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[신사업 소개] 미래의 무한 에너지, 태양광 발전 -폴리실리콘 생산사업과 배경-

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(1)

602 … NICE, 제25권 제6호, 2007

세계의 태양광 산업

세계 태양광 발전수요는 과거 2002년부터 2006년까 지 연평균 42% 이상 성장하였으며, 각 기관별로 성장 에 대한 예상치는 상이하지만 결국 향후의 태양광 발 전수요가 연평균 30% 이상 급격히 증가할 것이라는 데에는 의견을 같이하고 있다[그림 1].

국가적으로는 가장 앞선 태양광 지원 정책을 가진 독일이 44%, 일본이 12%의 세계시장 점유율을 보이 고 있으며, 그 뒤를 이어 미국, 스페인 등이 전세계 태 양광 사업의 주요시장을 형성하고 있다. 향후 산업발 전 전망을 보면, 태양광 일사조건이 전세계에서 가장 좋은 스페인이나 이탈리아 등의 유럽국가들, 그리고 중국, 인도 등에서도 대규모 시장이 열릴 것으로 예상 된다[그림 2].

,

- -

신 현 우

㈜동양제철화학, [email protected]

(MW/yr) (MW/yr)

*ROW: Rest of the World Source: Photon-consulting

그림 2. (A)2006년 각국별 태양광 수요, (B)2010년 각국별 태양광 수요 전망.

16

15GW

5.6GW 5GW 12

8

4

0

2006 2007 2008 2009 2010

PHOTON

Solar Buzz CAGR 55%

CAGR 34%

CAGR 30%

EPIA (Unit: GW)

Source: Solarbuzz LLC, Photon-consulting, EPIA 그림 1. 세계 태양광 발전 수요 전망.

(A) (B)

(2)

NEWS & INFORMATION FOR CHEMICAL ENGINEERS, Vol. 25, No. 6, 2007 … 603 미래의 무한 에너지, 태양광 발전

이처럼 전세계적으로 많은 국가들에서 태양광 산업 육성을 위해 발전차액 지원 제도(Feed-In-Tariff), 설치 보조금 지급, 의무할당제도(RPS, renewable portfolio standard) 등 많은 정책들을 실시하고 있으 며, 유럽은 EU의 신재생에너지법을 기반으로 각국별 지원정책을 더하여 강력한 태양광 발전지원 정책을 펼치고 있다. 한국도 마찬가지로 독일의 지원정책을 기초로 삼아 여러 정책을 도입 중이며, 한국의 발전차 액지원제도는 이 중에서도 세계 최고 수준의 혜택(약 US$0.70/kWh)을 제공하고 있다.

태양광 발전의 value chain은 폴리실리콘>웨이퍼>

태양전지>모듈>설치의 단계로 나뉘며, Watt당 제품 평균가격은 2006년 기준으로 각각 USD 0.71/Watt, USD 1.9/Watt, USD 3.2/Watt, USD 4.25/Watt, USD 7.75/Watt 수준이다[그림 3].

전세계 폴리실리콘은 독일의 Hemlock, Waker, 일 본 Tokuyama, 노르웨이의 REC, 미국 MEMC 등의 주요 제조업체가 전세계 공급의 80%를 담당하며, 현 재 동양제철화학은 아시아권에서 최초로 2008년초

3,000톤을 생산 목표로 폴리실리콘 생산을 준비 중이 다[그림 4]. 태양광 발전 value chain의 다음 단계인 태양전지 제조업체로는 Sharp, Q-cells, Sunpower, Kyocera, Suntech Power, Sanyo 등이 있으며[그림 5], 최근에는 중국업체들의 급부상이 특히 눈에 띈다.

(MT/yr)

Source: Solarbuzz

그림 4. 주요 폴리실리콘 제조 업체 생산능력.

16 44 74 98 178

2,300 2,300 2,300 2,300

0.71 1.90 3.20 4.25 7.75

폴리실리콘 웨이퍼 태양전지 모듈 설치

시장규모 (억$)

Volume (MW)

가격 ($/Watt)

($78/kg 기준)

태양전지용 (Total 43,000MT

1)

) 21,000MT

1)

반도체용 22,000톤 포함 Source: Photon-consulting

그림 3. 폴리실리콘에서 태양광 발전까지(2006년 기준).

(3)

604 … NICE, 제25권 제6호, 2007

신사업 소개

국내 태양광 산업

현재 한국 내 태양광 발전시장은 아직 초기단계로 서 2006년 기준으로 국내 태양광 발전시설 설치는 11MW의 규모에 불과한데, 이는 전체 신재생에너지 산업의 1.1%에 국내 총 발전량 대비 0.0014% 수준의

극히 미미한 수준에 머물러 있다.

태양광 발전에 가장 큰 영향을 미치는 일사량의 국 내 분포를 보면, 남한 평균이 3.58kwh/m

2

/day 수준 이나, 전라남도, 경상남북도는 3.7~3.9kwh/m

2

/day 수준으로 국내에서 가장 높은 발전량을 기대할 수 있 다. 그 결과, 태양광 발전시설 설치 위치를 보면, 주로 한국의 남부 지방에 집중되어 설치되어 있으며, 다수 의 대규모 태양광 발전소 건설이 이 지역에 예정되어 있다[그림 6].

국내 태양광 산업의 미래

정부는 최근 태양광 발전 보급지원, 융자지원, 발전 차액지원제도 등 정책을 수립하여 국내 태양광 발전 산업의 성장을 돕고 있다. 태양광 산업은 정부의 이러 한 강력한 지원정책을 통한 수요 증진 및 원료인 폴리 실리콘의 충분한 확보, 셀 설계기술의 발달 및 이를 뒷받침하는 장비산업의 발달 등이 서로 조화있게 이 루어져야 하며, 산업 특성상 이와 유사성이 높은 반도 체 시장의 성공 경험으로 볼 때 한국은 태양광 사업에 있어서도 매우 높은 성장 잠재력을 보유하고 있다고

(MT/yr)

Source: Solarbuzz

그림 5. Top 10 태양전지 제조 업체 생산능력.

Source: 에너지관리공단, 보도자료

그림 6. 국내 태양광 발전소 분포.

(MW/yr)

(4)

NEWS & INFORMATION FOR CHEMICAL ENGINEERS, Vol. 25, No. 6, 2007 … 605 미래의 무한 에너지, 태양광 발전

할 수 있다. 또한 아시아 시장은 이미 태양전지 산업 의 40%를 차지하는 큰 시장이므로 이미 충분한 규모 로 성장의 장이 열려있다고 할 수 있다.

하지만 아쉽게도 지금까지는 국내에서 전세계적 경 쟁력을 갖춘 대규모 태양광업체는 아직 없으며, 소수 의 중견업체들이 소규모로 사업을 각기 진행 중에 있 는 상황이다. 또한 도입단계에 있는 국내 태양광 관련 업체들은 전세계적으로 더욱 심화되고 있는 폴리실리 콘 공급 부족에 따른 구입단가 상승으로 국제 경쟁력 이 떨어져 국내 태양광 산업의 형성에 많은 어려움이 발생하고 있는 상태이다.

그럼에도 불구하고 동양제철화학의 폴리실리콘 사 업참여를 비롯해 현대중공업이 본격적으로 산업에 진 입하고, 삼성, LG 등이 전폭적으로 태양에너지 사업분 야에 진입할 예정이라고 발표하는 등 기타 많은 업체 들이 태양에너지 사업을 새로운 성장동력으로 삼고 신 사업을 추진 중에 있음은 매우 고무적이라 할 수 있다.

국내 태양광 산업에서의 동양제철화학의 역할 한국은 이미 반도체 강국으로, 국내 반도체용 폴리 실리콘 수요만 연간 2,000톤 이상인 큰 시장을 소유하 고 있으며, 2006년 일본, 중국, 대만을 위시한 아시아 시장은 전세계 반도체 산업의 50%를 차지하고 있다.

동양제철화학은 이러한 지리적 이점과 더불어 폴리실

리콘 제조를 위한 핵심 원료인 실란 제조기술을 확보 하고 있으며, 원료인 염산, 수소 및 실란가스 처리 설 비 등 부대 설비를 확보하고 있어 경쟁력 있는 폴리실 리콘의 생산이 가능한 기술적 장점을 바탕으로 폴리 실리콘의 국산화를 추진하고 있다.

특히, 동양제철화학은 fumed silica 상업화 등, 오랜 연구기간 끝에 국내에서 유일하게 폴리실리콘의 핵심 원료인 고순도 TCS(순도 99.9999% 이상인 trichlorosilane)의 자체 개발에 성공함으로써 폴리실 리콘 생산에 있어 세계의 주요 제조업체들과 어깨를 나란히 할 수 있는 기반을 구축하였으며 소디프신소 재의 모노실란 상업화로 인해 폴리실리콘 제조 기술 에 있어 한층 더 upgrade할 수 있는 토대를 확보하였 다.

이렇듯 태양에너지 사업의 핵심원료이며 전세계적

으로 품귀현상을 빚고 있는 폴리실리콘 국산화는 국

내 태양광시장에서 전방사업 활성화로 이어져 우수한

반도체 기술 및 풍부한 전문인력 등 이미 태양광 산업

성장의 훌륭한 기반을 가지고 있는 한국이 세계시장

에서 태양광 산업의 경쟁력을 확보하는 데 큰 기여를

할 것이며 또한, 동양제철화학이 폴리실리콘 사업을

적극 추진함으로써 국내 태양에너지 산업에 대한 투

자 및 발전이 더욱 가속화되어 향후 반도체 산업에 버

금가는 성공신화를 이룰 수 있을 것으로 기대된다.

참조

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