태양에너지의 이용 가능양은 전세계 연간 에너지 소요량의 2천8백50배(풍력, 바이오매스의 2백배,20배 수준)로 태양광발전의 지난 2006년 전체 시장 규모는 1백50억 달러 규모라고 알려져 있다.
매년 급속한 성장을 거듭하고 있어 전문가들은 2010년에는 3백60억 달러 규모로 성장할 것으로 보고 있다. 이는 2004년부터 6년간 연평균성장률이 약 28%에 달하는 고성장 시장이다.
2010년 이후에도 시장의 성장세는 꺾이거나 주춤하지 않고 이런 수준을 유지할 것으로 예상되며 이는 금액 시장이 아닌 태양광발전에 의한 전력 생산 예상 전망을 통해 보면 더욱 극명하게 나타난다.
태양광발전이 유럽, 일본, 미국, 우리나라 등 전세계적으로 모두 전략적으로 육성되고 있는 산업이기 때문이다.
태양광발전 인프라가 향상되고 기술이 발전하고 시장이 커갈수록 관련 시스템의 가격은 더욱 저렴해진다. 그럼에도 불구하고 이러한 고성장이 예상된다면 매우 유망한 시장임이 분명하다.
참고로 현재 FPD 부문의 동기간 금액 시장 연평균성장률은 10% 초반대로 나타났다.
이러한 태양광발전산업의 부가가치의 절반 정도가 태양전지모듈 이하 단계에서 형성된다.
삼성경제연구소가 최근 발표한 ‘부상하는 태양광발전 사업’이라는 보고서에서 따르면 “우리나라의 태양광 발전 시장규모는 지난해 현재 1억1천만 달러로 매우 협소하며 태양광 발전 시장내 우리나라의 비중은 1% 미만으로 독일(44%), 일본(12%)에 비하면 걸음마 수준”이라고 지적했다.
태양광발전 선진국으로 평가받는 일본과 독일 등에서는 2020~2030년 사이에 태양광발전을 주요 에너지원으로 삼기 위한 장기적인 전략을 수립하고 있다.
일본은 2030년까지 태양광발전의 전기 생산 비용을 기존 에너지와 경쟁할 수 있는 수준으로 낮춘다는 계획이며 독일의 경우 2020년까지 총 에너지의 20%를 태양광발전 에너지로 대체한다는 야심찬 전략을 내놓고 있다.
우리 정부는 지난 2003년 이후 태양광발전 주택 10만호 보급사업, 발전차액지원제도, 저리융자제도 등을 통해 사업용 태양광 발전 보급사업을 벌이는 등 태양광 발전 지원책을 확대하고 있지만 미미한 수준에 불과하다.
가정용 태양광발전 보급량은 지난해 9.6MW, 사업용 태양광발전 보급량은 지난해 9.1MW를 기록하고 있는 것. 이는 2006년 가정용, 사업용 태양광발전 보급량 35MW달성이라는 목표치에 크게 미달해 기존 육성책이 시장을 활성화하기에는 부족한 셈이다.
우리나라의 태양광발전 시장은 설치, 서비스사업 위주로 핵심제품인 태양전지는 거의 수입에 의존하고 있어 태양전지 관련 핵심 분야인 소재, 전지, 모듈사업을 선도할 기업이 없는 실정이다. 특히 태양전지의 가장 핵심 소재인 폴리실리콘의 수입의존도는 절대적이다.
보고서에 따르면 태양전지를 이용해 태양에너지를 전기로 전환하는 태양광은 기존 에너지원과 달리 온실가스 배출, 환경파괴 등을 초래하지 않는 무공해 에너지 자원으로 아직 발전단가가 높다는 단점이 있지만 막대한 부존량으로 인해 적용영역이 확대되거나 기술혁신에 따라 효율성이 높아질 가능성이 매우 크다.
삼성경제연구소는 태양광발전은 초기에 정부가 적극적인 지원을 해야 시장 활성화가 가능한 전형적인 정부 의존형 미래기술 산업이기 때문에 일단 일정수준의 시장만 형성되면 연구개발투자 확대에 따른 기술진보와 규모의 경제로 발전단가가 하락해 성장잠재력이 매우 큰 분야라고 분석했다.
정부가 차세대 태양전지 분야에 대한 연구개발 투자를 확대하고 기업도 성장 가능성이 큰 태양전지 시장에 첨단 분야를 중심으로 진출을 고려해야 한다는 설명이다. 인수합병과 통합형 기업화 등으로 선진기업과 기술력 격차를 빨리 보완해 해외 시장진출을 추진해야 한다는 것이다.
연구소는 태양광이 발전단가 측면에서 기존 화석연료 수준에 비해 경제성이 낮지만 온실가스 저감, 에너지 안보 등 다른 사회적 편익을 고려하면 태양광발전의 경제성 확보시기를 5년정도 단축, 오는 2015년에는 경제성 확보가 가능할 것으로 예상하고 있다.
국내 태양광 발전 현황
업계에 따르면 올 6월까지 실제 상업 운영 중인 태양광 발전소는 80개곳에 1만3천KW(킬로와트)를 넘어선다. 발전소 허가를 받아 사업이 추진되고 있는 발전소는 2백80여곳에 15만KW 수준이다.
일반적으로 1천KW당 4백40가구가 쓸 수 있는 점을 감안하면 6만여가구가 사용할 수 있는 규모다. 산자부는 2010년까지 태양광발전으로 10만호에 전기를 공급하는 것을 목표하고 있다.
따라서 태양광발전 사업은 물론 관련 산업에 대기업과 중견기업들의 진출이 이어지고 있다. 태양광발전 사업은 태양전지와 이를 만드는 소재, 태양전지 모듈과 변환장치, 시공 등 여러 관련 산업이 종합해서 이뤄진다.
태양광발전 사업은 전후방 분야로 나눌 수 있는데 태양전지를 생산하는 원료와 웨이퍼, 셀 등을 만드는 게 전방 사업이라면 태양전지를 조립, 시스템 설치, 건설 등이 후방 산업으로 분류한다.
국내 기업들은 최근까지 모듈을 생산하고 건설을 담당하는 후방 사업 쪽에 머물러 왔지만 최근에는 전방 사업 진출에도 적극적인 모습을 보이고 있다.
태양전지 소재 산업에는 동양제철화학그룹이 눈에 띈다.
동양제철화학은 내년까지 2천5백억원을 투자, 군산산업단지 안에 연산 3천만톤 규모의 태양전지용 실리콘 원료공장을 건설하고 있다.
동양제철화학 홍보실 관계자는 “태양광발전 사업은 대체에너지 중 가장 빠르게 성장하는 사업으로 원료가 되는 폴리실리콘사업을 차세대 성장분야로 육성하고 있다”면서 “독자적인 기술을 확보해 원가 경쟁력을 높일 수 있을 것으로 기대하고 있다”고 말했다.
계열사인 소디프신소재는 실리콘 증착 재료인 모노실란 제조업체로 태양전지용 물질 개발을 추진하고 있으며 내년 하반기 이후부터 태양전지 소재사업이 본격화될 것으로 예상하고 있다.
KCC 또한 태양전지 원료인 폴리실리콘 생산라인을 구축한다는 계획이다. KCC측은 향후 3년간 3천억원을 투자, 생산라인을 건설할 것으로 알려졌다.
태양전지 웨이퍼와 잉곳(금속 등을 녹인 뒤 주형에 넣고 굳힌 것) 분야에는 웅진그룹이 진출했다. 웅진측은 미국 썬파워와 합작으로 웅진에너지를 설립, 내년부터 대덕테크노밸리 공장에서 태양전지용 실리콘 잉곳 양산에 들어간다. 또한 네오세미테크가 태양전지용 웨이퍼를 대만 업체에 수출하고 있는 가운데 실트론과 스마트에이스 등이 적극적이다.
특히 태양전지의 원료인 폴리실리콘, 실리콘 잉곳은 산업용가스의 수요처로서 산업용가스업계로서는 반가운 일이 아닐 수 없다.
실리콘 원석을 재료화하는데 기본적으로 액체질소가 월 1백만ℓ가 사용되는 동시에 폴리실리콘 제지를 생산하는 기본 장비인 Grower 장비의 경우 아르곤의 사용이 급증할 것이라는 예상이다.
한편 반도체 장비 제조업체인 주성엔지니어링은 태양전지 제조장치 산업을 본격화하고 있다.
국내 1위의 반도체용 고순도 흑연 전문 생산업체인 티씨케이는 신규 사업으로 태양전지용 흑연을 생산, 내년부터 매출이 가시화될 것으로 기대하고 있다.
태양광발전 사업의 핵심 중 하나인 웨이퍼를 가공해 실제로 전기를 생산해내는 태양전지 셀 부문은 아직 초보 단계이다.
삼성SDI·LG화학 등도 기술을 확보한 상태지만 상용화는 시기를 엿보고 있다.
이미 일본과 독일 등이 시장을 선점한 상태에서 기술과 규모의 경제에서 상당한 격차가 벌어져 일각에선 전방사업의 경우 국내투자가 늦었다는 인식도 있다.
실제 세계 태양전지 시장규모는 지난해 독일이 55% 이상을 차지하고 있지만 태양전지와 모듈 분야에선 일본 업체들이 세계 시장을 절반 넘게 장악하고 있다.
세계 1위 업체인 샤프를 비롯해 교세라, 미쓰비시 등이 시설을 확충하고 고강도 제품 개발에도 앞장서고 있는 상태이다.
민간 연구소의 한 관계자는 “대기업들이 사업성을 이유로 참여를 주저하다 선진국과 격차가 벌어지고 있다”면서 “태양전지의 원료와 웨이퍼 공급 등도 부족한 상태여서 한국 기업의 신규 진출에 장애가 되고 있다”고 밝혔다.
태양전지 조립과 모듈, 설치 등 후방 사업에도 참여 업체가 많다.
모듈 및 시스템 분야에선 에스에너지, 심포니에너지, 현대중공업, LS산전, 쏠라테크 등이 설비 증설에 나서고 있다.
건설과 발전 사업 진출도 활발하다.
동양건설산업은 독일의 선테크닉스와 함께 세계 최대 규모인 20MW급 태양광 발전소를 전라남도 신안군에 건설할 예정이다. 포스코건설은 올 초 에너지사업본부를 확대개편하면서 태양광발전 사업에 본격적으로 나섰다.
풍력발전 사업에 이미 뛰어든 효성은 태양광발전 사업에 나선 상태. 시스템통합 업체인 LG CNS는 태양광발전 사업에 필요한 IT시스템과 설비 구축에 본격적으로 나섰다. 올 4월 경북 문경의 태양광 발전소 구축사업 완료에 이어 충남 태안군 종합에너지특구 개발 사업에도 참여 중이다. STX그룹은 STX엔진을 통해 태양광발전 사업에 진출하고 있다.
