태양광, 미래 청정에너지 주역?

[산업일보]
태양광 발전은 지난 50년간 지속 및 적용 가능한 에너지로 진화됐다. 또한 기존 에너지 자원을 대체할 수 있는 비용대비 효율성이 높고, 청정에너지라는 인식이 빠르게 확산되고 있다. 본지는 프로스트 앤 설리번 한국지사가 발표한 '세계 태양 에너지 시장 보고서'를 중심으로 전세계 태양열 에너지 현황과 전망에 대해 알아보고자 한다.



정부 장려 정책이 시장 성장 가속화
미국 태양열 에너지의 가장 큰 성장 동력원은 정부 주도하의 고비용 태양열 PV(태양광발전) 시스템 개발 덕분이었다. 미국 신재생에너지발전 의무비율할당제(RPS)와 2009년 발효된 미국 경제회복 재투자 법에 의해 제공된 경제 자극 패키지는 향후 태양 에너지가 미래 동력 에너지로 기대되고 있다는 것을 잘 보여준다. 유럽 정부 또한 재생 가능한 에너지 산업을 지원하기 위한 재생 에너지 법령을 통과시켜왔다. 이러한 장려정책은 독일, 스페인, 이탈리아, 프랑스, 스위스, 포르투갈과 같은 국가에서 태양열 PV 생성 에너지를 위한 발전차액지원제도(FIT)를 포함한다.

특히 유럽에서는 2012년부터 적용되는 보조금 삭감을 피하기 위해 지난해 4분기 태양광발전설비 설치가 기하급수적으로 이뤄졌다. 관계자들은 독일·벨기에·영국을 중심으로 사업이 활성화 돼 유럽에서 전분기 대비 시장이 23% 성장할 것이라고 분석하고 있다.

태양열에너지와 기존 에너지의 경쟁관계 구축
태양 에너지 플랜트는 수요가 많을 때 기존 발전소에 사용되는 플랜트를 대체할 수 있다. 게다가 열저장 설비와 연소성 연료에 의해 저장되면 태양에너지 플랜트는 기본 사용에서부터 절정부하에 이르기까지 요구되는 에너지를 충분히 공급할 수 있다.

하지만 기존 에너지 시스템에 비해 높은 자본비용은 성장을 억제시키는 요소로 작용한다. PV 시스템은 기존 에너지 시스템보다 월등히 높은 비용을 갖기 때문이다. 태양 전력 구제를 통한 PV 설치비를 상쇄하기 위한 소비자 기간은 거의 20년이 걸린다. CSP(Concentrated Solar Power)기술도 이와 동일하다는 것은 주지의 사실이다. KW당 6,000달러에서 7500 달러 사이인 저장 시스템을 갖춘 대규모 CSP 플랜트는 KW당 2400달러와 3500달러인 석탄 연료 발전소와 비교해 보다 많은 투자비용을 요한다. 그러나 대규모 CSP 플랜트의 자본금은 향후 5년 안에 KW당 4500달러에서 5500달러 사이로 감소될 것으로 보인다.

로컬 전송 기반시설은 대규모 CSP 플랜트 배치에 있어서 필수적으로 요구되는 사항이다. CSP 계획사업은 막대한 부지를 요하고 그 조건에 부합되는 최상의 입지는 사막이다. 그럼에도 불구하고, 대부분의 이런 지역들은 운송 라인에서 너무 멀다는 단점이 있다. 더딘 계획과 허가 처리과정은 CSP 프로젝트의 주된 방해물이다.

합성 오일과 용해 염분은 플랜트를 설치하는 데 있어 유해물질로 등급 분류된다. 그렇기에 CSP 플랜트의 허가를 거치기 전에 모든 환경적인 충돌을 고려해야 한다. 예를 들어 동물거주지의 손실과 물의 사용, 시각적인 손상, 멸종위기에 처한 동물에 대한 보호 등이 포함된다. 그 결과 CSP 플랜트의 허가 과정은 비용도 많이 들뿐더러 시간도 오래 소모된다.

미국·유럽 제조사 수익성 유지 위한 압박 시달려
2010년 세계 태양 에너지 시장의 총 설치 용량 규모는 CSP로 봤을 때 1,327 MW(메가와트)였다. 또 PV 설치는 39,611 MW 로 나타났다. 2011년 전체 태양광 시장은 18.6~24.5GW로 추정되고 있다.

전체 태양광 시장의 70%는 독일과 이탈리아에서 차지하고 있고, 한때 수요 급증에 따른 공급 부족 현상이 지속됐으나 2010년 하반기부터 가격이 안정되고 있다. 이러한 추세는 PV 모듈 가격의 하락과 전력가의 상승, 재생에너지에 대한 정부 지원정책이 계속되는 한 지속될 것이지만 올해 정부 지원정책은 다소 불투명할 것으로 보인다. 게다가 폴리실리콘 가격 급락과 미국과 유럽의 제조사들보다 더 낮은 가격의 전지를 생산하는 중국의 태양광 발전 전기 제조사들의 출현으로 다른 나라 제조사들 역시 가격을 낮춰야 하는 압박에 시달리기도 했다. 미국과 유럽 제조사들은 수익을 유지하기 위해 고품질과 고효율의 솔라 패널 생산으로 이런 과제를 해결해야 할 것이다.

이에 대비해 태양광 기업은 수직계열화, 글로벌화, 포트폴리오 전략으로 대응하고 있다. 수직계열화는 밸루체인 전반에 걸쳐 나타나고 있으며 특히 모듈업체들의 수요 개발을 위한 태양광 발전소 프로젝트 개발 참여가 추세다. 글로벌화는 원가절감을 위한 생산기지 이전, 신흥시장 진출, 중국·대만 기업의 해외시장 진출 등으로 나타난다. 포트폴리오 전략은 1세대 실리콘 태양전지 집중, 1세대 실리콘 태양광 전지와 미래 세대교체에 대비한 2세대 기술 동시 보유, 2세대 핵심기술 집중 전략을 보여주고 있다.

대외여건 긍정적이지만 경쟁 더욱 심화
태양광 에너지의 대외적인 여건은 긍정적이다. 에너지 조합에 신재생 에너지 비율을 높여 탄소 배출량을 줄이려는 국가들의 노력이 전세계 태양열 에너지 시장에 활력을 불어넣고 있다. 특히 유럽과 미국은 새로운 CSP 설치를 위한 주 지역으로 급부상할 가능성이 높다. 그밖에 북아프리카, 중동, 아시아 지역을 중심으로 몇 가지 프로젝트가 기획되고 있다.

프로스트 앤 설리번의 베네데티 연구원은 “열저장 시설 및 가연성 연료로 예비 전력을 비축했을 경우, 태양열 에너지 발전소는 필요 시 기본부하, 중간부하, 그리고 최대 부하에 사용될 수 있도록 신속하게 전달이 가능한 유틸리티 전기를 제공한다. 또한 오프-그리드 어플리케이션 용으로 태양열 에너지는 외진 주택들과 마을에 가격 경쟁력있고 믿을 수 있는 청정한 전기를 공급할 수 있다“고 말했다.

한편 낙관적이였던 작년에 비해 올해는 유럽 시장의 영향으로 전망이 그리 좋아 보이지 않는다. 독일, 이탈리아와 영국을 포함한 유럽의 정부들은 PV모듈의 가격이 떨어지자 보조금을 줄이기 시작하였다. 태양광 발전소 설치의 증가는 빠르게 떨어졌던 모듈의 가격에 영향을 받은 것으로 보인다.