미국 박막형 태양전지 시장 확대

美 박막형 태양전지 시장 확대

- 경제성과 편리성을 바탕으로 틈새시장 공략 예상 -

□ 미국 태양광 시장 현황

 ○ 미 태양광 설치 용도의 변화

   - 미 태양광산업 조사 전문기관인 포톤(Photon) 컨설팅에 의하면, 미국 태양광 수요의 50% 이상을 발전용량이 10㎿ 이상인
상업용 발전이나 대규모 발전단지가 차지할 것으로 전망

미국 용도별 태양광 설치 전망

자료원 : 태양광 전문잡지 Photon

 ○ 대형 발전 프로젝트 진행 현황

   - 캘리포니아주의 경우, 현재 270개의 중·대형 발전 프로젝트가 진행 중이며, 이는 7만㎿의 재생 에너지를 만들어 낼 것임.
주로 빌딩과 상업용 건물에 사용될 전망

   - 특히, 올 11월에 캘리포니아에서 시작될 약 20억 달러에 달하는 세계 최대의 태양열 프로젝트 Ivanpah 태양 전기 발전 시스템
프로젝트가 370㎿의 재생 에너지를 생산하고, 1000개의 일자리를 창출할 것으로 예상

미 캘리포니아 Ivanpah 태양 전기 발전 시스템 현장

자료원 : 캘리포니아 주 정부 사이트

   - 대규모 태양광 발전 단지 개발 프로젝트에 미국의 퍼스트솔라(First Solar), 영국의 주요 정유회사 BP의 자회사인 BP Solar,
중국 Suntech 등 영향력 있는 모듈 기업이 대거 참여함.
설치 사업자를 인수해 직접 발전 프로젝트를 개시하는 방식으로 적극적으로 수요를 창출함.

 ○ 박막형 태양전지의 부상

   - 작년 전 세계 태양전지 총 생산량(9.6GW) 중 박막형 태양전지는 1.9GW로 20%를 차지했으며, 올해 2.8GW, 2013년
5.0GW, 2015년 9.3GW, 2017년 17.7GW로 연평균 37%가량 성장해 시장점유율이 40%까지 상승할 것으로 예상

□ 박막형 태양전지의 장점

 ○ 경제성

   - 구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄(CIGS) 박막 태양전지 기술은 기존의 실리콘 웨이퍼를 사용하는 결정질 태양전지에 비해 두께가
수백분의 일에 불과해 태양전지 제조에 들어가는 소재의 양을 대폭 절감할 수 있음.

   - 최근 박막형 태양전지 중 상대적으로 효율이 높은 CIGS 태양전지의 경우, 여러 실험 등에서 면적이 작은 공간에서는 약 20%
수준까지 효율성을 높일 수 있는 것으로 판명됨.

   - 주택용 루프탑(roof-top) 구조물의 경우 현재까지 정부의 각종 보조금을 통해 설치가 확대됐고, 공간적 제약으로 인해 효율성이
높은 크리스탈라인 실리콘(Crystalline Silicon) 타입이 사용됐지만, 대규모 발전시설은 상대적으로 효율성은 떨어지나 비용
절감이 가능한 박막형 태양전지가 대안으로 떠오름.

 ○ 편리성

   - 패널을 고정하기 위해 구조물을 필요로 하는 유리형(Glass-based) 태양광에 비해 변동형 기판(Flexible Substrates)을
사용하는 CIGS Type은 유리와 특별한 구조물을 필요로 하지 않음.

   - 결정질 태양전지보다 생산 공정이 단순해, 대규모 발전 시설에 적합

박막 태양전지 종류

자료원: LG 경제연구원 Weekly 포커스, 2010년 10월

□ 세계적인 기업들의 박막형 태양전지 기술 투자

 ○ First Solar

   - 온타리오시 80 ㎿, 블리드 시에 21㎿, 볼더 시 10 ㎿ 등 대형 프로젝트를 통해 카드뮴-텔툴라이드(CdTe) 기술의 성공사례를
보여줬음.

   - 연간 1GW 박막 태양전지 공장 건립을 목표 세움.

   - 미 포춘(Fortune)지는 올 9월에 세계 100대 급성장 기업 중, 퍼스트 솔라를 7위로 선정

 ○ GE

   - 2009년 기존 결정형 태양전지 사업을 중단하고, 계열사인 프라임스타솔라(PrimeStar Solar)를 통해 CdTe 박막 태양광 기술
개발에 박차를 가함.

 ○ 샤프

   - 결정질 중심의 사업구조를 a-Si 박막형에 집중하는 형태로 전환

   - 연간 1GW 박막 태양전지 공장 건립 목표 세움.

 ○ 큐셀

   - 자회사 솔리브로(Solibro) 중심으로 CIGS 박막 태양전지 양산 계획 발표

 ○ 인텔

   - 독일의 Sulfercell, 중국의 Trony Solar 등 주로 박막 태양전지 기업의 지분을 매입해 왔음.
앞으로는 인텔에서 분사한 SpectraWatt를 통해 본격적으로 태양광 사업에 뛰어들겠다는 계획 발표함.

 ○ 이외에도 아센트 솔라, 미아솔, 솔로파워, 노바선, 글로벌 솔라 에너지등의 회사가 변동형 CIGS를 생산할 수 있음.

□ 한국 태양광 선도 기업의 활발한 움직임

 ○ 현대중공업

   - 올해 10월 8일 한국의 대표적인 태양광 전문 기업인 현대중공업이 세계 최대의 유리, 건축자재 업체인 프랑스 파리에 위치한
생고방(Saint-Gobain사)사와 CIGS 박막형 태양전지 공장을 한국에 건설하기로 합의함.
공장은 현대중공업과 생고방그룹이 절반씩 총 2천200억 원을 투자해 오는 12월 착공돼 2012년 상반기 완공될 예정임.
공장이 완공되면 연간 100㎿ 규모의 CIGS 박막 태양전지 생산이 가능 할 것으로 예상됨.
현재 CIGS의 생산 효율성은 12%에 달하고 테스트 실험으로는 20%에 육박함.

현대중공업과 프랑스 Saint-Gobain와의 100㎿ CIGS 박막형 필름공장 합작투자 조인식

자료원 : 현대중공업 홈페이지

 ○ LG전자

   - 결정질 태양전지 모듈 라인 양산과 더불어 박막 태양전지까지 포트폴리오를 다양화하는 계획을 세우고 2015년까지 1조 원을
투자해 24억 달러의 매출액을 올리겠다고 밝힘.

미국 최대의 태양광 전시회인 2010 Solar Power International(SPI)를 통해 에너지 효율을 높인 셀 72개를 결합한 '310W
고효율 모듈'과 반도체 공정에 쓰이는 이온반응식각(RIE) 기술을 적용해 광변환 효율을 높인 'RIE 모듈'을 공개했고, 세계 최고
수준의 에너지 효율인 11.1%를 달성한 아몰포스(a-Si) 박막태양전지 기술도 처음으로 소개했음.

올해 말까지 12%까지 높인 후 상업생산을 위한 투자를 진행한다는 방침이며, 2012년에는 광변환 효율을 14%까지 끌어올려
본격적인 상업 생산에 착수할 계획임.

 ○ 삼성전자

   - 올해 5월에 그룹 차원에서 태양전지 부문에 2020년까지 누적 6조 원을 투자키로 결정, 매출 10조 원, 고용창출효과 1만 명을
달성하겠다고 밝혔음. 반도체와 LCD에서 쌓아온 기술력을 바탕으로 결정계에서 박막계에 이르기까지 다양한 제품의 원가경쟁
력 확보를 위해 노력 중임. 아몰퍼스 실리콘(a-Si) 방식, CIGS 방식 등 박막형 태양전지 기술에 대한 연구개발을 진행 중으로,
반도체와 LCD 사업을 통해 얻은 노하우를 바탕으로 광변환 효율 향상에 힘씀.

 ○ SK에너지

   - 올 3분기 IR을 통해 대량생산이 가능한 2세대 박막형 태양전지를 개발 중이며 첨단 기술로 대응하기 위해 해외 투자도 병행하고
있다고 밝힘.

미국 최대의 태양광 전시회 2010 Solar Power International(SPI)에
참가한 한국내 대기업 및 KOTRA 주관 한국관 전경

자료원 : KOTRA LA KBC 사진 촬영

□ 시사점

 ○ 박막형 태양전지 활성화 기대

   - 결정형 태양전지는 상용화 기간이 길고 기술 개발이 꾸준히 이뤄져온 만큼 광변환 효율과 신뢰성 면에서 상대적으로 이점을
갖고 있지만, 원료인 폴리실리콘 수급 상황에 따라 제조원가가 큰 영향을 받고, 평판형태를 벗어나지 못해 활용폭도 한정됐음.

   - 박막형 태양전지는 폴리실리콘 수급 영향으로부터 자유로워 제조비용이 저렴하고 무게가 가벼움. 벽이나 창문, 지붕 등 여러
형태의 곡면에 부착할 수 있어 건물 일체형 태양광 발전시스템(BIPV)에도 활용할 수 있음.

   - 박막형 태양전지는 세계적으로 아직 양산화 초기단계로 대외 경쟁력을 확보하기가 용이하고, IT기술을 기반으로 하기 때문에
우리나라가 보유한 반도체 및 디스플레이 기술을 활용하면 짧은 시일 내에 차세대 박막 태양전지 기술 및 시장 경쟁력을 확보할
것으로 전망

자료원 : Solar Industry, Photon, California State Government, Clean Energy, PV-TECH.ORG 등 현지 언론과 잡지,
        LG경제연구원, 코트라 로스엔젤레스 KBC 자체 보유자료 종합