태양광 충북의 미래를보다 - 세계 최고효율의 태양전지로 승부

어린이들이 태양광으로 움직이는 모형자동차를 신기한듯 쳐다보고 있다.

◇국내·외 태양광산업의 현황과 전망

태양광발전산업은 유럽 국가들의 주도하에 성장해 왔다. 하지만 최근에는 중국이 규모 우위를 바탕으로 세계시장을 확장해 오고 있는 형편이다.

유럽은 지난 2004년 세계시장의 61%를 차지했다. 이어 2008년에는 81%까지 점유율을 증가시켰다. 특히, 독일과 스페인은 각각 세계시장의 27%, 45%를 차지하며 태양광산업의 고도성장을 견인해 왔다.

하지만, 최근에는 중국이 유럽의 위세를 꺾고 있다. 중국은 썬테크(Suntech)를 필두로 GW규모의 선도기업이 등장하고, 중국기업이 대거 세계 톱(Top) 10에 포진하고 있다.

2008년까지 전 세계적으로 누적된 태양광 발전용량은 약 15GW로 신규 설치된 태양광발전 규모는 5.6GW로 스페인이 2.5GW로 절반 가량을 차지하고, 독일(1.5GW), 미국(342MW)이 뒤를 잇고 있다. 최근에는 각 국가별로 다양한 태양광발전지원정책을 바탕으로 다양한 국가들이 태양광발전을 추진하고 있어 앞으로 지속적인 성장이 전망된다.

태양광산업은 2003년 이후 시장규모가 연평균 40%이상 급성장 중에 있다.

최근 태양전지산업은 매우 역동적으로 변화하고 있다. 과거 최대 생산국이었던 일본을 중국과 유럽이 농가했다. 특히, 중국은 최대 생산국으로 부상하고 있다.

중국의 경우 2006년에 이어 2007년에도 급속한 성장을 나타냈다. 태양전지 생산에 있어 수년간 PV강국의 자리를 지켜온 일본과 독일을 제치고, 세계 태양전지 시장에서 2008년 점유율 28%로 일본(22%)을 제치고 세계 1위를 기록했다.

대한민국은 태양광발전에 대한 홍보부족과 설치비용 문제로 보급률이 매우 저조했다. 2002년에 수립된 제2차 신재생에너지 기본계획에 따라 태양광발전의 보급계획이 적극 설정돼 2003년에서 2004년부터 체계적인 추진이 가능했다. 특히, 2004년부터 태양광발전소에 지원금을 지급해 태양광발전에 대한 관심이 높아졌다.

2006년부터 전 세계적으로 태양광발전에 대한 붐이 일어나면서 국내의 성장도 탄력을 받고 있다. 태양광산업 수출액은 2004년 600만 달러에서 2009년 13억800만 달러로 218배 증가했고, 2010은 전년 대비 158% 증가한 33억8천만 달러에 이르는 것으로 파악되고 있다.

태양전지와 관련된 국내 기업들은 폴리실리콘 공장 증설과 대기업의 수직계열화를 통한 사업 진출로 기술력 및 세계시장 점유율이 향상될 것으로 전망된다.

◇충북 태양광산업의 현황과 과제

충북의 태양광발전 시설은 2006년부터 활발하게 보급이 이루어졌다. 2008년 말 현재 총 설비용량은 5천108㎾로 국내 총 태양광설비용량의 1.4%를 차지하고 있다. 전국 16개 광역자치단체 가운데 9위의 설비용량을 보유하고 있다. 국내에서는 전남(39.1%), 경북(15.6%), 전북(15.9%)의 상위 3개 지역의 설비 용량이 70%이상을 차지하고 있다.

2008년에 설치된 태양광설비는 용도별로는 발전사업이 58.9%, 가정용이 30.5%를 차지하고 있다. 용량별로는 10~50㎾급이 43.0%, 1~3㎾급이 26.4%, 50~200㎾급이 24.3%를 차지하고 있다. 200㎾급 이상의 발전설비를 지닌 태양광발전소는 설치되지 않아 중소규모의 발전용량의 태양광발전소가 주류를 이루고 있다.

2008년 충북지역의 태양광주택의 보급 호수는 전체호수의 17%, 발전량은 10%로 모두 전국 2위를 기록해 가정용 태양광주택의 보급 및 발전에서 전국대비 높은 우위를 차지하고 있다.

발전량에서는 전남이 전체의 20%로 가장 높고, 보급 호수는 경기도가 17%로 가장 높게 나타났다.

충북에는 현대중공업, 한국철강, 신성홀딩스 등 국내 굴지의 태양전지산업 대기업이 입주해 있다. 또 경동솔라, 다쓰테크, 에이원테크 등 셀·모듈 분야의 중견기업들이 분포해 태양광산업에 대한 잠재력이 확보돼 있다.

현대중공업은 2008년 6월 건축면적 7천600㎡규모의 태양광 공장을 음성군 소이면에 조성했다. 이 회사는 태양전지와 태양광 모듈을 연간 30MW씩 생산하고 있다. 현대중공업은 2009년까지 3천억 원의 투자했고, 이후 1조 원의 추가투자를 예정하고 있다. 하지만 최근 중국과 유럽에서 셀·모듈가격이 급속도로 하락하면서 시장이 흔들리자 추가 투자를 보류하고 있는 형편이다.

한국철강은 2008년 7월 4천500억 원을 투자해 박막형 실리콘 태양전지 로는 국내 최초로 양산화에 성공했다. 총 양산규모는 20MW로 2009년부터 풀가동하고 있다.

신성홀딩스는 충북 증평군에 200억 원을 태양전지 생산라인을 구축했고, ㈜에이원테크는 증평군에 태양전지 셀 생산을 위해 3천160억 원을 투자할 예정이다.

또 태양광부품소재를 생산하는 한화L&C(태양광 소재), SKC(필름) 등의 신규투자가 활발하게 진행돼 명실상부한 태양광산업 클러스터를 구축해 가고 있다.

충북은 국내 3대 반도체 파운더리 기업이 입주하고 있는 최상의 반도체산업 기반을 가지고 있다. 차세대전지산업을 지역전략산업으로 추진하고 있어 태양전지산업의 전략적 지원이 용이해 높은 시너지 창출이 예상된다.

특히, 태양광 부품설비 생산능력은 국내 생산능력의 59%를 점유하고 있다. 충북은 태양전지 셀 및 모듈 생산 분야의 허브 역량을 확보하고 있다.

◇충북의 태양광산업 지원 인프라 현황

충북도 내 대학의 태양광산업 관련학과는 반도체, 2차전지, 전기, 건축관련 전공으로 일부학과는 반도체 관련 인력양성과 태양전지 관련 연구를 수행하고 있다.

충북대학교 전기전자컴퓨터공학부의 태양전지용 인버터기술, 충주대학교(한국교통대학교) 전기전자 및 정보공학부의 태양전지 셀 기술, 건국대학교 응용화학과의 차세대태양전지인 염료감응형 태양전지기술은 높은 연구전략 경쟁력을 갖추고 있다.

또 전문대학은 반도체 파운더리 대기업과 반도체장비 인력의 협약학과를 운영하고 있어 태양광산업분야 장비인력 수급에 활용이 가능하다.

연구기관으로 한국기초과학지원연구원은 다양한 분야의 부품소재 특성 분석 및 연구개발을 수행하고 있다.

또 (재)충북테크노파크에서는 태양광산업 관련 정책기획과 기업지원사업을 수행하고 있다.

태양광관련 분야 R&D예산지원 및 정부 지원과제 가운데 충북도 내 기관의 사업수주는 상대적으로 작은 편이다. 하지만 차세대 에너지관련 부분에서 충주대학교의 친환경 에너지부품소재센터의 유치로 차세대 에너지관련 기술개발 인력양성이 이루어지고 있다.

◇충북의 태양광산업 전망

현재 충북의 태양전지산업은 제1세대 태양전지인 결정질태양전지를 중심으로 생산되고 있다. 오는 2015년에는 국내 태양광 셀 및 모듈 생산의 80%를 점유할 것으로 전망되고 있다.

또 1세대 태양전지산업의 대량생산시스템을 기반으로 현재 연구개발 중에 있는 제2세대(박막형) 및 제3세대(염료감응, 유기, 나노) 태양전지산업을 선도할 수 있는 잠재력을 지니고 있다.

이경기 충북발전연구원 기획조정실장은 "이를 위해서 충북은 국내·외 연구개발기관과의 상호협력, 관련 기업의 적극적인 유치가 이루어져야 한다"며 "다양한 태양광응용제품의 개발 및 생산으로 고부가가치를 실현해 태양광에너지 사회를 선도해야 한다"고 충고했다.

이 실장은 "충북은 태양전지산업을 기반으로 보다 높은 부가가치를 창출할 수 있는 다양한 태양광응용제품을 개발해야 한다"며 "태양광응용제품을 조기에 개발 및 상용화하기 위해 산·학·연 공동연구개발을 촉진해 태양광제품의 고부가가치를 실현하면 명실상부한 태양광에너지 사회를 이끌 수 있다"고 조언했다.

/태양광특별취재팀(팀장 장인수 팀원 엄재천·이정규·김태훈기자)