정부는 태양광과 풍력 등 신재생에너지 기술에 1993년부터 2009년까지 총 9,607억 원(누적 예산)을 투자했다. 여기에 민간 투자액 총 6,680억 원을 합하면 총 1조 6,287억 원을 투자한 셈이다. 2010년에도 신재생에너지 보급 보조와 관련 약 2,500억 원의 예산을 집행했다. 그러나 이러한 투자에도 2009년 말까지 설치한 태양광 발전기 용량은 512㎿ 수준에 불과했다. 그뿐만 아니라 태양광발전소 설치에 비례해 관련 기기 수입량도 늘어났다. 2008년 태양광 관련 수입 의존도는 75%(풍력 99.6%)이며, 광전지 수입액이 10억 8,282달러에 달했다. 보급 용량이 100% 증가할 때마다 태양광 전지 수입액이 약 50% 증가한 것이다. 이 때문에 2010년 지식경제위원회 국정감사에서 태양광 발전 보급 정책으로 국산 제품이 아닌 외국 제품이 국내 시장에 진입한다는 지적이 있었다. 그러한 가운데 2010년 태양광 산업이 수출 중심으로 가파르게 성장한 것으로 나타났다. 여기에서는 에너지경제연구원과 태양광산업협회, 전경련 자료 및 태양광 관련 전문가들의 도움으로 태양광 산업 육성 전략을 살펴보았다.
우리나라 태양광 분야 기술력은 선진국 대비 71% 수준으로, 국내 시장은 해외 제품에 선점을 당한 상태다. 태양광 장비는 크게 폴리실리콘, 잉곳 · 웨이퍼, 셀, 모듈, 인버터 및 소재 · 부품 · 장비 등으로 분류한다. 이 가운데 부가가치가 높은 폴리실리콘과 박막형 태양전지의 기술력과 국산화율은 낮다. 관련 중국 제품의 국내 시장 점유율은 2008년 23%에서 2009년 50%로 2배 이상 늘어났다. 여기에는 중국 정부의 재정 지원과 기업의 기술력 향상이 바탕에 깔려 있다.
전경련 자료를 보면 2010년 기준 한국전력거래소에 등록한 태양광 발전사 수는 278개고, 총 발전 설비 용량은 306.6㎿다. 이 가운데 평균 설비 용량 규모 1.1㎿ 이하인 발전사는 79.5%, 2㎿ 이하인 발전사는 92%를 차지할 정도로 영세한 발전사가 많았다. 설비 용량 기준으로 동양에너지가 22.4㎿, 고창 솔라파크 15㎿, 엘지솔라에너지 14㎿, 삼성에버랜드 9.3㎿ 순으로 나타났다. 태양광 발전사는 발전차액 지원으로 사업을 유지해 왔으나, 만약 전면 의무 할당제를 시행하면 대부분 경제성 악화로 사업을 유지하기 어려울 것으로 보인다. 한편, 정부는 발전 차액 지원 예산 급증을 이유로 연도별 발전 차액 한계 용량을 설정했는데, 2009년에 이미 2010년 물량 70㎿와 2011년 물량 일부를 설치 완료했다. 2011년까지 잔여 용량 200㎿를 2009년(50㎿), 2010년(70㎿), 2011년(80㎿)으로 배분한 것이다.
신재생에너지 발전량에서 태양광이 차지하는 비율은 6.7%인데 비해 신재생에너지센터에 등록한 총 5265개 기업 중 태양광 관련 기업은 90.1%인 4745개다. 문제는 발전 규모에 비해 많은 업체가 사업에 참여함으로써 경쟁이 심한 데다, 관련 부품 · 장비 개발이 아닌 부가가치가 낮은 시스템 설치 · 운영 분야에 쏠려 있다는 것이다.
태양광 산업 육성 전략
'2010 IEA PVPS(태양광) ExCo 회의'내용을 보면, 태양전지는 중국 · 대만이 전 세계 공급량의 56%를 차지하고, EU가 전 세계 소비의 82%를 차지해 세계적으로 수요와 공급의 불일치를 나타냈다. 한편, 태양광 발전은 2050년 전 세계 전기 공급량의 11%를 차지할 전망이다. 앞으로 주거용 태양광 발전에서 대규모 태양광 발전으로 경향이 바뀔 전망이다. 또한, 태양광 발전 비용의 지속적인 하락과 전기료의 지속적인 증가로 2015년 그리드 패리티(Grid parity)를 달성할 것으로 보인다. 독일의 Q-Cells와 일본 Sharp 등 외국 선도 기업들은 실리콘 결정질 태양전지를 기반으로 다양한 태양전지개발을 병행해 다가올 시장 변화에 대비하고 있다.
우리나라도 급변하는 시장의 요구에 대응하려면 결정질 실리콘 태양전지 시장을 기반으로 박막과 차세대 태양전지 기술의 다각화를 추진해야 한다.
에너지경제연구원 자료를 보면, 우리나라 실리콘계 태양광은 세계 최고 수준의 88%까지 기술 격차를 좁혔으나, 박막형 태양광은 61%로 아직 낮은 수준이다. 현재 태양광 산업을 육성하고자 단기와 장기 전략을 수립했는데, 알려진 바로는 단기 전략은 결정질 실리콘의 원 소재 저감과 고효율 태양전지, 박막형 태양전지의 대면적 모듈 제조 기술 개발이다. 장기 전략은 차세대 태양전지(유기 · 염료반응)의 원천 소재 양산 기술 개발과 소재부터 모듈까지 서플리 체인(Supply Chain : 공급망 관리)별 1GW 이상의 생산 체제를 구축해 가격 경쟁력을 확보하는 것이다.
태양광 산업계와 전문가들은 한결같이 "이러한 전략을 달성하려면 먼저 현재 서플리 체인을 역삼각형에서 수직 구조로 계열화해 유기적인 협력 관계를 맺어야 한다"면서, "이를 통해 가격 경쟁력을 갖추고, 폴리실리콘 · 인듐 등의 수급 대책을 장기적으로 계획해 태양전지 시스템 생산 체계를 안정적으로 구축하고, 수입에 의존하는 제조 장비 국산화로 제조 단가를 혁신해야 한다"라고 말한다. "특히 박막 태양전지는 장치 비용이 결정질계에 비해 2배 정도 높지만 아직은 산업 형성 단계이기에 제조장비 기술확보는 경쟁력과 직결된다"면서, " 앞으로 신 · 증설 생산라인에 국산 장비를 도입하고 양산화하는 시간을 줄여야 한다"라고 강조한다.
단기 전략 품목
결정질 실리콘 태양전지 | 제조 단가를 낮춘 고효율 결정질 실리콘 태양전지 개발을 통한 시장 경쟁력 확보한다. 태양전지용 폴리실리콘 제조 장비 및 공정과 150㎛ 이하 기판을 이용한 박형 태양전지모듈 제조 기술 개발한다. 또한 효율성이 높은 이종접합형 태양전지와 후면 전극형 태양전지 등을 단기간 내 개발해 상용화한다.
태양전지 제조 설비와 R&D센터로 구성된 STX솔라 구미공장에서 태양전지를 검수하는 모습.
실리콘 박막 태양전지 | 반도체 · 디스플레이 기술을 기반으로 고효율화 · 대면적화 · 신뢰성을 확보해 세계 시장을 선도한다. 디스플레이 산업과 장치산업 기반을 활용해 실리콘 박막 태양전지를 위한 요소 기술을 우선 확보한다. 디스플레이 기반 대면적 모듈 제조를 위한 기술 개발을 추진한다.
CIGS 박막 태양전지 | 결정질 실리콘에 버금가는 효율 · 양산 기술 개발로 경쟁력을 확보해 세계 시장을 선점한다. 생산 기술 확립을 위한 양산 기술과 장비를 개발한다. 고효율화를 위한 다층 박막과 다중 접합 구조 기술을 대학과 연구소를 중심으로 원천 개발한다. 진공 공정을 개선한 저가 비진공 방식 또는 저가 인쇄형 박막 제조 기술을 개발한다.
장기 투자 전략 품목
염료 감응 태양전지 | 건물 외장 BIPV용 태양전지 시스템 시장을 개척한다. 조기 양산화를 위해 양산 기술 확보, 전방 업체와의 공동 개발 협력 관계 구축, 제품의 조기 인증 등을 추구한다.
유기 태양전지 | 유비쿼터스형 라이프 스타일에 따른 경량 · 저가의 신시장을 창출한다. 유기 반도체 및 기판 소재 · 셀 · 모듈 · Roll-to-Roll 공정 및 장비를 개발한다. 모듈 효율 5% 이상의 상용 제품을 개발하고, 원천 및 국가 공동 연구를 통해 소재 및 공정 기술을 개발한다.
태양광 관련 업계와 전문가들은 "태양광 산업을 고부가가치 산업으로 육성하고 세계 시장을 선도하려면 후방 산업인 소재 및 장비 기술 확보와 함께 장비의 국산화가 시급하다"면서, "현재 태양전지와 모듈 경쟁력이 관건이다"라고 말한다. 제조 장비의 국산화는 태양전지의 생산 원가 절감뿐만 아니라 장비산업 육성과 수출 산업에서 중요하기 때문이다.
산은경제연구소 자료를 보면, 국내 태양전지업체들은 대부분 고가의 해외 장비에 의존해 금융 위기 이후 수익성 악화에 직면한 것으로 나타났다. 한편, 외국산 장비는 시장 변화에 따른 유연한 대응이 어렵고 사용자의 생산성과 편리성을 도모하는 제작이 곤란하다. 따라서 산업 연관 효과 제고 등을 통한 고용 창출 등을 위해 태양광 장비 산업 육성이 필요하다. 태양광 장비산업은 반도체 · LCD 산업의 초창기와 비교할 때, 선진국과 기술 격차가 크지 않으므로 집중 투자 시 얼마든지 세계 시장 선점이 가능하다. 이를 위해서는 정부의 적극적인 지원과 태양전지 업체 간 혹은 업체와 연구기관 간 공동 연구가 필요하다.
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태양광 산업, 수출 중심으로 가파르게 성장
한국태양광산업협회(회장 민계식)는 2010년 우리나라 태양광 산업 실적 분석 자료를 발표했다. 협회는 회원사 및 주요 비회원사들을 대상으로 2010년 연말에 각 사별로 2010년 매출액, 수출액, 생산용량, 고용 인원을 전화 조사했다고 밝혔다. 전체 매출액은 6조 5,241억 원으로 제조업이 5조 8,998억 원이고 시스템 설치가 6,243억 원이다. 제조업분야 기준 수출 실적은 4조 718억 원으로 제조업 전체 매출의 69%가 수출에서 발생했다. 이러한 결과는 2009년 대비 매출은 2.5배, 수출은 2.7배 늘어난 것이다.
밸류 체인 별로 집계한 분야별 매출액, 수출액, 생산 용량, 고용 인원은 표와 같다.
폴리실리콘 | 매출 1조 4,500억 원 / 수출 1조 1,050억 원
2010년도 처음으로 1조 원대에 진입하며 1조 4,500억 원의 매출을 거두었다. OCI 외에도 한국실리콘, KCC가 생산을 시작하면서 2010년도에는 기업들의 분포가 보다 다양해졌다. 기존 기업들이 공격적으로 증산할 예정이며, 여기에 더해 시운전 중인 웅진폴리실리콘과 양산을 적극 검토 중인 삼성정밀화학 · 파일럿라인을 운영 중인 SK 그리고 사업성을 검토하는 LG화학 등을 포함하면 우리나라 폴리실리콘 산업의 규모는 더욱 커질 것이다. 특히 모듈 분야와 함께 매출 가운데 수출이 차지하는 금액이 가장 높아 전체 매출의 76%인 1조 1,050억 원이 수출에서 발생했다.
잉곳/웨이퍼 | 매출 8,700억 원 / 수출 5,593억 원
2010년 상반기에 병목 지점이었던 밸류 체인이다. 상반기 셀의 수요 대비 우리나라 잉곳/웨이퍼의 생산 용량이 낮았기 때문이다. 2010년도에 각 업체들이 적극적으로 생산 용량을 늘렸기에 하반기에 어느 정도 생산 용량 균형을 맞추면서 매출 증가 속도도 빨라졌다. 2010년도 잉곳/웨이퍼 분야 매출은 전년 대비 2배 이상 늘어난 8,700억 원이고, 이 가
운데 수출은 64%인 5,593억 원이다.
셀 | 매출 5,760억 원 / 수출 4,349억 원
셀 역시 업체들이 적극적으로 생산 용량을 늘리면서 매출과 수출이 전년 대비 3∼5배 신장했다. 단, 매출액 규모가 5,760억 원으로 다른 밸류 체인에 비해 매출 규모가 낮았다. 이는 셀과 모듈 산업을 같이 하는 기업들이 셀을 단품으로 판매하지 않고 모듈 가공을 거쳐 판매했기 때문이다. 즉, 이들 기업에서 생산한 셀은 셀 부분 실적으로 잡히지 않았다. 그런데 주요 경쟁 상대인 대만이 셀 분야를 중심으로 세계 시장에서 맹위를 떨치는 것을 고려할 때, 우리도 셀 자체의 비즈니스 규모를 보다 키워야 한다고 분석했다. 한편 셀은 매출 가운데 수출 비중이 꽤 높아져 전년도 52%에서 76%로 되면서 4,349억 원을 기록했다.
모듈 | 매출 2조 원대 / 수출 1조 5,620억 원
모듈은 전체 밸류 체인 가운데 가장 높은 매출과 수출 실적을 기록했다. 제조 분야 가운데 그동안 가장 비중 있는 매출을 차지했던 폴리실리콘을 제치고 2조 원대의 매출을 기록했다. 다른 밸류 체인보다 많은 수의 기업들이 진출해 시장 확대의 영향을 직접적으로 받은 분야다 보니, 이것이 매출과 수출실적으로 나타났다. 수출이 매출 가운데 차지하는 비중도 전년도 62%에서 76%로 높아지면서 수출액도 1조 5,620억 원을 차지했다.
인버터, 소재 · 부품, 장비
협회는 2010년도에는 인버터, 소재 · 부품, 장비의 실적도 같이 조사했다. 비록 이 분야의 통계는 이전 자료들이 빈약해 연도별 비교가 어렵지만, 이들 분야의 호조도 이번 조사를 통해 확인할 수 있었다고 한다. 매출을 보면 인버터 분야는 1,300억 원, 소재 · 부품은 3,560억 원, 장비는 4,600억 원으로 나타났다. 특히 그동안 수입 유발 업종으로 알려진 이들 분야의 기업들이 수출에서도 나름대로 선전하면서 수출 실적이 인버터 664억 원, 소재 · 부품 742억 원, 장비 2,700억 원을 기록했다. 인버터와 장비의 수출액은 매출의 50%, 58% 수준이다.
 태양광 발전 설치 분야
태양광 발전 설치 분야 매출은 2008년 278㎿, 2009년 159㎿, 2010년 130㎿의 설치 실적을 기준으로, 여기에 단가를 곱해 계산한 것이다. 용량, 설치 형태, 설치 구조 등에 따라 단가가 달라지지만 편의상 연도별 설치 실적에 해당 연도의 단위 용량당 지원 금액(에너지관리공단 발표 수치)의 2배를 곱하고(50% 정부 지원이므로), 여기서 나온 금액의 85%를 설치 단가로 산정했다. 이렇게 했을 경우 2010년도 설치 시장 규모는 6,243억 원으로 200년도의 2조 6,466억 원에 비해 크게 줄었다. 이는 발전 차액 지원이 줄어들며 국내 시장이 위축된 것을 그대로 반영된 결과다.
  크게 제조와 설치 분야로 나누어 보면, 제조 분야는 2010년도에 괄목할 만한 성장을 이루었다. 전년도 통계 자료가 빈약한 인버터, 부품 · 소재, 장비를 제외하고 폴리실리콘, 잉곳 · 웨이퍼, 셀, 모듈의 4개 밸류 체인만 보더라도 전년도 대비 2.6배 성장한 4조 9,538억 원의 매출을 거뒀다. 특히 수출이 차지하는 비중이 70% 이상을 유지하면서 태양광 산업이 수출산업으로 자리잡고 있음을 알 수 있다. 이들 4개 밸류 체인의 전년도 수출 실적은 1조 3,559억 원이었는데 2010년에는 3조 6,612억 원이 되면서 2.7배 늘어났으며, 매출 가운데 수출이 차지하는 비중은 2009년과 2010년이 각각 72%, 74%를 기록했다.
제조업과는 반대로 우리나라 설치 시장의 매출은 계속 작아지는 추세다. 비록 태양광 산업이 수출 중심이라는 것이 이번 조사를 통해 다시 한번 확인됐지만, 신규 기업의 진출, 신인도 축적, 테스트 베드확보를 위해서는 안정적인 국내 시장의 동반 성장도 병행돼야 한다. RPS 시행을 통해 국내 설치 시장도 성장하도록 제도적 뒷받침과 관리가 필요하다.
태양광 산업 고용 확대 견인
태양광 산업이 고용 확대 측면에서도 국가 경제에 이바지하는 것이 이번 조사에서 확인됐다. 2008년도에 앞의 4개 밸류 체인에 종사하는 인원이 2500명이 채 안 됐지만 2년이 지난 2010년에는 이들 4개 밸류 체인에서 근무하는 인원이 8254명 이상이 되면서 3.3배 늘었다. 고용 없는 경제 성장에 고심하는 우리나라에 태양광 산업이 중요한 해결책임을 보여줄 수 있는 대목이다.
밸류 체인의 수직 계열화 확대 필요
한편 모듈 분야에서는 높은 매출과 수출 실적을 거뒀음에도 적자를 기록한 기업이 다수 있다. 폴리실리콘, 잉곳 · 웨이퍼, 셀과 같은 밸류 체인 상류보다 이익 마진이 낮은 산업구조 때문이다. 여기에 더해 경쟁이 가열화되면서 가격 경쟁의 직격탄을 가장 직접적으로 받은 밸류 체인이 모듈이기 때문이다. 이러다 보니 높은 매출 신장에도 낮은 영업 이익이나 적자에 허덕인 모듈 업체가 상당 수 있다.
이에 대처하기 위해서는 밸류 체인 상류의 영업 이익률을 다소 낮추며 모듈 분야의 이익률을 제고할 수 있는 구조적인 노력이 필요하다. 또한 수직 계열화 확대나 셀 · 재료 등의 안정적인 장기 공급을 확보해 원가 변동의 영향을 자체 흡수할 수 있는 체제를 갖추어야 한다.
업체들의 정식 결산이 끝나지 않은 연말에 전화로 조사한 것이라 정확도가 떨어질지 모르지만 이번 조사를 통해 다시 한 번 우리 태양광 산업이 실질적인 성장을 하고 있으며, 우리나라가 원하는 새로운 성장동력의 모습을 보여 주는 것을 확인할 수 있었다.
<Energy News>
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