美, 박막형 태양광 패널시대 열린다

- 실리콘 사용 억제로 가격 안정성 크게 높여 -

     

 

 

☐ 도입

 

 ○ 세계 박막형 태양광 패널시장이 2012년까지 23% 성장할 것으로 예상됨. 세계 경기불황으로 미국 태양광업계의 시장이 주춤했지만 태양광시장에 대한 지속적인 낙관론으로 안정적인 성장세를 기록

 

 ○ 미국 전력회사들의 태양광시장 진출로 시장 내 경쟁력이 심화될 것으로 보이나 독과점체제가 될 가능성이 높아짐.

 

☐ 박막형 태양광전지(PV : Photovoltaic) 시장동향

     

 ○ 박막형(thin film type) 태양광패널

  - 세계 태양광 장비시장이 커지면서 가격경쟁력을 높이고 전지의 효율과 적용 가능성을 높일 수 있는 대안제품들이 개발되는 가운데 박막형 태양광전지 패널에 대한 관심 증가

  - 실리콘반도체로 만들어지는 다결정 태양광패널은 변환효율과 신뢰성이 높아 널리 사용되나, 태양광패널의 수요증가와 함께 주요자재인 실리콘 가격이 올라가면서 패널의 가격경쟁력에 대한 우려가 계속됨.

  - 가격 안정성을 높이기 위해 원재료 실리콘 사용량을 큰 폭으로 억제하는 ‘박막형’ 태양광패널의 제조장비 개발이 시작됐고, 박막형 태양광패널은 2012년 안에 전체 태양광패널시장의 23%를 점유할 것으로 예상

  - 박막형 태양광패널의 경우 원료비용이 적게 들기 때문에 제조비용이 저렴하고, 높은 성능을 유지하면서 광투과성을 가지고 있음. 두께가 얇은 필름상태이기 때문에 벽이나 지붕, 창 등의 곡면부에 입체형으로 설치할 수 있는 장점이 있음.

  - 또한 제조업체들은 박막형 태양광패널의 제조과정에서 에너지가 적게 소모돼 짧은 시간 내에 투자비용을 회수할 수 있음.

     

 ○ 박막형 모듈 판매량

  - 시장조사기관인 EuPD리서치의 2009년 PV 박막형 태양전지업계 가이드북에 따르면, 박막형모듈 판매량이 2008년 843㎿에서 2012년에는 3GW로 연평균 28.5% 성장할 것으로 전망

  - 패널효율을 높일 수 있는 기술개발이 향후 시장진출과 시장점유에 매우 중요하게 작용되는 가운데, 1세대 태양광전지사업을 영위하는 업체들도 2세대 박막형 태양광전지에 대한 연구개발 투자를 대폭 확대하고 있음.

  - 최근 가격경쟁력이 강한 중국 등 아시아의 제품들이 시장에 선보이면서 제품 수입이 활성화될 것으로 예상됨.

     

전 세계 박막형 VS 결정 실리콘 태양광전지 제조현황

자료원 : IPVEA

    

 ○ 박막형 태양광전지의 소재와 기술현황

  - 생산비용에 있어 높은 경쟁력을 가진 박막형 태양광전지 제조기술은 소재에 따라 비정질실리콘(a-Si) 태양광전지, CIS(Copper Indium Diselenide)·CIGS 태양광전지, CdTe(cadmium telluride) 태양광전지의 세 가지 유형이 있음.

  - 현재 실용화돼 사용되는 반도체 기반의 CdTe 모듈은 카드뮴 텔룰라이드 화합물을 소재로 한 차세대 태양광전지로 생산단가가 저렴하고 광흡수 계수가 높은 것이 특징임.

  - 차세대 박막 태양전지 양산업체인 미국의 퍼스트솔라(First Solar)사의 CdTe 모듈 생산량이 크게 증가한 것이 전체 박막형 태양광패널의 점유율을 올린 요인으로 작용

  - EuPd 리서치는 향후 CdTe가 지속적으로 가장 널리 사용될 박막기술이 될 것으로 관측

  - 2010년 내 CdTe 태양전지가 상당한 점유율에 도달할 것으로 예측되며, 특히 아시아 제조업계의 생산이 증대되고 있음.

  - 비정질실리콘(a-Si) 모듈은 1세대 결정질 태양광전지보다 에너지 변환효율이 거의 절반수준으로 떨어지는 단점이 있으나, 실리콘 사용량을 현저히 감소시킬 수 있어 생산원가 절감이 가능해 현재 활발한 투자개발이 추진되고 있음.

  - EuPd에 따르면 CIS 및 CIGS 모듈은 사용가능성이 다양하다는 측면에서 많은 주목을 받고 있고 전환효율이 높아 앞으로 꾸준히 개발될 것으로 보이나, 가격급등으로 일부시장에서만 활용될 것으로 전망됨.

     

☐ 미국의 태양광전지시장

     

 ○ 미국 연방과 주정부의 태양광전지 개발 지원

  - 경기불황에도 불구하고 태양광장비시장 성장률은 증가하고 있음. 현 미국 오바마 정부의 녹색경제산업에 대한 지속적 지원 아래 미국정부는 전력망의 신뢰성, 효율성, 안정성을 향상시킴과 동시에 국가적 차원에서 태양광전지업계를 적극 지원 중

  - 미국이 발표한 경기부양책(ARRA : American Recovery and Reinvestment Act)에 따라 연방정부는 재생에너지에 대한 투자 기술개발 지원 및 소비자에게 리베이트를 제공하고 있음.

  - 캘리포니아 정부에서는 연방정부 인센티브 세금공제(federal incentive tax credits)와 같은 환경정책을 세워 태양광패널을 설치한 주택 및 상업건물 개발업체나 집주인에게 리베이트 및 인센티브를 제공, 태양광전지의 효율성으로 인한 전기요금 절감과 더불어 소비자들은 수천 달러까지 절약이 가능함.

  - 이러한 인센티브프로그램을 가장 효과적으로 활용할 수 있는 지역은 기후특성상 캘리포니아주와 뉴저지주가 우선으로 꼽히며 다음으로 뉴욕, 네바다, 콜로라도 순임.

  - 투자비 지원 및 세금환급제도(Investment Tax Credit)는 미국의 가장 큰 태양광 관련 재정적 지원정책으로 소비자에게 연방정부가 30%까지 태양전지장비 및 설치비용의 환급이 가능함.

  - 미국정부는 2006년 태양광발전 지원정책인 ‘SAI(Solar American Initiative)’를 정립하고 이를 통해 박막형 태양광패널 등 차세대 기술 개발자금을 적극적으로 지원하고 있음. 미국시장은 2012년까지 매년 1150㎿의 생산규모로 크게 늘어날 전망

     

미국의 태양광전지시장 발전현황

자료원 : EuPD Research

    

 ○ 주정부별 목표

  - 현재 미국에서는 주정부 차원에서 재생에너지 보급에 대한 각기 다른 목표를 가지고 자체적인 에너지법안과 자금확보를 의욕적으로 추진 중

  - 미네소타주에 자리잡은 대규모 풍력에너지 공급자인 엑셀에너지(Xcel Energy)사의 재생에너지 목표는 2020년까지 30%로, 미네소타 주정부는 2025년까지 모든 에너지 공급자를 합해 세운 목표로 20%를 나타냄.

  - 콜로라도주와 뉴멕시코주는 2010년까지 유틸리티회사의 20% 재생보급률을 목표로 제시

  - 오레곤주는 2025년까지 규모가 큰 유틸리티회사의 25% 보급률, 작은 회사의 5% 보급률 목표를 제시

     

미국 주별 그린에너지 목표

자료원 : Union of Concerned Scientists, PV Magazine

     

☐ 전문가 인터뷰

     

 ○ 대표적 태양광업체인 선파워의 톰 워너 사장은 실리콘밸리 현지의 산타클라라 대학에서 열린 강연 발언을 통해 태양광패널 가격은 물가가 상승하는 가운데 개당 단가가 지속적으로 하락하고 있기 때문에 현재 정부보조금이 큰 역할을 하고 있으나, 앞으로는 일반적으로도 사용가능한 수준이 될 것으로 전망

     

 ○ 특히 탄소배출을 낮춰야 하는 현 상황에서 에너지절약을 도모하는 것에 한계가 있기 때문에 재생에너지 사용을 더 활성화할 수 밖에 없다는 의견을 피력

 

☐ 전망 및 시사점

     

 ○ 태양광전지 효율 향상과 제조비용 절감을 위한 지속적 기술개발과 정부에서의 적극적인 산업지원이 강화된 미국, 일본, 독일이 태양광전지 패널시장을 주도하는 국가로 더욱 확고히 자리 잡을 가능성이 높음.

     

 ○ 우리 관련 기업 및 기관은 실리콘 반도체 중심에서 박막으로 이동하고 있는 소재 기술, 미 연방 및 주정부의 지원정책 등을 살펴 경영전략 수립에 참고할 필요가 있음.

     

 

자료원 : IPVEA, EuPD Research, PV Magazine, 전문가 인터뷰 등