현실화된 미래산업 '태양광 발전' 5년간 40%이상 高성장… 대·중소기업 국책사업 주도권 잡기 혈안 기름값이 연일 뛰어오르고 석유 고갈 가능성도 제기되면서 기업들도 태양광발전에 속속 뛰어들고 있다. 태양광 발전 시장의 파이가 급속도로 커질 것이란 예상에서다. 현대중공업과 심포니에너지 등은 태양전지판 생산 확대에 박차를 가하고, LG화학은 공공기관을 중심으로 발전시스템 수주에 전력을 기울이고 있다. 아직까지는 한국전력에 비해 전기 생산 비용이 6배에 달하는 태양광발전. 업체들의 기술 개발 노력 등을 통해 태양광발전이 고유가를 극복하는 대안 가운데 하나로 자리잡을 수 있을지 귀추가 주목되고 있다. 편집자 주세계 태양광 시장의 성장세가 두드러지고 있다. 선진국을 중심으로 태양광 발전소들이 잇따라 들어서면서 지난해 유럽 국가의 태양광 발전량은 전년대비 최고 700%까지 급증했다.태양광발전은 태양으로부터의 빛에너지를 직접 전기에너지로 바꾸어주는 발전방식을 말한다. 태양빛을 받아 열을 이용해 에너지를 발생하는 태양열 발전과 달리 태양광 발전은 태양빛을 받아 반도체 물질로 이루어진 태양전지에서 바로 전기를 생성해낸다. 산업간 특성 혼재된 융합산업 구조 태양광 발전 사업은 다양한 제품 및 연관 산업으로 이루어진 종합 산업으로서, 폴리실리콘 등의 소재, 태양전지 등의 반도체산업, 인버터 및 전기제어시스템 등의 중전기산업, 건자재 일체형 모듈 및 건축물 적용 및 설치 등 전기공사 및 건설 산업과 같이 여러 산업의 복합적인 성격이 혼재돼 있으며 산업간의 특성이 매우 상이하다.각국의 보급정책 등에 의한 정부 주도 방식이 주를 이루는 이 산업은 현재 기존 화석에너지를 이용한 발전에 비해 경제성이 떨어지므로 에너지 자립, 환경보호, 기후변화협약 대응 등 각국의 신재생에너지 보급 정책하의 지원제도에 의해 정부 주도형의 산업 특성을 이룰 수 밖에 없는 구조적 한계를 갖고 있다. 하지만 전력수요 증가와 송배전망의 한계에 대응한 분산발전 산업으로써의 태양광 발전 산업은 분산발전 방식 중 수요자의 건물 등에 직접 적용이 가능해 지역적 제한이 가장 낮은 최적의 분산 발전 방식이라는 점과 친환경적 요인으로 인한 최고의 대체 에너지라는 메리트를 갖는다.또한 미국의 REPP(Renewable Energy Policy Project)에 의하면 1 MW의 태양광 보급에 제조, 설치, 서비스, 판매 등 관련 산업을 총 포함해 35.5명의 고용창출 효과가 있는 것으로 추정되며 다른 신·재생에너지에 비하여 고용 창출 효과가 가장 큰 것으로 나타났다.독일의 태양광산업 전문 리서치 기업인 포톤 컨설팅은 지난해 300억달러 규모의 세계 태양광 에너지시장이 오는 2011년 1200억 달러로 늘어날 것으로 내다보고 있다. 연평균 40%이상의 고성장률을 기록할 것이라는 전망이다. 이쯤되면 태양광 산업이 반도체의 뒤를 이을 신성장동력으로 봐도 무리는 아닐 듯하다.美·日·獨 세계시장 80% 커버태양광은 고유가와 온실가스 문제를 해결할 수 있는 대안으로 부각되면서 집중적인 관심을 받아왔다. 독일ㆍ일본ㆍ미국 등 선진국들은 이미 오래전부터 태양광 분야에 대한 연구개발(R&D)에 매진해 왔고, 그 결과 이들 국가는 전 세계 태양광 발전의 80%를 차지하고 있을 정도로 탄탄한 입지를 구축하게 됐다.그러나 우리나라의 태양광산업은 선진국에 비하면 이제 막 걸음마를 뗀 수준에 불과하다. 태양전지 및 모듈 생산량은 일본ㆍ독일ㆍ미국과 현격한 차이를 보이고 있으며, 심지어 중국ㆍ대만ㆍ인도 보다도 생산량이 적은 실정이다. 전문가들은 국내 태양광 기술은 해외 선진 기술에 비해 5년 이상 뒤지고 있는 것으로 보고 있다. 우리나라가 태양광 분야의 후발주자인 점을 감안하면 선진국과의 기술격차는 어쩌면 당연할 지도 모른다.국내에서는 지난해부터 태양광산업의 붐이 일면서 태양전지 생산업체를 비롯해 태양광 모듈, 발전설비 업체들이 빠르게 늘어나고 있다. 중소기업은 물론 삼성ㆍLGㆍ현대중공업 등 대기업도 태양광 사업에 활발히 진출하고 있는 상태다. 정부도 태양광산업 육성에 의욕적인 모습을 보이고 있다. 산업자원부는 오는 3∼4월쯤 태양광 등 신재생에너지산업 육성을 위한 10년 기본계획을 발표할 예정이다. 한국 태양광산업을 세계 톱3 안에 진입시키겠다는 육성계획안도 마련중이다.그러나 국내 태양광산업을 육성ㆍ발전시키기 위해서는 해결해야 할 문제가 적지 않다. 무엇보다 태양광 관련 기술인력이 절대적으로 부족하다는 점이다. 태양광사업에 뛰어든 국내 기업들이 태양전지 전문가를 구하는데 어려움을 겪고 있다는 사실은 우리의 태양광사업 현주소를 잘 나타내주고 있다. 태양전지 등 관련 제품도 대부분 외국제품으로 이루어지고 있는 게 현실이다. 폴리실리콘ㆍ잉곳ㆍ태양전지ㆍ모듈 등 재료부터 핵심부품 등의 국산화가 절실한 것이다.모든 제조산업체 태양광 겸업가능 태양광 발전산업은 2010년까지 적어도 연 20∼30%의 성장이 예측되는 차세대 성장 산업으로써 최근 5년간 40%이상의 성장을 보이고 있다. 향후 2010년까지 10GWp, 약 500억 불 시장을 형성할 것 이라는게 업계의 예측이다. 최근 이와 같은 급속도의 성장세에 따라 태양광 발전 사업에 참여하는 업체도 기하 급수적으로 늘어나고 있다. 특히 지난해 말에는 태양광과 태양열을 포함한 태양에너지 산업 활성화를 위해 공장 내 발전시설 설치 제한이 완화돼, 공장 건축물 옥상에 사업용 태양에너지 발전시설 설치를 전면 허용토록 '산업집적 활성화 및 공장설립에 관한 법률' 시행령이 개정됐는데, 이에 따라 국내 공장건축물 옥상에 사업용 태양에너지 발전시설 설치가 가능해져 모든 제조업체가 태양광 발전사업을 겸업할 수 있게 됐고 설치 면적에 구애 받는 태양광 산업의 성장 가능성은 더욱 확대됐다. 이는 국토의 가용입지가 점점 제한되는 상황에서 발전시설 설치를 위한 적정부지 확보가 쉽지 않아 유휴공간을 효율적으로 활용하자는 취지다. 그 동안은 산업단지 내 공장은 공장 외의 용도로 이용하는 경우 원칙적으로 공장등록을 취소 시켜왔다.이처럼 공간 제약을 많이 받는 태양광 발전 산업은 그 핵심인 태양전지로 요약할 수 있다.태양전지는 반도체 물질로 이뤄져 있어서 태양빛이 태양전지 내에 흡수되면 태양전지 내부에서 전자(electron)와 정공(hole)의 쌍(e-h pair)이 생성된다. 생성된 전자-정공 쌍은 pn접합에서 발생한 전기장에 의해 전자는 n형 반도체로 이동하고 정공은 p형 반도체로 이동해서 각각의 표면에 있는 전극에서 수집된다. 각각의 전극에서 수집된 전하(charge)는 외부 회로에 부하가 연결된 경우, 부하에 흐르는 전류로서 부하를 동작시키는 에너지의 원천이 되는 방식이다. 단결정과 다결정으로 구분태양전지는 크게 결정질 실리콘 태양전지와 박막 태양전지로 구분된다. 전체 태양전지 시장의 95%이상을 차지하는 결정질 실리콘 태양전지는 실리콘 덩어리를 얇은 기판으로 절단해 제작하며, 실리콘 덩어리의 제조 방법에 따라 단결정과 다결정으로 구분된다. 박막태양전지는 얇은 플라스틱이나 유리 기판에 막을 입히는 방식으로 제조하는 태양전지로 막의 종류에 따라 비정질실리콘 태양전지, CIS 태양전지, CdTe 태양전지, 염료감응 태양전지 등으로 분류된다. 태양전지 모듈은 크게 일반태양전지 모듈과 건자재일체형 태양전지 모듈(BIPV)로 구분는데, 최근에는 반투명 태양전지 모듈, 컬러 태양전지 모듈 등 소비자의 요구에 맞춘 다양한 형태의 모듈이 소개되고 있다. 공간 제약을 최소화 하기 위해 유휴시설과의 일체형 구조로의 제작이 늘어나면서 외관상 미려한 디자인을 추구하는 소비자의 성향에 따라 다양한 공급 제품이 늘었다는 점도 재미있는 부분이다. 박막태양전지 모듈의 경우 반사방지막이 없기 때문에 다양한 컬러의 모듈을 제작할 수는 없지만 기판의 형태에 따라서 휘어지는 태양전지 모듈의 제작이 가능하며 이같은 디자인 상의 변혁을 통해 건물 외벽이나 내장재 등에 태양전지를 부착해 전력을 끌어내는 방식들이 새로운 트렌드로 자리잡혀가고 있다. 또한 최근에는 저수지 위에 태양광 발전을 짓는 등의 세계 최초의 시도도 이뤄지고 있다. 토지가 필요 없어 경제적인 이 발전 설비는 물에 뜨는 원형 부표(물에 뜨는 패널)위에 태양광 발전 모듈판을 설치한 것으로 그 발상의 전환이 신선하다. 임야를 건드리지 않아 친환경적인 이 설비는 시행령 개정 등을 통해 올해 안에 설치될 예정이다. 디스플레이 강국, 태양광 강국태양광산업은 우리의 역량을 제대로 모은다면 신성장동력으로 충분히 키울 수 있다고 본다. 태양전지 사업이 반도체나 디스플레이 공정과 비슷한 점이 많아 우리의 강점을 살려나갈 수 있는 여지도 있다. 반도체와 디스플레이 강국에 이어 태양광 강국도 노려볼만하다. 이를 위해 태양광 산업을 세계 최고 수준을 보유한 반도체 기술과 연계하는 방안을 적극 고려해 볼 필요가 있다. $$$$$

현실화된 미래산업 '태양광 발전'

5년간 40%이상 高성장… 대·중소기업 국책사업 주도권 잡기 혈안

기사입력 2008-03-06 11:03:31

기름값이 연일 뛰어오르고 석유 고갈 가능성도 제기되면서 기업들도 태양광발전에 속속 뛰어들고 있다. 태양광 발전 시장의 파이가 급속도로 커질 것이란 예상에서다. 현대중공업과 심포니에너지 등은 태양전지판 생산 확대에 박차를 가하고, LG화학은 공공기관을 중심으로 발전시스템 수주에 전력을 기울이고 있다. 아직까지는 한국전력에 비해 전기 생산 비용이 6배에 달하는 태양광발전. 업체들의 기술 개발 노력 등을 통해 태양광발전이 고유가를 극복하는 대안 가운데 하나로 자리잡을 수 있을지 귀추가 주목되고 있다. 편집자 주

[산업일보]
세계 태양광 시장의 성장세가 두드러지고 있다. 선진국을 중심으로 태양광 발전소들이 잇따라 들어서면서 지난해 유럽 국가의 태양광 발전량은 전년대비 최고 700%까지 급증했다.
태양광발전은 태양으로부터의 빛에너지를 직접 전기에너지로 바꾸어주는 발전방식을 말한다.
태양빛을 받아 열을 이용해 에너지를 발생하는 태양열 발전과 달리 태양광 발전은 태양빛을 받아 반도체 물질로 이루어진 태양전지에서 바로 전기를 생성해낸다.

산업간 특성 혼재된 융합산업 구조

태양광 발전 사업은 다양한 제품 및 연관 산업으로 이루어진 종합 산업으로서, 폴리실리콘 등의 소재, 태양전지 등의 반도체산업, 인버터 및 전기제어시스템 등의 중전기산업, 건자재 일체형 모듈 및 건축물 적용 및 설치 등 전기공사 및 건설 산업과 같이 여러 산업의 복합적인 성격이 혼재돼 있으며 산업간의 특성이 매우 상이하다.

각국의 보급정책 등에 의한 정부 주도 방식이 주를 이루는 이 산업은 현재 기존 화석에너지를 이용한 발전에 비해 경제성이 떨어지므로 에너지 자립, 환경보호, 기후변화협약 대응 등 각국의 신재생에너지 보급 정책하의 지원제도에 의해 정부 주도형의 산업 특성을 이룰 수 밖에 없는 구조적 한계를 갖고 있다.

하지만 전력수요 증가와 송배전망의 한계에 대응한 분산발전 산업으로써의 태양광 발전 산업은 분산발전 방식 중 수요자의 건물 등에 직접 적용이 가능해 지역적 제한이 가장 낮은 최적의 분산 발전 방식이라는 점과 친환경적 요인으로 인한 최고의 대체 에너지라는 메리트를 갖는다.

또한 미국의 REPP(Renewable Energy Policy Project)에 의하면 1 MW의 태양광 보급에 제조, 설치, 서비스, 판매 등 관련 산업을 총 포함해 35.5명의 고용창출 효과가 있는 것으로 추정되며 다른 신·재생에너지에 비하여 고용 창출 효과가 가장 큰 것으로 나타났다.

독일의 태양광산업 전문 리서치 기업인 포톤 컨설팅은 지난해 300억달러 규모의 세계 태양광 에너지시장이 오는 2011년 1200억 달러로 늘어날 것으로 내다보고 있다. 연평균 40%이상의 고성장률을 기록할 것이라는 전망이다. 이쯤되면 태양광 산업이 반도체의 뒤를 이을 신성장동력으로 봐도 무리는 아닐 듯하다.

美·日·獨 세계시장 80% 커버

태양광은 고유가와 온실가스 문제를 해결할 수 있는 대안으로 부각되면서 집중적인 관심을 받아왔다. 독일ㆍ일본ㆍ미국 등 선진국들은 이미 오래전부터 태양광 분야에 대한 연구개발(R&D)에 매진해 왔고, 그 결과 이들 국가는 전 세계 태양광 발전의 80%를 차지하고 있을 정도로 탄탄한 입지를 구축하게 됐다.

그러나 우리나라의 태양광산업은 선진국에 비하면 이제 막 걸음마를 뗀 수준에 불과하다. 태양전지 및 모듈 생산량은 일본ㆍ독일ㆍ미국과 현격한 차이를 보이고 있으며, 심지어 중국ㆍ대만ㆍ인도 보다도 생산량이 적은 실정이다. 전문가들은 국내 태양광 기술은 해외 선진 기술에 비해 5년 이상 뒤지고 있는 것으로 보고 있다. 우리나라가 태양광 분야의 후발주자인 점을 감안하면 선진국과의 기술격차는 어쩌면 당연할 지도 모른다.

국내에서는 지난해부터 태양광산업의 붐이 일면서 태양전지 생산업체를 비롯해 태양광 모듈, 발전설비 업체들이 빠르게 늘어나고 있다. 중소기업은 물론 삼성ㆍLGㆍ현대중공업 등 대기업도 태양광 사업에 활발히 진출하고 있는 상태다. 정부도 태양광산업 육성에 의욕적인 모습을 보이고 있다. 산업자원부는 오는 3∼4월쯤 태양광 등 신재생에너지산업 육성을 위한 10년 기본계획을 발표할 예정이다. 한국 태양광산업을 세계 톱3 안에 진입시키겠다는 육성계획안도 마련중이다.

그러나 국내 태양광산업을 육성ㆍ발전시키기 위해서는 해결해야 할 문제가 적지 않다. 무엇보다 태양광 관련 기술인력이 절대적으로 부족하다는 점이다. 태양광사업에 뛰어든 국내 기업들이 태양전지 전문가를 구하는데 어려움을 겪고 있다는 사실은 우리의 태양광사업 현주소를 잘 나타내주고 있다. 태양전지 등 관련 제품도 대부분 외국제품으로 이루어지고 있는 게 현실이다. 폴리실리콘ㆍ잉곳ㆍ태양전지ㆍ모듈 등 재료부터 핵심부품 등의 국산화가 절실한 것이다.

모든 제조산업체 태양광 겸업가능

태양광 발전산업은 2010년까지 적어도 연 20∼30%의 성장이 예측되는 차세대 성장 산업으로써 최근 5년간 40%이상의 성장을 보이고 있다. 향후 2010년까지 10GWp, 약 500억 불 시장을 형성할 것 이라는게 업계의 예측이다. 최근 이와 같은 급속도의 성장세에 따라 태양광 발전 사업에 참여하는 업체도 기하 급수적으로 늘어나고 있다.

특히 지난해 말에는 태양광과 태양열을 포함한 태양에너지 산업 활성화를 위해 공장 내 발전시설 설치 제한이 완화돼, 공장 건축물 옥상에 사업용 태양에너지 발전시설 설치를 전면 허용토록 '산업집적 활성화 및 공장설립에 관한 법률' 시행령이 개정됐는데, 이에 따라 국내 공장건축물 옥상에 사업용 태양에너지 발전시설 설치가 가능해져 모든 제조업체가 태양광 발전사업을 겸업할 수 있게 됐고 설치 면적에 구애 받는 태양광 산업의 성장 가능성은 더욱 확대됐다.

이는 국토의 가용입지가 점점 제한되는 상황에서 발전시설 설치를 위한 적정부지 확보가 쉽지 않아 유휴공간을 효율적으로 활용하자는 취지다. 그 동안은 산업단지 내 공장은 공장 외의 용도로 이용하는 경우 원칙적으로 공장등록을 취소 시켜왔다.

이처럼 공간 제약을 많이 받는 태양광 발전 산업은 그 핵심인 태양전지로 요약할 수 있다.
태양전지는 반도체 물질로 이뤄져 있어서 태양빛이 태양전지 내에 흡수되면 태양전지 내부에서 전자(electron)와 정공(hole)의 쌍(e-h pair)이 생성된다. 생성된 전자-정공 쌍은 pn접합에서 발생한 전기장에 의해 전자는 n형 반도체로 이동하고 정공은 p형 반도체로 이동해서 각각의 표면에 있는 전극에서 수집된다. 각각의 전극에서 수집된 전하(charge)는 외부 회로에 부하가 연결된 경우, 부하에 흐르는 전류로서 부하를 동작시키는 에너지의 원천이 되는 방식이다.

단결정과 다결정으로 구분

태양전지는 크게 결정질 실리콘 태양전지와 박막 태양전지로 구분된다. 전체 태양전지 시장의 95%이상을 차지하는 결정질 실리콘 태양전지는 실리콘 덩어리를 얇은 기판으로 절단해 제작하며, 실리콘 덩어리의 제조 방법에 따라 단결정과 다결정으로 구분된다. 박막태양전지는 얇은 플라스틱이나 유리 기판에 막을 입히는 방식으로 제조하는 태양전지로 막의 종류에 따라 비정질실리콘 태양전지, CIS 태양전지, CdTe 태양전지, 염료감응 태양전지 등으로 분류된다.

태양전지 모듈은 크게 일반태양전지 모듈과 건자재일체형 태양전지 모듈(BIPV)로 구분는데, 최근에는 반투명 태양전지 모듈, 컬러 태양전지 모듈 등 소비자의 요구에 맞춘 다양한 형태의 모듈이 소개되고 있다. 공간 제약을 최소화 하기 위해 유휴시설과의 일체형 구조로의 제작이 늘어나면서 외관상 미려한 디자인을 추구하는 소비자의 성향에 따라 다양한 공급 제품이 늘었다는 점도 재미있는 부분이다. 박막태양전지 모듈의 경우 반사방지막이 없기 때문에 다양한 컬러의 모듈을 제작할 수는 없지만 기판의 형태에 따라서 휘어지는 태양전지 모듈의 제작이 가능하며 이같은 디자인 상의 변혁을 통해 건물 외벽이나 내장재 등에 태양전지를 부착해 전력을 끌어내는 방식들이 새로운 트렌드로 자리잡혀가고 있다.

또한 최근에는 저수지 위에 태양광 발전을 짓는 등의 세계 최초의 시도도 이뤄지고 있다. 토지가 필요 없어 경제적인 이 발전 설비는 물에 뜨는 원형 부표(물에 뜨는 패널)위에 태양광 발전 모듈판을 설치한 것으로 그 발상의 전환이 신선하다.
임야를 건드리지 않아 친환경적인 이 설비는 시행령 개정 등을 통해 올해 안에 설치될 예정이다.

디스플레이 강국, 태양광 강국

태양광산업은 우리의 역량을 제대로 모은다면 신성장동력으로 충분히 키울 수 있다고 본다. 태양전지 사업이 반도체나 디스플레이 공정과 비슷한 점이 많아 우리의 강점을 살려나갈 수 있는 여지도 있다. 반도체와 디스플레이 강국에 이어 태양광 강국도 노려볼만하다. 이를 위해 태양광 산업을 세계 최고 수준을 보유한 반도체 기술과 연계하는 방안을 적극 고려해 볼 필요가 있다.

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임형준 기자 lhj@kidd.co.kr

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