조할 때와 비교해 킬로와트 당 생산단가를 8~12센트로 줄일 수 있는 것이 최대 장점임.

 

 Ο 나노 폴리머 플라스틱 자재 사용

  - First Solar와 쌍벽을 이루는 Konarka사는 태양열 제품에 사용되는 나노 폴리머 자재를 개발해 높은 관심을 얻고 있음.

  - 빛에 민감한 나노 폴리머 플라스틱은 다양한 색깔과 무늬를 띨 수 있으며 저렴한 가격에 다양한 형태로 기판을 덮을 수 있음.

  - 나노 폴리머 자재는 크기가 작아 지붕, 기둥, 텐트, 창문 등 여러제품에 다양한 모양으로 부착될 수 있어 기존에 사용되던 실리콘 전지보다 적용이 다양함.

  - 이 밖에 컴퓨터와 전화기 같은 전자제품에도 사용될 수 있음.

 

□ 시사점

 

 Ο 대체에너지 붐을 타고 태양열시장 크게 성장

  - 석유가격이 올라가고 친환경 대체에너지에 대한 관심이 높아지면서 신재생 에너지산업이 크게 부상하고 있음.

  - 또한 캘리포니아 정부에서 태양열 패널 등을 설치하는 업체와 집주인에게 세금공제 등의 혜택을 주어 태양열 사용제품의 수요를 높이고 있음.

  - 현재 태양열 제품 중에서는 패널이 대표적이고 향후 태양열을 이용한 터빈기계, 발전기계 등의 개발이 주목됨.

 

 Ο 태양열 제품업계, 건축자재 및 건축개발업체와 협력증가하고 대형 프로젝트에 관심

  - 기존에 사용되던 태양열 패널은 지붕 위에 커다랗게 올려져 미관상 보기 좋지 않았으나 최근 태양열 제품 회사와 건축자재업체가 협력해 일반 지붕기와 등 건축자재에 태양열 전지기술을 접목시킨 얇고 보기 좋은 디자인의 제품을 활발히 개발하고 있음.

  - 패널 공급업체들은 대규모 주택건설을 계획하고 있는 건축개발업체와 계약을 맺어 패널 설치를 맡는 등 다양한 마케팅을 시도하고 있음.

  - 주택이나 작은 상업용 건물 외에도 대규모 공장, 학교 등에 설치 증가

 

 Ο 가격경쟁력을 높이고 전지의 효율과 적용 가능성을 높일 수 있는 기술개발에 높은 관심

  - 태양열 패널의 수요가 올라감에 따라 시장이 성장함과 동시에 태양열 패널의 주요 자재인 실리콘 가격이 올라가면서 패널의 가격경쟁력에 대한 우려가 계속되고 있음.

  - 따라서 기존에 사용되던 실리콘보다 저렴한 박막재질의 필름 또는 나노 폴리머 플라스틱 등의 자재들이 발굴 및 개발되고 있음.

  - 패널은 제품 특성상 일회 설치 후 장기간 이용이 계속되고 쉽게 교체할 수 없어 전력효율성이 매우 중요한 요소로 여겨짐. 이에 따라 패널 효율을 높일 수 있는 기술개발이 향후 시장진출과 시장점유에 매우 중요하게 작용할 것으로 예상됨.

 

 

자료원 : Reuters, Clean Edge, National News, the Street, Solar Buzz, Konarka, US Department of Energy