독일, 최고의 장비업체 Centrotherm의 GP 모델을 주목하라

- 독일업체, 최적의 태양전지 생산모델 제시 -

- 발전차액 지원 필요없는 값싼 전력 생산 가능 -

보고일자 : 2008.12.30.

함부르크 코리아비즈니스센터

김평희 pyungkim@kotra.or.kr

□ 태양전지 시장의 중심은 유럽

 ○ 태양전지 시장은 매년 40% 이상 성장, 2015년에는 메모리 반도체 시장을 추월할 것으로 전망함.

  - 세계 각 국은 신성장 동력으로 태양에너지산업을 적극 육성하며, 세계 최대 수요처인 유럽시장에 기업들의 진출이 늘고 있음.

  - 세계 2위 태양전지 업체인 샤프사는 이탈리아 전력회사와 합작으로 박막필름 공장 투자를 추진하며, 한국의 LG전자도 세계 최대 태양광 엔지니어링 업체인 독일 함부르크 소재 Conergy사 공장 인수에 관심을 보인 바 있음.

□ 태양전지 생산의 경쟁력은 가격

 ○ 실리콘, 잉곳, 웨이퍼, 셀, 모듈로 이어지는 5가지 생산 공정을 일관되게 갖추고 값싼 가격에 공급할 수 있는 업체만이 생존할 수 있음.

 ○ 전세계 태양광 발전의 1/3을 차지, 세계 최대의 태양에너지산업 국가인 독일은 경쟁력을 갖춘 업체들이 상당 수 있음.

  - 5단계 태양전지에 직접 관련된 업체는 대략 100개 사에 달하며, 하청·유관 업체는 1만개 사 이상임. 모듈 제조공정 중 한국 업체의 경우 첫 단계인 폴리실리콘 생산단계와 소비단계인 최종 발전단계에만 주로 몰려있음

□ 독일 Centrotherm사의 태양전력 생산 모델

 ○ 독일의 태양광 장비업체로서 2개 상장기업의 하나인 Centrotherm사는 최근 "일반전기가격으로 태양전력 생산모델 제시(Die Grid-Parity Fabrik)" 라는 자료를 발간함.

 ○ 실제로 이 회사는 노르웨이 투자가와 5개 공정 완비 태양전지 생산 공장 투자를 구상하고 있음. 동사에 따르면 현재 정부 발전차액 보조금에 의존하고 있는 태양광 산업이지만 보조금 없이도 일반 가격 전력 생산 가능한 태양전지 공장 (GP:Grid-Parity 공장모델)이 가능한 모델을 제시함.     

  - 입지 및 투자규모 : 이 회사의 공장설립 계획에 따르면 5단계 생산공정 중 폴리실리콘 및 잉곳 제조단계에 가장 많은 전력이 들어가므로 저렴한 전력조달 입지가 중요함. 그 예로 수력발전이 발달, 전력조달이 저렴한 노르웨이 혹은 캐나다를 들 수 있음. 3번-5단계인 웨이퍼, 셀, 모듈은 시장이 가깝고 전문인력 조달이 용이한 곳이 최적지임. 이 회사의 GP 모델에 의하면 첫 번째 2단계 공장은 캐나다에, 나머지 3단계 공장은 독일로 제시함. 최적 투자규모는 5개 공장, 7억 1810만 유로임.

  - 폴리실리콘(캐나다) : 총 투자비용중 2억920만 유로가 이 단계 설비구축에 소요, 가장 높은 비용을 필요로 함. 최근 국제 원자재시장 급변으로 큰 타격받은 기업들의 사례는 자체 실리콘 공장 확보의 중요성을 보여주는 실례임. 이 회사는 GP 모델로 년간 실리콘 2500톤, 모듈 용량 347MW를 제시함. 이보다 생산규모가 적어지면 생산비용이 비례 이상의 비율로 상승함. 원료인 메탈실리콘을 녹이는 반응로는 1차 18개, 재가공용 9개임. 재가공용 반응로는 쓰이고 남은 원료를 다시 녹여 쓰는 고로임. 재가공용 반응로는 훨씬 생산효율을 높여줌

  - 잉곳(캐나다) : 폴리실리콘 덩어리는 결정화를 위한 오븐으로 옮겨짐. 53개의 솥에서 용해돼 덩어리, 즉 잉곳이 됨. 1톤의 잉곳 제조를 위해서는 1.1톤의 실리콘이 필요함. 이는 제조과정 중 손실이 약 10% 정도이기 때문임. 오븐 1개는 450㎏ 용량임. 최근에는 중국 JYT사의 800㎏ 오븐도 있으나, 본 GP 모델에서는 기존 용량을 적용함. 잉곳이 결정화되는 용해로 또한 중요한 역할을 함. 우수한 품질을 자랑하는 프랑스의 Apollon Solar SAS사의 용해로를  예로 들 수 있음. 이번 GP 모델에서는 일회용 용해로를 투입함. 잉곳 제조공정 역시 높은 전력요금이 큰 비용을 차지함. 약 20%가 전력요금, 31%가 인건비임

  - 웨이퍼, 셀, 모듈 (독일) : 총 2273톤의 폴리실리콘이 투입되면 9720만개의 웨이퍼, 9380만개의 셀, 최종 160만개의 모듈이 만들어짐. 이 모듈은 총 347MW의 전력생산 용량으로, 일광량이 높은 스페인은 독일보다 더 많은 전력 생산이 가능함. 셀 공장은 7개의 라인으로 구성되며 각 50MW의 생산 용량임. 모듈 공장에서 셀은 유리와 합성수지 복합체로 쌓여지는데, 이는 기온변화 등 날씨영향을 최소화하기 위함임. GP 모델 공장에서는 모듈 하나가 60개의 셀로 구성되면, 217W의 전력생산용량을 갖춤. 마지막 모듈 생산단계의 투자비용은 폴리실리콘, 셀 단계에 비해 상대적으로 낮은 편임.

  - 모듈 생산가격 1.26유로/와트 : 5단계 공정을 거쳐 생산된 모듈의 생산원가는 1.26 유로/와트로 책정됨. 제조비용은 생산원가의 10%에 구매, 판매, 재무비용이 더해져 1.37 유로가 됨. 여기에 매출이익 25%를 붙이면 1.71 유로가 판매가격임. 이 계산구조에 따르면 독일에서 1KWh 전력 생산에 30센트가 소요됨. 스페인이나 그리스와 같은 일광량이 높은 경우 햇빛이 좋아 가정용 전력도 20센트면 가능함.

 ○ 상기의 원가 구조는 다소 원론적이며, 전력가, 인건비, 건물가를 절감할 경우 생산원가가 1유로에도 가능할 수 있을 것으로 예상됨. 박막전지 제조업체 First Solar사는 최근 1유로 이하로 전력 생산 중임. 와트당 1유로의 생산가격은 시설비로 따지면 와트 당 2000 유로임. 바로 2000유로가 독일에서 GP 도달가격임.

 ○ 하기의 GP 모델은 독일 선도 태양광 장비 제조업체 Centrotherm사가 노르웨이 투자가와 혐상 중인 태양전지 생산 공장 모델임. 공장 설립 소요기간은 3년으로 예상함.

GP 태양전지공장 투자비용

                                                                                                (단위 : 백만유로)

자료원 : Centrotherm

단위 생산 비용

                           (단위 :유로/W)

자료원 : Centrotherm

□ 시사점

 ○ 독일 최고의 장비업체 Centrotherm의 GP 모델에 우리 업계의 주목이 요구

  - 국내 태양광 발전 차액제도가 개편되면서 보조금 대폭 축소로 태양광 발전분야 투자가 줄어들고 있음.

  - 국내 업체들은 주로 원료생산 및 발전분야에 종사하며, 내수시장 정체로 투자 또한 주춤함. 핵심공정의 기술, 장비, 부품분야는 거의 수입에 의존함. 따라서 우리 업계의 5단계 일관된 공정 구축 및 경쟁력 배양이 시급한 실정임.

 ○ 독일 태양광 업계의 관계자들은 세계 최고 기술력을 자랑하는 한국의 반도체, LCD 기술 수준은 태양전지 기술개발에 최적이므로 자체기술, 기술협력, 해외기업 인수, 투자유치 등 다양한 방법으로 한 발 늦은 태양전지분야의 열세 회복이 가능하다는 의견을 피력함.

자료원 : 태양광관련 전문 월간지 Phton 2008년 12월 호, Conergy사 홈페이지, Centrotherm사 홈페이지, 함부르크 코리아비즈니스센터 보유자료