독일, 태양광 박막기술로 승부 내걸어

- 박막형 모듈 제조기술, 틈새시장으로 활용하자 -

보고일자 : 2008.11.30.

함부르크 코리아비즈니스센터

이수영 flecky@kotra.or.kr

□ 독일 재생에너지산업, 금융위기에도 성장 유망산업 1순위로 꼽혀

 ○ 최근 11월 27일 발표된 독일 재생에너지청의 독일 각 분야 1000개 중소기업 임원진을 대상으로 실시한 설문조사 결과에 따르면, 전체 설문대상자 중 96.1%가 재생에너지산업이 세계적인 경제침체에도 불구, 지속 성장 유망한 독일의 대표산업 1순위로 손꼽음. 이유로는 전 세계적으로 지속 강화되는 친환경정책과 더불어 독일의 세계적인 기술력 우위가 제시됨. 경기 침체의 변수에도 불구하고 품질로 승부하는 독일제품에 대한 수요에는 변함이 없다는 것이 독일 중소기업 임원진의 공통적인 의견임.

 ○ 아울러 독일연방 태양광 경제협회의 최근 발표에 따르면, 독일이 태양광 기술력 세계 1위의 수준을 유지하고 있으며, 이를 근거로 수출비중 또한 2008년 11월 현재 46%에서 향후 2년간 76%로 늘어날 것으로 예상함.

 ○ 이미 독일연방정부에서는 태양광산업을 독일의 미래 성장을 이끌어갈 산업으로 지정, 2006년부터는 Hightech Strategy Germany 명칭의 미래성장산업 지원정책의 일환으로 연구개발에 집중 투자하고 있음(주무부처 : 연방환경부). 태양광산업 중 연방정부의 집중 지원 타깃 세부분야는 기존의 폴리실리콘 셀의 효율 증진 기술과 박막형 태양광 기술임. 독일 연방정부의 지원에 힘입어 독일 태양광 산업계의 독보적 기술 우위는 장기적으로 지속될 것으로 전망함.

□ 독일, 박막형 태양전지 개발로 기술력 격차 벌리자

 ○ 현재 태양광산업계의 최대 과제는 태양광 발전단가를 기존의 전략단가로 낮추는 것, 즉 'Grid Parity'의 달성이나 태양전지의 핵심원료인 폴리실리콘의 공급 부족으로 원료 가격의 지속 상승 및 이에 따르는 생산비용 증가로 인한 높은 태양광 발전단가가 장애물임.

  - 태양광전문지 포톤지의 분석에 따르면, 2010년까지의 핵심원료인 폴리실리콘의 공급 가능량은 전 세계 태양전지 생산능력의 70%에 불과함. 이에 2004년 ㎏당 32달러였던 폴리실리콘이 2008년 현재 무려 2배인 70달러에 판매되고 있는 실정임.

  - 최근에 들어 중국 및 한국의 대형 화학업계에서 폴리실리콘 제조사업을 개시해 향후 제조사 수가 증가함에 따라 원료가격도 내려갈 전망이지만, 수준 높은 기술력 노하우를 요해 시장진입 장벽이 높은 분야인 만큼 단·중기적으로 수급 불균형은 지속될 것으로 전망함.

  - 실제 폴리실리콘 제조분야는 미국의 헴록사·독일의 바커화학사·노르웨이의 알이씨 실리콘사에서 세계 폴리실리콘 시장의 82%를 점유하며, 그 밖에 약 69개사의 작은 제조사들로 구성돼 있어 아직까지 공급자가 소수에 불과함.

 ○ 이에 대한 대안으로 급부상하고 있는 박막형 태양모듈의 경우, 종류에 따라 기존 폴리실리콘 모듈에 비해 불과 1/10의 폴리실리콘을 원료로 필요하거나, 아예 폴리실리콘에 의존하지 않고 Cu·In·Ga의 금속을 사용해 생산단가가 저렴하고 대량생산이 가능함. 단, 단점으로는 기존 폴리실리콘 모듈(효율 : 14~17%) 대비 효율이 7~11%로 평균 7% 정도 낮아, 현재 박막형 태양전지 연구개발분야의 관건은 효율을 올리는 데 있음.

 ○ 2007년 기준, 전체 태양광 셀 시장의 90%가 기존의 폴리실리콘 근간의 셀이며, 박막형 태양전지는 10%에 불과하나 기술개발의 성과로 점차 시장점유율을 확대, 2012년에는 약 20%를 넘길 것으로 전망됨.

세계 태양광 시장 점유비 - 폴리실리콘 모듈 및 박막형 모듈

자료원 : PV Status Report(2007)

  - 이 중 독일은 2007년 박막형 모듈 생산실적 기준 75㎿p를 생산해 박막기술분야 세계 1위 국가임. 대표적인 기업으로는 CIS계 박막형 모듈 제조사인 뷔르트 솔라사로, 11%의 발전효율을 기록하고 있음.

  - 독일 태양력수소연구센터(ZSW)에 따르면, 현재 아직 연구개발 단계에 있는 업체를 포함하면 향후 3~4년 사이에 독일 내 총 21개사가 상업 양산을 개시할 전망임.

  - 2008년 11월 현재 독일 내 박막형 모듈 제조사는 아래와 같음.

    1) Würth Solar

    2) Sontor

    3) Avancis

    4) Johanna Solar

    5) Sulfurcell

    6) Ersol Solar

    7) Calyxo

    8) Solibro

    9) CSG Solar AG

   10) Schott Solar

 ○ 독일 연방정부는 태양광분야 중 기존의 폴리실리콘 모듈의 효율 증진기술분야(도표 57%) 및 박막형 모듈(도표 CIS계 및 실리콘 박막기술 37.6%) 연구개발분야에 집중 지원하고 있음. 2007년 10월 독일연방환경부(BMU)에서 지정한 독일 PV분야 육성 중점 5대 분야 중 박막기술이 차세대 태양광 기술로 포함돼 있으며, 전체 태양광 기술 중 제2대 집중 투자 분야임.

R&D 예산 신규 지원 세부분야(2007)

자료원 : 연방환경부(BMU)

□ 박막형 모듈 제조기술, 틈새시장으로 활용하자

 ○ 태양광업계의 최근 트렌드는 박막형 기술분야가 차세대 성장동력으로 활용되고 있다는 점임.

  - 대표적인 예로는 2012년까지 박막형 태양전지 세계시장의 50% 점유를 사업목표로 내걸며, 생산라인에 대한 대폭 투자를 결정한 일본의 사프사를 들 수 있음. 기존의 1위 자리를 누리던 샤프사는 2007년에 독일 큐셀사에 밀려 2위로 하락한 이후, 세계 1위의 자리를  회복하기 위한 전략으로 박막형 태양전지 분야에 대한 대폭 투자를 결정함.

 ○ 태양광 분야 후발국인 한국 산업계 또한 박막형 모듈 제조 시장을 태양광 분야 세계 점유율을 늘릴 수 있는 틈새 시장으로 적극 활용할 필요 있음.

  - 기존의 폴리실리콘을 근간으로 한 모듈 제조 시장의 경우, 이미 독일·일본·중국 3대국이 세계 시장을 선점하고 있고, 기술력 기준으로 독일과 일본에 비해 후발국이면서 중국 대비 가격경쟁력이 약한 한국의 태양광업계는 현재 아직 미성숙 단계의 박막형 모듈 시장으로 노리는 것이 효율적일 것임.

  - 특히 11월 19일 자 독일 태양광클러스터 솔라벨리의 행정총괄자이자 독일 태양력프라운호퍼 센터장인 Dr. Bagdahn과의 면담에서도 확인되었듯, 박막형 모듈 공정 기술이 LCD 디스플레이 공정 기술과 유사한 만큼, 한국 업계에서 디스플레이 제조 기술력을 적극 적용한다면 시장 진입이 더욱 빠를 것임.

 ○ 현재 박막형 태양전지의 상업양산에 성공한 국내 유일한 업체인 한국철강에서 최근 11월 19일 독일 커너지사에 대한 우선 공급을 약속하는 MOU를 체결한 사례에서 볼 수 있듯, 독일 박막형 모듈 제조사 대비 가격경쟁력을 내세우는 한국 제품에 대한 수요는 이미 존재하고 있음.

자료원 : 연방환경부, PV Status Report 2007, Photon지, 솔라벨리 DR. Bagdhan 면담 결과(2008.11.19)