▲왜 태양광산업에 주목하는가.

태양광 발전은 녹색성장을 위한 두가지 요소 즉 환경과 경제의 시너지효과를 극대화 할 수있는 대표적인 산업이다.

태양광발전이란 태양전지를 이용해 태양의 빛에너지를 직접 전기에너지로 변환시켜 전력을 생산하는 무공해청정 발전방식이다. 비록 초기 설치비와 발전단가가 높고, 에너지 밀도가 낮아 발전효율이 낮은 편이나 무한한 태양에너지를 사용하기 때문에 미래의 대체에너지로 각광을 받고 있다.

또한 태양광산업은 고부가가치 종합산업으로서 다양한 연관 산업으로 이뤄져 있다.
태양광산업의 Value chain은 폴리실리콘->잉곳, 웨이퍼->태양전지->모듈->시스템 및 발전으로 구성돼 있다.

태양전지와 관련하여 주원료인 실리콘과 반도체산업 기술을 핵심으로 하는 화학 산업과 이러한 원자재를 이용하여 태양전지를 제조하는 정밀기기 및 반도체 산업, 태양광모듈의 제조와 관련된 EVA, Back sheet의 주재료인 PVF나 폴리에스텔 아크릴등의 화학 산업과 제조기기, 자동화기기 등 기계장치산업이 뒷받침 돼야하고 전력변환과 수송을 수반하므로 전기전자 산업과도 밀접한 관련을 가지고 있다. 또한 태양광모듈의 설치는 주택에서는 기존건물의 부합이나 신축건물의 건자재 일부로서도 사용돼 건축 산업과 유기적 발전이 요구되며 발전소에서는 대형 토목산업과 관계에 있고 웹 모니터링 서비스는 정보통신 산업과 연계된다.

태양광산업은 지난해 기준 세계시장 규모 371억 달러 규모의 산업으로서 삼성경제연구소는 전세계 태양광 발전시장의 연평균 성장률이 35.9%(2007~2012년)에 이르고 2012년에는 573억달러의 시장으로 급성장 할 것으로 전망하고 있고 지경부는 국내 시장 규모를 2020년 1조4000억원, 2030년 6조원을 예상하고 있다.
이러한 잠재된 시장 규모와 함께 태양광 산업은 모듈 이전의 공정(폴리실리콘, 잉곳, 웨이퍼, 전지)이 수출 산업화가 가능한 영역으로서 해수력, 풍력 등 타 에너지가 지형적 제약으로 수출산업화가 불가능한 것에 비해 차별화되는 특성을 가지고 있어 전세계의 주목을 받고 있는 것이다.

태양광 발전 시장의 독일, 일본, 미국 등 선도국들은 1970년대 후반부터 정부주도의 연구개발과 투자 등으로 Sharp와 Q-Cells 등 세계적인 태양광 기업들을 보유하게 됐고 20~30년의 장기적인 목표를 갖고 태양광 산업화 정책을 추진 중이다. 국내에서는 정부주도의 기술개발이 시작된지 3년정도에 불과해 원천기술이 부족하고 산업인프라도 미비한 상태다. 그러나 세계최고의 반도체 기술과 IT기술을 바탕으로 빠른 기술확보와 산업별 시너지 효과가 기대되고 있다.

이에 발맞춰 우리나라 정부는 신재생에너지 보급 이용촉진법 재정을 통해 국내 발전차액지원, 태양광 10만호 보급사업, 에너지사업자의 신재생에너지 의무할당제(RPS) 도입 등 정책적으로 태양광 발전사업을 지원하고 있다. 정부는 ‘그린에너지 산업 발전전략’에서 태양광 발전 용량을 2007년 기준 40MW에서 2012년 400MW로 확대하고 선진국처럼 기술혁신과 양산체제를 구축해 단가를 인하하겠다는 계획이라고 밝혔다. 특히 정부는 태양광 발전사업이 국내기업만으로도 일괄생산 체계를 구축할 수 있어 반도체, 조선산업과 더불어 차세대 주력 산업으로의 성장을 기대하고 있다.

▲태양전지의 원료 폴리실리콘, 웨이퍼

태양광 발전의 Value Chain은 △태양전지의 원료인 실리콘과 잉곳, 웨이퍼를 생산하는 소재산업 △태양전지 △여러개의 태양전지를 연결하고 압축한 모듈과 이것을 설치?관리하는 시스템사업이다.
태양전지의 원료가 되는 폴리실리콘(polysilicon)은 태양전지에서 빛에너지를 전기에너지로 전환시키는 역할을 하는 작은 실리콘 결정체들로 이루어진 물질이다. 일반 실리콘에 비하여 발수성이나 내화성, 산화 안정성, 저온 안정성, 가스 투과성 등이 뛰어난 것이 장점이다.

폴리실리콘 시장은 과거에는 주로 반도체용 생산에만 집중해왔지만 최근 태양광 시장의 폭발적인 성장으로 빠르게 성장해 반도체용 수요와 태양전지용 수요는 비슷한 수준이 됐고 앞으로는 반도체보다 태양전지의 수요가 더 많을 것으로 전망된다.

이에 따라 태양전지용 수요 증가로 인한 가격상승이 예상돼 기업들은 Capa 증성을 위한 적극적인 투자 움직임이 나타나고 있다.
기존 업체의 폴리실리콘 증산계획 외에 신규 업체들이 사업 참여 계획을 밝히고 있으나 실제 생산까지 상당기간이 소용될 것으로 예상돼 폴리실리콘 부족현상은 오는 2010년 이후 까지도 지속될 것으로 전문가들은 관측하고 있다.

세계 폴리실리콘 시장은 상위 7개 업체의 시장점유율이 90%를 넘는 독과점 시장을 형성하고 있는데 글로벌 기업으로는 미국의 Hemlock, 독일의 Wacker, 노르웨이의 REC가 있다.
국내에는 OCI(구 동양제철화학)가 폴리실리콘 시장을 주도하고 있다. OCI는 2101년까지 폴리실리콘분야에 2조2,500억원을 투자할 계획으로 세계 2위 기업으로 부상할 전망이다.

그 외에 KCC가 미국수출을 개시했고 한화석유화학, 삼성정밀화학, 한국실리콘, 웅진폴리실리콘 등이 구체적인 생산계획을 발표하며 시장 진입을 추진 중이다.
OCI의 기초화학사업부문의 지난해 매출액은 6,417억7,900만원으로 전년대비 362% 증가했고 영업이익은 2961억1,100만원으로 전년대비 무려 1,853% 증가를 기록했다.

이에 대해 회사측은 수출제품에 대한 환율인상과 원재료 가격인상분의 제품가격 반영, 판매호조에 따른 생산물량이 증가했기 때문이라고 설명했다.
KCC는 향후 10년간 1조원 이상을 실리콘 부문에 투자해 세계 4대 실리콘 기업으로 거듭난다는 비전을 선포한 바 있다.

한화석유화학은 지난해 7월 미래 신성장 동력으로 차세대 에너지원인 태양전지 사업 진출을 결정하고 2009년 하반기 양산을 목표로 연간 30MW 규모의 Cell 생산라인을 우선 구축해 약700억원의 매출 달성을 계획하고 있다. 또한 축적된 나노기술을 활용한 공정을 개발하여 태양전지의 효율 증대를 추구해 2015년까지 총 8,000억원을 투자하고 Cell 생산규모를 1GW로 증설한다는 계획이다.

반도체 및 LCD 제조공정, 태양광전지의 소재로 사용되는 특수가스인 모노실란(SiH4)을 공급하는 소디프신소재는 현재 400톤의 연간생산량을 향후 2400톤까지 늘릴 계획으로 앞으로 박막형 태양전지 산업이 성장 할수록 더 큰 이익을 거둘 것으로 예상된다.

잉곳, 웨이퍼 생산업체 중 지난해 매출액 1위는 단연 실트론 이였다. 실트론은 전년대비 5.1% 증가한 8724억3,800만원의 매출액과 전년대비 41.1% 감소한 1162억2,100만원의 영업이익을 기록했다.
SKC의 지난해 매출액은 3949억3,600만원으로 전년대비 24.4% 증가했고 영업이익은 237억4,900만원으로 전년대비 165.5% 증가를 기록했다.

SKC는 폴리에스터필름에 이어, 불소필름, EVA시트까지 공급할 수 있는 기술과 생산설비를 갖추 태양전지용 필름소재분야에 지속적인 투자를 통해 2012년에는 태양전지용 필름 매출 1900억을 달성, 세계시장점유율 15% 차지한다는 계획이다.
네오세미테크는 지난해 전년대비 228.1% 증가한 1032억2,400만원의 매출액과 1,189.6%
증가한 354억7,800만원의 영업이익을 기록했다.

넥솔론의 지난해 매출액과 영업이익은 각각 758억5,300만원, 141억8,900만원이였다.
웅진에너지의 지난해 매출액은 전년대비 2,288.1% 증가한 676억7,900만원, 영업이익은 흑자로 전환돼 373억8,100만원을 기록했다.

렉서는 지난해 213억8,700만원의 매출액과 41억4,200만원의 영업이익을 냈다.
오성엘에스티는 잉곳 및 웨이퍼 생산공장 투자를 진행하고 있으며 현재 연간 30MW 규모의 생산CAPA를 보유하고 있다.

코오롱은 차세대 성장사업으로 태양광 산업을 본격 육성하기 위해 원천기술개발(케이원스), 소재개발(코오롱), 설치운영(코오롱건설, 케스코)- 어플리케이션개발(코오롱패션) 등의 수직계열화에 박차를 가하고 있다. 특히 유기 태양전지의 국산화와 상용화로 국내외 BIPV(건물외장형 태양광 발전시스템) 시장을 적극 공략할 계획이다.


△BIPV와 박막형 태양전지의 급부상

세계 태양전지 시장은 2006년 2.4 GW, 150억 달러 시장규모에서 2010년 10GW, 360억 달러의 규모로 성장할 것으로 예측되고 특히 2007년 이후에는 연평균 성장률 50%정도로 급속하게 성장할 것으로 예측되고 있다.

현재는 1세대 태양전지인 폴리실리콘 기반의 결정질 태양전지가 90%이상 점유율을 차지해 주류를 이루고 있으나 폴리실리콘 공급부족과 가격 상승에 따른 수익성 악화가 우려되고 있다. 이에 차세대 태양전지 기술로 불리는 박막 태양전지는 폴리실리콘 수급의 영향을 받지 않고 제조원가가 저렴하고 BIPV에 더 적합해 주목을 받고 있다. 그러나 박막 태양전지는 저렴한 대신 낮은 변환효율과 수명, 신뢰성을 높여야 한다는 과제를 안고 있다.

최근생산기술의 발달로 변환효율의 문제가 개선돼 박막형 태양전지 설치는 2006년 338MW에서 2007년 864MW 수준으로 빠르게 증가했고 2010년에는 박막형 생산능력이 4,441MW로 확대될 전망이다. 또한 우리나라는 박막형 태양전지 모듈 방식과 유사한 세계 최고수준의 LCD(액정표시장치) 기술을 보유하고 있어 박막형 태양전지 기술개발은 가속도가 붙을 것으로 기대된다.

티모테크놀로지는 식물의 광합성 원리를 응용한 소자로 엽록체에서 빛에너지를 흡수하는 기능의 색소를 고분자와 결합시켜 태양전지에 적용한 제3세대 염료 감응형 태양전지 개발사업을 2007년 9월부터 진행하고 있다.

염료 감응형 태양전지는 직사광선에서만 반응하던 기존의 실리콘 태양전지와는 달리 흐린 날이나 직사광선이 아닌 약한 산란광에서도 전기를 생산할 수 있고 투명성을 갖고 있어 건물 유리나 외장재, 자동차 및 생활용품 등에 다양하게 적용할 수 있는 태양전지다

현대중공업은 재생에너지 시장의 증가세가 예상됨에 따라 신재생에너지 사업을 차세대 성장동력으로 선정하여 모듈, 셀 생산부문에 지속적인 투자를 하고 있다. 또한 고유가 및 기후 변화에 대한 대책으로 수요가 증가하고 있는 풍력발전 분야에 진출 사업구조를 다각화함으로써 새로운 수익 기반을 창출을 기대하고 있다.

지난해 6월 구매에 태양전지공장을 설립하고 다결정 실리콘을 생산하는 STX솔라의 매출액은 64억8,000만원, 영업이익은 4억4,800만원을 기록했다.
유럽과 인도 등에 태양전지를 수출하는 미리넷솔라의 지난해 매출액은 127억8,100만원, 영업이익은 125억4,500만원의 적자를 기록했다. 미리넷은 미리넷실리콘(잉곳,웨이퍼)-미리넷(태양전지)-미리넷(모듈?시스템)으로 이어지는 수직계열화를 추진하고 있다.

지난해 7월 국내 최초로 실리콘 박막 태양전지를 생산한 한국철강의 매출액은 5억7,900만원, 영업이익은 16억6,800만원의 적자를 기록했다.
모듈부문에서는 심포니에너지가 지난해 1,275억6,000만원의 매출액을 기록해 전년대비 77.6%의 증가했다. 영업이익도 56억7.500만원으로 전년대비 2.9% 증가했다.

S-Energy의 지난해 매출액은 전년대비 120.3% 증가한 990억5,900만원으로 영업이익은 13.7% 감소한 27억6,800만원을 기록했다.
회사측은 지난3월 150MW 규모의 신규 제2공장 준공으로 100MW의 생산설비를 구축했고 규모의 경쟁체제에 돌입해 해외시장 확대를 통한 환리스크 최소화 및 국내 보급사업 중심의 시장을 구축하겠다는 입장이다.

경동솔라는 지난해 전년대비 92.2% 증가한 622억9,500만원의 매출액과 541.3% 증가한 18억200만원의 영업이익을 기록했다.
시스템부문에서는 이건창호가 태양광창호사업을 2011년까지 연평균 37.9%의 높은 성장성과 정부의 정책적요인이 맞물려 제품 확산 속도가 빠르게 증가할 것으로 기대하고 BIPV 등의 사업을 추진 중이다. 이를 위해 회사측은 염료감응형 태양전지개발을 위한 지속적인 투자와 연구 개발에 집중하고 있다.

태양발전 효율을 극대화 시킬수 있는 파루의 태양광 추적장치는 태양의 입사각과 모듈의 수평면을 실시간으로 수직으로 유지시키는 기술로써 회사측은 국산화는 무론 경쟁사에 비해 20~30%의 효율을 높일 수 있다고 설명했다.

△정부의 적극적인 도움이 필요

이러한 태양광 발전사업 시장을 성장시키기 위해선 정부의 도움이 꼭 필요하다.
태양광발전은 기존 발전 방법대비 원가가 3~10배에 달하고 에너지의 밀도가 낮아 넓은 공간을 필요로 할 뿐 아니라 폴리실리콘, 웨이퍼 등 고가의 원재료가 모듈 비용의 50% 이상을 차지하기 때문이다. 즉 초기 R&D 비용이 높고 발전단가가 높아 정부의 정책적 지원 없이는 고성장이 불가능 한 산업이다. 지금까지 일본, 독일, 유럽 일부 국가 중심으로 성장할 수 밖에 없었던 가장 큰 이유는 이들 국가들 중심으로 보조금이 지급되었기 때문이며 실제 독일, 일본 등에서는 초기 높은 수준의 보조금을 지급하여 산업의 자생력을 키우고 이후 정부지원을 줄이거나 폐지해 산업 자체 발전속도가 증가하는 결과를 보이고 있다.

독일은 2000년 신재생에너지법 제정과 함께 발전차액 보조금 지원 정책으로 태양광 발전사업에서 세계 1위를 차지하고 있다. 또한 독일 정부는 고정가격 구매제도, 저리 융자제도, 100만호 보급사업 등 다양한 정책적지원으로 자국 시장을 형성시켰다. 일본도 설치보조금 지급과 집중적인 R&D 투자의 결과로 태양광 발전사업화에 성공했으나 2005년 보조금을 폐지하자 성장세가 주춤해 세계 1위를 독일에게 내주었다.

미국은 기술적우위에도 불구하고 정부 지원부족으로 뒤쳐져 있으나 최근 오바마 정부가 신재생에너지에 대한 투자계획을 구체적으로 밝히고 2015년까지 태양광 발전단가를 화석연료 수준으로 낮춘다는 계획도 있어 미국의 태양광 발전산업은 고성장이 예상된다.

국내 태양광발전시장은 이들 국가에 비하면 걸음마 수준에 불과하다. 정부는 기술개발과 시장창출을 위한 계획을 갖고 있다. 독자적인 기술개발로 2020년에는 화석연료 수준의 경제성 확보(150원/kWh)를 위해 향후 5년간 3.600억원(정부2,000억원, 민간 1,600억원)을 투가할 계획이다. 시장창출을 위해서 정부는 RPS(신재생에너지 의무공급제도) 의무공급 비율을 10%로 지정하고 매년 50MW 이상 시장을 확보하겠다는 계획을 발표했다.

그내용은 개별 주택과 가로등 등을 태양광 전력으로 조달하는 Solar Town 조성 추진, 공공건물의 총 에너지 부하량의 5% 이상을 신재생에너지로 사용 설계 의무화, 민간건물에서 신재생에너지 인증제를 도입해 인센티브 부여 등이다.

최근 정부는 발전차액지원 금액을 경제성의 이유로 기존 711원/kWh에서 600원대 중반으로 축소하고 용량제한을 함에 따라 태양광 산업 발전의 성장속도가 둔화되는 것 아니냐는 우려의 목소리가 나오고 있다. 그러나 600원대 중반의 발전차액 가격은 국제적으로도 높은 수준에 속하며 2012년부터 RPS가 도입될시 공공부문을 중심으로 태양광 시장 창출이 활발히 이뤄질 전망이어서 산업의 전망은 밝은 편이다.

최근의 글로벌 경기침체와 그로 인한 유가의 급락이 태양광 산업에 대한 관심을 줄어든 것이 사실이어서 태양광 산업의 성장세가 둔화된 것 아니냐는 전망도 나오고 있다. 그러나 태양광 산업이 단순히 전력을 얻는데 그치지 않고 고부가가치 종합산업이며 수출산업화가 가능한 것을 감안해 정부의 보다 적극적인 지원을 통해 태양광 발전 선진국들과의 격차를 해소하는 기회로 만들어야 할 것이다.