신재생에너지(태양광·바이오연료) 협력 잠재력-한

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지식경제부 장관 귀하

본 보고서를 뺷동북아에너지연구뺸G 정책연구과제 “한․중 에너지 공동 연구-신재생에너지(태양광ㆍ바이오연료) 협력 잠재력”의 최종보고서로 제출합니다.

2008년 12월

에너지경제연구원장

<참여 연구진>

□ 총괄책임자 :

에너지경제연구원장

□ 연구책임자 :

박용덕 연구위원

□ 연구참여자 :

노남진 연구원

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요 약

I. 서 론

○ 우리나라의 에너지안보역량강화를 위해 비화석연료부문인 신재생에너 지 부문에서의 중국과의 협력방안 도출필요

‐ - 화석연료의 공급불안정성의 증대와 온실가스 배출저감을 위한 국제적 협약이 중시되는 현 상황에서 신재생에너지와 같은 비화석연료부문의 적극적 공급확대가 절실히 요구됨.

‐ - 이러한 측면에서 우리나라와 중국은 에너지 대소비국으로서 에너지 안보역량강화를 위한 방안강구가 필요함.

‐ - 신재생에너지의 효과적인 확대를 위해 양국은 동 분야에 대한 협력 방안의 구체적 시나리오 필요함.

○ 우리나라와 중국의 신재생에너지분야의 공동 연구를 진행하여 양국 간 신재생에너지분야의 협력방안 도출 및 우리나라의 중국시장 진출시 필 요한 정보 구축 필요

○ 동 분야의 공동연구는 양국의 신재생에너지 보급에 기여함으로써 에너 지안보역량 강화에 기여할 것으로 기대되는데, 본 연구는 이러한 필요 성에 기인하여 양국의 신재생에너지 현황과 전망을 바탕으로 양국간의 동 분야에 대한 협력 잠재력을 발굴하고 협력 장애요인의 해결방안 제 시를 목적으로 함

○ 본 연구는 한국과 중국의 신재생에너지 부문의 협력방안 모색을 통 해 향후 우리나라 정부와 기업들의 신재생에너지 부문, 특히 태양광 에너지와 바이오에너지 부문의 대 중국 협상 및 사업 진출시 기초자

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료를 제공할 수 있을 것으로 기대하고 있음.

II. 한국과 중국의 태양광과 바이오연료 산업개요

1)

한․중 태양광 및 바이오연료 부존 잠재량분석

○ 국내 태양광 자원의 효율적 사용을 위해 지역별 조사를 통한 잠재 개발지를 추정하고, 이를 통해 대규모 태양광 발전 단지 조성 등의 실현 방안을 가시화 할 수 있을 것임.

○ 우리나라의 평균 전일사량은 3.58kWh/㎡/day 로 나타났는데 이는 주변국인 북한(3.52kWh/㎡/day)보다는 다소 높고 일본(3.70kWh/㎡

/day) 보다는 낮은 값임.

‐ - 일본 및 우리나라가 북한에 비해 대기오염도가 높아 태양광 투과 정 도가 낮음에도 불구하고 더 높은 수치를 보인 것은 전일사량이 위도 와 밀접한 관련이 있으며 적도 부근에 가까이 갈수록 그 크기가 커 짐을 의미함.

○ 바이오연료의 사회 경제적 파급 효과는 크게 세 부분으로 고유가 시 대에 원유에 대한 대체에너지로서의 수송 비용감소 효과, 온실가스 저감으로 인한 환경 비용감소 효과, 유휴 지대 개발을 통한 농업부문 소득 증가 효과 등임.

○ 우리나라의 경우 수송용 경유 소비량은 휘발유의 소비의 2배에 달할 정도로 많은 편이며 경유의 경우 환경오염이 심해 바이오 디젤을 통 핸 대체가 시급한 상황임에 따라 바이오 디젤을 우선 보급하고 있음.

○ 한국의 바이오 연료 부문 생산 잠재력을 파악하기 위해 원료 재배 가능지역을 분석함. 단, 휴경지, 보리 재배지역, 이모작 지역 농가에서 바이오디젤용 유채를 재배하는 것을 시나리오로 가정

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‐ - 위 기준으로 총 5가지의 시나리오를 구성 시나리오별 유채 재배 가 능 면적 및 생산 가능 바이오 디젤량은 아래와 같음.

지역 면적(천ha) 유채생산량(천톤) 바이오디젤(㎘)

시나리오 1 47.8 191 76

시나리오 2 56.8 227 91

시나리오 3 83.8 335 134

시나리오 4 550 2,200 880

시나리오 5 319 1,276 510

<표> 바이오 디젤 원료용 유채재배 가능지 및 생산 가능량 추정

자료: 미래농정연구원, 산업용 원료(바이오에너지)로 사용가능한 농작물의 경제성 분석 및 정책적 지원방안 연구 (2005.11) 시나리오별 바이오디젤 원료용 유채생산 추정 기법 활용

○ 중국의 중장기 발전 계획에 따르면, 2010년까지 중국 BIVP의 태양전 지 누적 설치량을 50㎿에, 2020년에는 1,000㎿에 이르게 할 계획임.

○ 중국 전체를 통틀어 건물의 지붕 면적이 40억㎡이고, 이에 더해 남향 의 이용 가능한 면적이 약 50억㎡일 때, 20%의 면적을 사용해 태양 전지를 설치하게 되면, 100GW의 설비용량을 기대할 수 있음.

○ 중국은 충분히 큰 시장과 지붕(옥상), 사막 지대를 보유함으로써 태양 광 발전의 대규모 활용을 전개하고 있음.

○ 중국의 재생가능에너지 중장기 발전 계획에 따르면, 2010년 이전에 간쑤, 시장, 네이멍구에 1～10㎿의 많은 사막 시험용 발전소(총 발전 설비용량 50㎿)를 건설할 계획임.

○ 2010～2020년 기간 동안 황무지 및 사막 지역 발전소를 더욱 확충해

2020년의 사막(고비)지대 태양광 발전소의 누적 설비용량을 200㎿에

이르게 할 전망임.

○ 중국의 개활지(황무지 및 사막)의 연간 총 복사량은 1,600㎾h/㎡이상 으로, 일조량이 풍부한 서북부 지역에 주로 분포해 있는 개활지(황무 지 및 사막)의 연간 총 복사량은 무려 2,300㎾h/㎡이상에 달해 전 세 계를 통틀어 복사량이 매우 풍부한 지역에 속함.

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○ 만약 1%의 황무지에 태양전지를 설치한다면, 설비 용량은 1,000GW 에 이를 것으로 추정됨.

○ 중국내 식용 식물유 수급 상황을 보면, 소비가 계속해서 빠른 성장세 를 보임에 따라 초과 수요량이 해마다 증가하고 있고, 부단히 높아지 고 있는 대외의존도 또한 빠른 시일 내에 개선되기는 힘들 것임에 따라, 식용 식물유 시장의 공급과 가격의 안정 보장에도 어려움이 큰 상황임.

‐ - 따라서 중국이 곡물‧사탕수수‧기름 원료를 이용해 액체 바이오 연료 를 발전시키기에는 한계가 있다고 할 수 있음.

○ 중국의 2006/07 제당기간의 당밀 총 생산량은 약 350만 톤이며 그

중 사탕수수 당밀은 300만 톤, 사탕무 당밀은 50만 톤, 전체 당밀 가 공으로 생산 가능한 주정은 80만 톤에 이르렀음.

○ 원료 수집관리를 강화해 이 분야의 자원을 충분히 이용할 수 있기 때문에 연료용 에탄올의 연간 생산량이 80만 톤에 이를 수 있는 잠재 력을 갖고 있음.

○ 중국은 매년 1,800만 톤의 식용유를 소모하고 있으며 수백만 톤의 폐 식용유가 발생하고 있음.

○ 최근 중국의 일부 기업들이 폐유를 이용해 바이오디젤유를 생산하기 시작했고, 연간 생산량은 5～10만 톤에 달함.

○ 이외에 중국의 연간 면화 생산량은 약 486만 톤으로, 900만 톤의 목 화씨를 이용해 160만 톤의 면실유 생산이 가능함.

○ 전국적으로 100만 톤의 면실유를 이용해 바이오디젤유 생산이 가능 한데, 매년 이용 가능한 폐기 유지 자원량은 약 200만 톤에 이르기 때문에 단기 내 대규모의 바이오디젤유 발전을 지원할 수 있음.

○ 제2대 액체 바이오 연료 기술이 진보함에 따라 일부 폐기 농‧임업 바

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이오매스와 목질소 에너지림을 이용함으로써 중장기적으로 중국의 셀룰로오스 에탄올과 합성연료의 연간 생산량이 약 1억 톤에 이를 수 있는 잠재력을 갖고 있음.

2)

한․중 태양광 및 바이오연료 보급현황과 전망

○ 우리나라의 태양광을 통한 발전량 비중은 전체의 0.01%(2007년 기준) 에 불과하며, 이는 신재생에너지를 통한 발전량의 중에서도 크지 않 은 비중임.

‐ - 2007년 국내 전체 발전량은 약 426,647GWh인데 이중 71,279 MWh 가 태양광 발전임.

○ 또 태양광 발전의 비중은 전체 신재생에너지를 통한 발전량 중 1.6%

에 불과함.

○ 한국은 태양광 산업 기반이 취약한 상황에서 보급정책의 시행으로

Downstream 부문에 해당하는 설치/시공 서비스 전문기업만이 증가

하는 양상을 보임.

○ 2007년 추가된 태양광 설비 용량은 약 45,347kW인데 이 중 사업용이 28,842kW로 절반이상을 차지하고 있으며 나머지를 자가용이 차지하 고 있음.

‐ - 2007년 신규 보급된 태양광 설비용량은 현재 누적 설비 용량의 절반 이상을 차지하고 있음.

○ 신재생에너지 관련 전문 기업은 현재 약 1,700여 곳에 달하며 이중 태양광 관련 기업이 1,565곳으로 전체 기업의 약 89.6%에 달함

○ 2008년 12월 발표된 ‘제3차 신재생에너지 기술개발 및 이용·보급 기

본계획(2009~2030)’에 따르면 2015년 총에너지 대비 신·재생에너지 비 중을 4.3%, 2030년 11.0%로 계획

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‐ - 2030년 원별 구성을 보면 폐기물 33.4%, 바이오 31.4%, 풍력 12.6%,

수력 4.4% 순으로 높은 비중을 보이고 있으며 태양광의 경우 4.1%

를 차지함.

‐ - 연도별 신재생에너지 비중은 2008년 2.58%에서 2010년 2.98%, 2020 년 6.08%의 2030년 11.0%의 비중을 보임.

○ 바이오 디젤 보급 사업에 우선순위를 두고 있는 우리나라는 2002년 BD20을 통해 보급을 시작 하였는데 2002. 5. 25~2006. 6. 30까지 약 4 년간의 시범 보급기간을 선정함.

‐ - 시범보급기간: 2002. 5. 25~2006. 6. 30

‐ - ’06. 7부터 주유소(BD5) 및 자가 주유소(BD20)를 대상으로 바이오디 젤 보급

‐ - 시범 보급기가 이후 BD5를 추가하여 정유사 등을 통해 유통 하도록 하고 전 경유 차량에 사용 가능 하도록 규격을 개정함.

○ 바이오에탄올의 경우 휘발유 규격을 개정하여 휘발유에 첨가되는 MTBE(Methyl Tertiary Butyl Ether)대체재로 활용할 수 있도록 하여

최대 6.7%까지 혼합, 전 휘발유차량에 사용 가능케 함.

○ 전체 바이오 에너지를 통한 수요는 2008년 현재 518천TOE에서 2030 년 10,357천 TOE까지 증가할 것으로 전망됨.

○ 2007년 중국 태양광 발전의 누적 설비용량은 100㎿에 이르렀으며 독

립형 발전(농촌 지역 전기 공급, 통신 및 공업 활용, 태양에너지 제품 전원)이 시장을 주도했고, 전체 계통 연계형 태양광 발전 시장 점유 율은 6% 정도를 보이고 있음.

‐ - 중국의 태양광이 활용되는 분야 중 53.8%(통신 및 공업 분야 활용, 태양에너지 제품)가 완전 경쟁 시장 분야 제품임.

○ 나머지 46.2%는 정부의 부대조치를 통한 지원이 필요한 시장에 속

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하는 것으로 주로 외진 농촌 지역에 전력을 공급하는 것과 계통 연 계형 태양광 발전(BIVP, LS-PV)임.

○ 중국 정부가 재생가능에너지의 발전을 중시하고 있는 가운데, 2007년

8월 31일 국가발전개혁위원회는 <재생가능에너지 중장기 발전 규

획>(발전개혁위 에너지국 (2007) 2174호)을 정식으로 공포했고, 2008 년 3월 3일 <재생가능에너지 발전 11‧5 규획>(발전개혁위 에너지국 (2007) 610호)을 발표함.

○ 중국 정부는 재생가능에너지와 태양광 발전의 중장기 발전 목표를

제정해 2010년에 중국의 독립형 태양광 발전 시장 점유율은 60%, 계

통 연계형 태양광 발전은 급속한 성장으로 100㎿에 이르게 하고 40%

의 시장 점유율을 계획하고 있음.

○ 이외에 2010～2020년 기간 동안 계통 연계형 태양광 발전은 눈부신

성장을 거듭하면서 2020년이 되면 계통 연계형 태양광 발전의 누적 발전 설비용량이 1,200㎿에 이를 것이며 75%의 시장 점유율을 보일 예정임.

○ ‘11‧5 규획’ 기간은 중국의 액체 바이오 연료 산업의 변화‧발전기임.

○ 액체 바이오 연료가 정식으로 국가의 장기 발전 전략에 포함되었고, 국가와 관련 부처들은 법률, 규획, 부처 의견 등 다양한 차원에서 접 근해 액체 바이오 연료의 의의, 발전 방향, 제도적 틀, 발전 목표, 기 본 노선 등을 잠정적으로 확정지었음.

○ 또한 대기업을 비롯한 대부분의 기업들이 비곡물 액체 바이오 연료 산업에 적극 진출하고, 기술 연구개발, 원료기지 및 생산 프로젝트 시 행을 강화함으로써 비곡물 액체 바이오 연료 산업의 형성과 발전에 긍정적인 역할을 하고 있음.

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III. 한국과 중국의 신재생에너지 기술개발 현황과 전망

1)

한․중 태양광 및 바이오연료 기술

R&D와 상용화 현황

○ 2008년 12월 수립한 “제3차 신․재생에너지 기술개발 및 이용․보급

기본계획”에 따르면 2010년까지의 1단계 기술개발 기간 동안의 우선 적인 태양광 부문의 목표는 핵심기술을 차지하고 있는 결정질 실리 콘 태양전지 공정 개선 및 소자기술 개발, 박막 실리콘/화합물 태양 전지 제조 등 차세대 태양전지 원천기술 확보하는 것임.

○ 또 태양광 분야별 기술을 설계와 제작/생산 측면으로 나누어 비교했 을 때 설계부문 국산화율은 69%, 제작 및 생산 부문의 국산화율은 66%로 나타남.

○ 우리나라의 태양광 부문별 기술 수준을 선진국과 비교하면 PCS 기술 개발 분야가 가장 선진국 수준에 가까운 것으로 나타났으며 뒤를 이 어 단결정 기관 분야, 결정질 모듈 분야, 단결정 실리콘 분야가 높은 기술력을 보유하고 있는 것으로 나타났음.

○ 최근 약 20년간 태양광분야 신재생에너지기술개발사업에 대한 총 투

자액은 1,075억으로 이중 정부지원 비율이 약 66%를 차지함.

○ 2000년 이후 태양광 분야 연구 개발비 투자액은 급격히 증가함. 2003

년 까지 연간 약 70억원에서 2004년부터 매년 약 2배가량 증가 2006 년 총 투자액은 300억원에 달함.

○ 최근 고유가에 따른 수송용 연료의 다변화와 기후변화 협약에 따른 온실가스감축 부담에 대응을 위해 수송 대체연료에 대한 중요성은 더욱 커지고 있는 상황임.

○ 국내 전문가 설문 조사에 의한 수송용 바이오연료 분야 기술 수준은

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바이오디젤 74.1%, 에탄올 64.9%, 2세대 연료인 부탄올과 BtL 등은 50% 이하인 것으로 나타났음.

○ 현재 중국은 아직 고순도 다결정 실리콘 생산의 핵심 기술을 장악하 지 못했고, 기존의 공정 수준은 국제적 선진 수준과 큰 격차를 보이 고 있음.

○ 작은 생산 규모와 생산량, 많은 에너지 소모와 심각한 오염 문제 등 을 안고 있는 중국의 실리콘 원자재 생산 업체들은 자재를 순환이용 하지 못하고 있음.

○ 현재 중국 뤄양 중규, 쓰촨 어메이 반도체, 쓰촨 신광규업(新光硅業) 등 기업들의 규모가 계속 확장됨에 따라 2008년 말 목표 생산능력을 실현할 수 있을 것으로 예상되는 가운데 중국 내 다결정 실리콘 원 자재의 부족 문제가 효과적으로 완화될 전망임.

○ 2006년 중국에 59개의 잉곳 웨이퍼(단결정 실리콘과 다결정 실리콘)

생산 업체가 있는 것으로 집계됐으며, 총 생산능력은 11,536.9톤에 이 르렀고 당해 총 생산량은 6,470.6톤 이었음

○ 2006년 중국의 비정질 실리콘 태양전지 생산 업체는 11개이며, 총 생

산능력은 62.9㎿, 실제 생산량은 35.9㎿에 달함.

○ 2006년 결정 실리콘 태양전지 모듈 밀폐 포장 분양의 중국 기업은

197개이며 연간 2,989㎿ 가량의 용량을 포장함.

○ 2006년 중국 내 태양광 발전 시스템 통합 업체는 총 64곳으로 그 중 연간 설비용량이 100㎾이상인 기업은 11곳에 달함.

○ 중국은 2006년 1월부터 <재생가능에너지법>의 시행은 액체 바이오

연료의 개발 및 이용이 법적 근거를 갖게 되었고 국가 에너지 발전 의 중요한 내용이 되었음.

○ 국가발전개혁위원회는 <재생가능에너지 산업의 발전 지침 목록>을

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발표해 액체 바이오 연료 생산과 생산 플랜트 제작, 에너지 식물 재 배 및 에너지 식물 재배(breeding) 지원을 언급.

○ 2007년 4월, 국가발전개혁위원회는 <첨단기술 산업 발전 11‧5 규획>

과 <바이오산업 발전 11‧5 규획>을 발표해 액체 바이오 연료 등 첨 단 기술과 산업의 발전에 확고한 지원 의사를 보여줌.

○ ‘11‧5 규획’을 실시한 이후, 중국은 기존의 저장 기한이 지난 곡물을

이용한 연료용 에탄올 생산업체 4곳과 차량용 에탄올 휘발유 시범

지역 9개 성(省)을 그대로 유지하고 있으며 비곡물 액체 바이오 연료

산업 형성을 가속화하고 있음.

○ 셀룰로오스 바이오매스를 이용해 에탄올 연료를 생산하는 기술은 아 직 연구개발 및 중간 테스트 단계에 있으며 기타 제2대 액체 바이오 연료(예, 합성 연료 기술)는 아직 빛을 받지 못하면서 현재 실험실 연 구 단계에 있음.

2)

한․중 태양광 및 바이오연료 필요분야 및 추진방향

○ 한국의 태양광 발전 부문의 기술의 국산화율은 약 60~70%에 달하고 있으며 선진국과 약 10여년 이상의 기술 수준 격차를 보이고 있음.

○ 태양광에너지 부문 활성화를 위한 보급 사업 및 발전차액 지원제도 등 꾸준한 정책시도가 이어지고 있으나 근본적인 기술 개발 수준은 여전의 선진국 수준에 크게 미치지 못하고 있는 상황임.

○ 약 100인의 태양광 전문가 대상 설문조사결과, 현재의 국내 태양광

분야 기술 수준을 “개발된 기술이 상업화되어 현장에 적용 후 성능 의 실증연구가 이루어지는 수준”으로 평가함.

‐ - 특히 실리콘 원료 분야 및 박막 태양전지 그리고 제조 장비 분야에 서 상대적으로 더욱 취약한 것으로 평가되었음.

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○ 전체적으로 국내 태양광 기술은 현재 실증 및 상업화가 필요한 단계 로 향후 투자 증진과 정책 시행을 통해 기술 완숙기 및 시장 확대기 로 진입해야 할 시점임.

○ 한국의 바이오연료 부문 발전 방향은 단기적으로 현재 주력 분야인 중인 바이오 에탄올 및 디젤의 보급 활성화를 위해 정책 지원의 폭 을 넓히고 보급 장애요인으로 작용하는 현재의 비싼 생산 단가를 낮 추기 위한 기술 개발을 추진하며, 비식용 작물을 활용한 2세대 바이 오연료 보급을 위한 연구를 추진해야 함.

○ 2세대 바이오연료 보급을 위한 기반을 마련하고 장기적으로 수소 에

너지 등 3세대 바이오 연료 생산기술을 확보해야 함.

○ 중국 태양광 산업의 가장 큰 문제점은 2007년 기준 자체 공급률이 10% 밖에 되지 않는 다결정 실리콘 원자재 생산능력 부족 문제임.

‐ - 2008년 생산량은 4,000～4,500톤에, 태양전지 생산량은 1,500㎿에 이 를 것으로 보이며, 자급률은 25～30%로 예상하고 있음

‐ - 다결정 실리콘 원자재는 2010년에 이르러야 안정적인 공급이 가능할 것으로 추산됨

○ 현재 다결정 실리콘 분야에 뛰어든 업체가 많지만, 대부분 맹목적인 성향이 짙음.

○ 기술 출처의 신뢰도가 낮고, 에너지 소모가 많으며, 자재의 순환 이용 이 불가하고, 사염화규소 배출로 환경을 오염시키며, 구도가 비합리 적이고, 전력가격이 비싼 지역에 위치해 있다는 등의 문제점을 안고 있음

○ 중국 바이오 연료 부문의 문제점은 향후 바이오 연료를 생산하기 위 해서는 비곡물 작물을 원료로 해야 하기 때문에 대량의 알칼리토지, 황무지 등 열악한 토지에 소르고를 재배해야 한다는 것임.

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‐ - 현재 대량의 황량한 산등성이에 유동나무와 황련목 등 유료 식물을 재배하고 있지만, 현재 이러한 토지 이용에 대한 과학적 평가와 계 획이 부족해 토지가 식물 생장에 적합한지, 생산능력이 얼마인지를 정확히 알 수 없음.

○ 또 중국 바이오 연료 부문 기술 공정이 낙후되어 있고 선진 플랜트 장비도 부족함

‐ - 현재 중국의 액체 바이오 연료 산업의 원료 이용효율이 현저히 낮으 며 재료 및 물 소비량이 많고 오염 문제도 심각한 편임.

○ 따라서 중국 바이오 연료 산업의 필요 분야는 비곡물 액체 바이오 연료 기술 교류 및 협력 연구 개발 강화, 생산 설비 공동 연구제작 및 보급, 바이오 연료 시장 및 산업 모델 적극 개발 등임.

IV. 태양광에너지와 바이오에너지의 한․중 협력가능 부문 및 추진 방안

1)

태양광부문의 한․중 협력방안

○ 태양광 발전설비의 확대에 필요한 실리콘 원자재의 공급을 확대하기 위한 공동연구

‐ - 태양광 발전설비의 핵심소재가 될 다결정 실리콘 원자재의 상업적 생산을 위한 공동연구는 양국의 필요를 충족시켜주는 협력가능분야 로 판단됨.

○ 기존태양전지의 효율향상 및 상용화 촉진을 위한 공동연구 추진

‐ - 양국의 태양전지 고효율화 방안의 복합적인 추진이 가능한 공동연구 의 추진도 가능함.

○ 태양광발전의 지속적 성장을 위한 생산시스템 국산화를 위한 공동연

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구 추진

○ 태양광 시장의 최대문제점인 높은 생산비용에 대한 해결책으로서의 시장메커니즘 필요

‐ - 양국은 태양광 보급 확대를 위해 각국이 시행하고 있는 정책을 검토 하고 양국의 정책 결과를 상호 비교하는 공동연구를 시행함으로써 양국의 태양광 시장 확대를 위한 메커니즘개발을 보다 용이하게 할 수 있음.

○ 시장 확대를 위한 관련 공적지원제도 개선

○ 태양광시장의 안정적 확대방안으로서의 시범사업 도입방안 마련

○ 태양광발전의 확대를 위한 보급의 효율성 증대를 위한 산업표준화 체계 추진

○ 전문 인력 양성을 위한 공동교육프로그램 수행 등임.

2)

바이오연료부문의 한․중 협력방안

○ 비곡물 바이오연료 생산 확대를 위한 관련 부문 교류체계 확립

‐ - 양국은 비곡물 바이오연료 원료작물의 재배에 관한 광범위한 기술교 류와 정보교환이 필요한데, 이에 필요한 교류체계의 확립과 이를 바 탕으로 상호 비곡물재배사업의 경제성과 잠재력에 대한 추정작업을 공동으로 실시할 필요가 있음.

○ 비곡물 바이오연료 원료 생산을 위한 정책논의 채널 구축

‐ - 바이오연료의 원료생산은 대규모로 이루어지는 사업이 대부분이고 막대한 규모의 초기투자가 필요하므로 양국은 모두 정부의 직․간접 지원이 필요

○ 비곡물 바이오연료 식물의 대규모 재배 및 가공전환기술 교류 협력 강화

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‐ - 양국이 비곡물 바이오연료 식물의 대규모재배를 공동으로 추진하고 가공전환기술 개발을 위해 공동연구를 수행

○ 선진국 가공설비 의존도 완화를 위한 설비개발 공동연구

‐ - 한국과 중국이 액체바이오 연료 가공생산장비를 공동개발하고 특히 양국에서 대규모로 재배되는 원료의 수집 및 처리, 가공전환을 위한 플랜트 장비를 공동 연구개발한다면 향후 양국의 바이오연료 대량생 산 단계로의 이행이 보다 용이해질 것임.

○ 비곡물 바이오연료 시장 확대를 위한 시장메커니즘 도입과 비즈니스 모델의 공동개발

‐ - 한․중 양국이 비곡물 액체바이오 연료의 원료생산과 가공처리의 상 류부문과 운송관련부문이 중류부문에서 협력모델을 개발할 수 있다 면 중국의 대규모 생산지에서 중국과 한국의 소비지역으로의 원활한 물류운송이 가능하게 되어 양국의 비곡물 바이오연료 시장 확대에 크게 기여할 것으로 기대됨.

(19)

Summary

I. Introduction

○ There is need to draw the cooperation plan with China in renewable energy, non-fossil fuel, to strengthen energy security.

‐ - At present, the international agreement is being accounted when it comes to the increase of supply insecurity of fossil fuel and the reduction of greenhouse emissions. Therefore the non-fossil fuel like renewable energy is badly in need of supply promotion.

‐ - With this aspect, Korea and China, large-scale energy consumers, need to extend their supply of renewable energy.

‐ - Both nations need detailed scenarios of cooperation plans for effective extension of renewable energy.

○ Korea and China need to construct the information for drawing the cooperation plan between both in renewable energy and entering Chinese market , making joint researches on renewable energy.

○ The expected effects of this joint researches is that it contribute to advanced energy security capacity, based on this need, the purpose of this paper is to find the cooperation potential between both nations and to present the resolution of barriers to cooperate.

○ It is expected that this paper will provide Korean government and companies with the information of renewable energy, especially

(20)

when Korea negotiate with China on solar PV(photovolatics) energy and bio energy, and when it advances into new business in China.

II. Outline of solar PV and biofuel industry in Korea and China

1) Potential analysis of solar PV and biofuel

○ As an indication of the production potential of solar PV in Korea, the average of insolation amounts is 3.55kWh/㎡/day, which is favorable.

‐ - Among regional insolation amounts, those of Jeollanam-do and Gyeongsangbuk-do are the highest, 3.6kWh/㎡/day; those of Chungcheong-do and Jeollabuk-do are 3.5kWh/㎡/day; those of Seoul, Gyeeonggi-do and Jeju-do are the lowest, 3.4kWh/㎡/day.

‐ - When it comes to each city, the insolation amounts of Mokpo-si are the highest, 3.88kWh/㎡/day; Jinju-si(3.84) and Seosan-si(3.72) are respectively followed.

‐ - The insolation amounts of Seoul are 3.22kWh/㎡/day, which is lower than the national average.

○ In order to grasp the production potential of bio fuel in Korea, the possible plantation of raw materials was analyzed.

‐ - As plantation of rape, plantation of barley was selected for the reason that the stock is increased due to the decreased consumption.

(21)

‐ - Two-crop farming land is supposed to be converted into plantation of rape instead of plantation of barley.

Region square

measure(1,000ha) Rape production

(1,000 ton) Biodiesel(㎘)

Scenario 1 47.8 191 76

Scenario 2 56.8 227 91

Scenario 3 83.8 335 134

Scenario 4 550 2,200 880

Scenario 5 319 1,276 510

<표> Estimates of the possible plantation of rape for fuel

○ According to Chinese medium and long term development plan, China plans to make the accumulated installation capacity of solar battery(cell) by 50㎿ and 1,000㎿ in 2020.

○ In a gross of China, the area of roofs and rooftops buildings reaches 4 billion ㎡, added to this, if the available area of a southern exposure is 5 billion ㎡, and solar battery is established using 20% of the area, capacity is expected to be 100GW.

○ China is developing the large-scale application of solar PV by securing big markets, roof, rooftop and desert region.

○ According to Chinese medium and long term development plan for renewable energy, before 2010 it will construct many 1～10㎿

-power plants of desert experiment desert in Gansu, Xizang and Neimenggu.

○ For the period from 2010 to 2020, the accumulated installation amount of solar PV power plants in the Gobi Desert is expected to be 200㎿ in 2020.

○ Total radiation amounts from waste land and desert land in China

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are more than 1,600㎾h/㎡ per year and those distributed across south-northern areas reach as much as 2,300㎾h/㎡, which is belong to one of the very rich radiant areas throughout the world.

○ If solar battery is established in 1% out of total waste land, capacity will be 1,000GW.

○ In China the demand state of edible vegetable oil is dramitically increasing, and as the shortage of supply and the external dependence are getting higher, the security of supply and price of edible vegetable oil has difficulties to be achieved.

○ Therefore it is possible that there is a limitation for China to develop liquid bio fuel by using grain, sugar cane, vegetable oil.

○ In China the total production amount of molasses for the period of a sugar-manufacturing of July, 2006 was about 3.5 million tons , cane molasses out of the total molasses was 3 million tons, beet molasses, 500,000 tons, and produceable distillers from the total molasses reached 800,000 tons.

○ China has the potential to make the annual production capacity of ethanol for fuel to be reached by 800,000 tons.

○ China is consuming 18 million tons of edible oil and producing hundreds of waste edible oil per year.

○ Recently some companies in China started to produce biodiesel by using waste edible oil, whose production capacity reaches 50,000~100,000 tons per year.

○ In addition the annual production capacity of raw cotton is about 4,860,000 tons. Cottonseed oil can be produced by using 9 million

(23)

tons of cottonseed.

○ Across the country biodiesel can be produced by using 1 million tons of cottonseed oil. However because the amount of available waste oil and fat resources reaches 2 million, a large-scale development of biodiesel is supposed to be impossible for a short term.

○ As the second generation technology of liquid bio fuel is advanced, the annual production capacity of cellulose ethanol and synthetic fuel has the potential to be reached about one hundred million tons by using some waste biomass agriculture and forestry, and lignin energy bush.

2) Spread Status and Prospects of Solar and Biofuel in Korea and China

○ Throughout Korea, in 2006 the capacity of photovoltaic power generation was 0.008% of the total capacity of power generation, which was immaterial.

‐ - Total capacity of the whole country in 2006 was about 381,180GWh, 31,022 MWh out of this belongs to photovoltaic power generation.

○ Also the weight of photovoltaic power generation is not significant compared to the capacity from renewable energy generation.

○ Korea shows the aspect that only installation and construction companies increase due to popularization policies.

(24)

○ The companies related to renewable energy reach about 1,700 at present, some related to solar PV are 1,565, which are 89.6% out of the renewable energy companies.

‐ - However most of those specialize in installation, construction and services.

○ According to the second basic plans on renewable energy's technical development, and utilization and popularization, the weight of renewable energy compared to total energy weight will be 5%.

‐ - From the composition of resources , waste is 56.5%, wind power is 9.8%, water power is 9.1%, bio is 7.9% and solar PV is only 2.6%.

‐ - When it comes to the weight of renewable by year, that of 2004 is 2.06, that of 2006 is 3.0% and that of 2011 is 5.0%.

○ Korea spread BD20 in order to test the quality and application of biodiesel, setting an example.

‐ - The spread period of setting an example: May 25, 2002 ~ June 30, 2006

‐ - From July 2006, biodiesel has been spread on gas stations(BD5) and privately owned gas stations(BD20).

○ Moreover in order to spread the application of bio ethanol, it is allowed to use bio ethanol up to 6.7% for all gasoline vehicles.

‐ - In case E10 is in excess of 90% of gasoline and 10% of bio ethanol, with the point of developmental time of the suitable vehicles, the specifications will be established for automakers.

(25)

○ With Ministry of Knowledge Economy's commercialization, the policy of biodiesel is treated. As the trend of public opinion against the localization of fuel got risen, Ministry of Knowledge Economy, Ministry for Food, Agriculture, Forestry and Fisheries and Ministry of Environment announced

'the spread plans of biodiesel for medium and long term' in September of 2007.

○ According to the plans, the mixture ratio of BD5 is supposed to increase 0.5% each year, and up to 3.0% by 2012.

○ In China the accumulated installation capacity of solar PV reached 100㎿ in 2007, the pattern of independent power generations was dominant in market.

‐ - 53.8% out of the sectors applied with solar PV belong to full competition markets.

○ The rest 46.2% belong to the markets needed support by the government.

○ On the way that the Chinese government is focusing on the development of renewable energy, NDRC promulgated

<Developmental Plan of Renewable Energy For Medium and Long Period> in August 31, 2007 and < 11‧5 Developmental Plans of renewable energy announced in March 3, 2008.

○ The Chinese government established the development objectives of solar PV and renewable energy, so that the market share of Chinese independent solar PV development will be 60% out of the total one, the system connection of solar PV will be dramatically

(26)

developed to be 100㎿ and its market share will be 40% in 2010.

○ In addition, for the period from 2010 to 2020, the system connection of solar PV is planned to have a dramatic development to be 1,200㎿ and 75% of its market share.

○ The period of 11th five years plan is for the change and development period of the liquid bio fuel industry in China.

○ The liquid bio fuel industry was officially included in nation's long term development strategies and government-related ministries and offices approached with diversity and tentatively settled significance, direction, institutional framework, objectives, standard line for the development of liquid bio fuel.

III. The status and prospect of renewable energy technical development in Korea and China

1) The commercialization status and technical R&D of solar PV and biofuel

○ Korea is promoting the next generation technical development such as a thin film, a dye-induced battery technology and the technical development of matters in hand such as positive studies crystalline silicon solar battery and PCS structure based on the road map of solar PV from "the second basic plans on renewable energy's technical development".

○ As for The proportion of localization of solar PV in sectoral

(27)

technology, the design is 69% and the sector of manufacture and production is 66%.

○ From 1988 to 2006 one hundred one assignments had been carried out as technical development of renewable energy in solar PV, its amount invested was 107.5 billion and the amount invested by government out of this was 71 billion and the private capital was 36.5 billion.

○ To material technology from system technology, Korea is promoting the core technique such as the independence of solar PV technology and thin-film solar battery, investing in developing the technology of consistent production at home.

○ In Korea the plants, which produce biofuel, is increasing with the demand increase of biofuel for transport.

○ Biofuel for transport is being made of food biomass, but from mid-2020 the spread of biofuel is expected to be dramitically increased with the commercialization of production technology in ligneous biomass.

○ According to the survey by Korean experts on the level of biofuel technology for transport, biodiesel is 74.1%, ethanol is 64.9%, butanol, BtL and others are 50%.

○ Korea converted from the procedure of relative valuation into that of absolute valuation. As a result, it turned out a different level of technology compared to the past.

○ At present China still didn't come into power in the core technology of multi-crystallization silicon production with high

(28)

degree of purity and its existing progress standard shows a big gap with that of developed countries'.

○ Therefore the manufacturers of silicon's raw materials in China are not able to make recurring-use materials.

○ Now as the companies continue to extend their business, they are supposed to accomplish their production goals by the end of 2008.

And It is expected that the shortage of the raw materials for multi-crystallization silicon is effectively relieved.

○ In 2006 the 59 manufacturers of multi-crystallization silicon and single-crystallization silicon reached existed and their capacity reached 11,536.9 tons and total production amount was 6,470.6 tons.

○ In 2006 the manufacturers of amorphous silicon solar battery was 11, their capacity was 62.9㎿ and actual production amount was 35.9㎿.

○ In 2006 the companies related to module packing of crystallization silicon solar battery was 197, their capacity of packing was 2,989㎿.

○ In 2006 the system integrated companies of solar PV development was 64, the 11 companies out of those was more than 100㎾ in equipment capacity per year.

○ From January of 2006, when it comes to the enforcement of renewable energy law, the legal basis have been occurred in developing and utilizing liquid biofuel.

○ NDRC announced <The guide list of the development of renewable energy industry>, which was referred about the support for the

(29)

production of liquid biofuel, plant manufacture, cultivation of energy vegetation and breeding of energy vegetation.

○ China showed its firm intention to support for high technology and industry development by announcing <The period of 11th five years plan of high technology and industry development> and (The period of 11th five years plan of bio industry development>.

○ Since the period of 11th five years plan cam into force, China has accelerated forming the industry of non-grain liquid biofuel.

○ The technology manufacturing ethanol fuel by using cellulose biomass still is on the way of research and development and interim test phase. The second liquid biofuel is the phase of laboratory research.

2. Cooperation Plan for Biofuel between Korea and China

○ The percentage of localization in Korea's solar PV technology reaches about 60~70%, which shows 10 years-gap of technological level from developed countries.

○ Steady attempt of policies such as support system for developmental margin and spread business for revitalization in solar PV, but Korea's fundamental technological level is not able to reach the developed countries' level.

○ Korea is considered to be relatively more vulnerable, especially in the field of silicon raw materials, thin film solar battery and manufacture machinery.

‐ - On the other hand, relatively high-valued technological level

(30)

includes single-crystallization board, solar battery, Si module of crystallization system, home PCS, storage battery and immobile system.

○ On the whole domestic technology of solar PV is now on the way of commercialization and actual proof. And it will face with the point time technological completion and market extension in the near future.

○ Korea is promoting spread revitalization of bio ethanol and diesel and technical development in order to decrease the unit cost of production.

○ It is seeking to secure the manufacturing technique of the 3rd generation biofuel and to compete the spread revitalization of the 2nd generation biofuel for medium- and long-term.

○ The biggest problem with solar PV industry in China was the insufficient capacity of multi-crystallization silicon raw material, which resulted in only 10% of supply in 2007.

‐ - It is expected that the capacity of 2008 is 4,000～4,500 tons, that of solar battery reaches 1,500㎿ and self-sufficiency is 25～30.

‐ - It is expected that multi-crystallization silicon raw material is not securely supplied until 2010.

○ At present, many companies are participating in the industry of multi-crystallization silicon, but most of them have reckless inclinations.

○ Many problems are as follow; the reliability of the technology source is low and energy-consuming, recurring use of material

(31)

unevitable, it results in environmental pollution due to the emission of tetrachloride silicon, its composition is irrational and its area is located in the area with high electricity cost.

○ The problem with biofuel in China is that there is need to cultivate sorgo in poor land such as alkali land and waste land because in order to manufacture biofuel in the future, raw material has to be non-grain crops.

‐ - At present oil vegetation such as Pistacia chinensis and Vernicia fordii is being cultivated in the ridge of desolate mountains, it is uncertain if its environment is appropriate and how its capacity is.

○ Also China is falling behind in the area of biofuel technology and progress and is lack of advanced equipments.

‐ - Now the efficiency on utilization of raw material is absolutely low and the volume of consumption of material and water is huge and the environment is heavily polluted in China.

○ Therefore when it comes to biofuel industry of China's, there are reqirements as follows; interaction and cooperation in the technology of liquid biofuel from non-grain crops, cooperative research and design, industry model and market for biofuel.

IV. The Possible Cooperation Area and Plans in Solar PV and Bio Energy between Korea and China

1) Cooperation Plans in Solar PV between Korea and China

○ Joint research in order to extend the supply of silicon raw material

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needed for the enlargement of solar PV equipment

‐ - The joint research on commercial production of multi-crystallization silicon is considered as the possible cooperation area to meet the needs between the two nations.

○ Promotion joint research for commercialization acceleration and existing solar battery

‐ - It is also possible that the two nations promote a high efficiency plan in solar battery.

○ Promotion joint research for localization of manufacturing system which helps sustainable development of solar PV

○ As a solution for high costs, the biggest problem in solar market, market mechanism is needed.

‐ - The two nations can facilitate the mechanism development for the diffusion of solar PV by carrying out joint research on comparing and reviewing their policies.

○ Improvement of the related official support system for market enlargement

○ Plans to introduce model business as secure enlargement of solar PV

○ Promotion of industry standardization system to increase the efficiency of solar PV

○ Joint education program for training high-quality human resources

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2) Cooperation Plans in Biofuel between Korea and China

○ Establishment of exchange system related to production enlargement of non-grains biofuel

‐ - There is need to carry out joint work on estimating the economical efficiency and the potential of non-grains cultivation business.

○ Construction for the channel of policy discussion for production of non-grains biofuel's raw materials

‐ - The two nations need direct and indirec support from their governments because biofuel is mainly produced in a large-scale and needs enormous early investment.

○ Intensification of the exchangeable cooperation of processing conversion technology and large-scale cultivation of non-grains biofuel

‐ - The two nations can perform joint research for processing conversion technology and cultivate non-grains biofuel on large-scale.

○ Joint research to develop equipments for the alleviation of dependence on developed countries' processing equipment

‐ - In the future the two nations' switch over to the stage of biofuel mass production will be facilitated if they perform joint research on plant equipments for processing conversion, collection and treatment of raw material.

○ Joint research on business model and introduction of market

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mechanism in non-grains biofuel

‐ - It is expected that the transportation from China's producing center to Korea's consumption areas is possibly smooth and then it contributes to the enlargement of non-grains biofuel's market if the two can develop the cooperation model in the fields of upstream of processing treatment and raw material production and of midstream of related transportation section.

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제목 차례

제1장 서 론

···1

제2장 한국과 중국의 태양광과 바이오연료 산업개요

···3 제1절 한․중 태양광 및 바이오연료 부존 잠재량분석···3 1. 한국의 태양광 부문 개요 및 부존 잠재량분석···3 2. 한국의 바이오연료 부문 개요 및 부존 잠재량분석···6 3. 중국의 태양광 부문 개요 및 부존 잠재량분석···9 4. 중국의 바이오연료 부문 개요 및 부존 잠재량분석···13 제2절 한․중 태양광 및 바이오연료 보급현황과 전망···19 1. 한국의 태양광 설비 보급현황과 전망···19 2. 한국의 바이오연료 부문 보급현황과 전망···27 3. 중국의 태양광 부문 보급현황과 전망···32 4. 중국의 바이오연료 부문 보급현황과 전망···64

제3장 한국과 중국의 신재생에너지 기술개발 현황과 전망

···68 제1절 한․중 태양광 및 바이오연료 기술 R&D와 상용화 현황···68 1. 한국의 태양광 부문 기술 R&D와 상용화 현황···68 2. 한국의 바이오연료 부문 기술 R&D와 상용화 현황···75 3. 중국의 태양광 부문 기술 R&D와 상용화 현황···80 4. 중국의 바이오연료 부문 기술 R&D와 상용화 현황···106 제2절 한․중 태양광 및 바이오연료 필요분야 및 추진방향···121 1. 한국의 태양광 부문 기술향상을 위한 필요분야 및 추진방향···121 2. 한국의 바이오연료 부문 기술향상을 위한 필요분야 및 추진방향···126 3. 중국의 태양광 분야 기술향상 장애요인 및 필요분야···128 4. 중국의 바이오 연료 분야 기술향상 장애요인 및 필요분야···137

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제4장 태양광에너지와 바이오에너지의 한․중 협력가능 부문 및

추진방안

···147 제1절 태양광부문의 한․중 협력방안···147 1. 태양광 관련기술의 공동연구···147 2. 시장확대를 위한 인센티브와 메커니즘의 공동개발···148 3. 태양광 기술표준 및 관리규정 공동개발···150 4. 태양광 부문 인력 공동양성 체계구축 ···151 5. 사막지역 태양광 대형발전소 공동추진···152 제2절 바이오연료부문의 한․중 협력방안···153 1. 산업교류확대 및 정책논의···153 2. 기술교류 및 협력연구개발···154 3. 바이오연료 생산설비 개발을 위한 공동연구···155 4. 비곡물 바이오연료 시장형성···157

참고문헌

···158

(37)

표 차례

<표 2-1> 우리나라 주요지역의 월 및 연평균 1일 수평면 전일사량···5

<표 2-2> 계절별 1일 평균 수평면 전일사량 비교···5

<표 2-3> 바이오 디젤 원료용 유채재배 가능지 및 생산 가능량 추정···7

<표 2-4> 우리나라 주요 유채 파종 지역(2007)···8

<표 2-5> 중국의 사막 면적···10

<표 2-6> 중국의 사막화 토지 면적···11

<표 2-7> 중국의 사막화 가능성이 있는 토지 분포···11

<표 2-8> 국내 발전량 추이···19

<표 2-9> 국내 태양광 설비 추가 보급 현황···20

<표 2-10> 우리나라 주요 태양광 발전소 현황···21

<표 2-11> 신재생에너지 관련 기업 등록현황 (2008.9)···22

<표 2-12> 신재생에너지 지원정책 현황···23

<표 2-13> 신․재생에너지 수요전망 - 목표안···24

<표 2-14> 바이오에너지 수요전망 - 목표안···28

<표 2-15> 업체별 바이오디젤 생산 방식 및 생산 가능량···29

<표 2-16> 바이오에너지 대체에너지 관련 법안···30

<표 2-17> 2007년 중국의 태양광 산업 개황 ···35

<표 2-18> 1978년 이후 중국의 태양광 시장 확장···37

<표 2-19> 2007 중국의 누적 태양광 발전 시장 분포···40

<표 2-20> 1996～2006년까지 중국 태양광 발전의 ㎾당 투자비용···41

<표 2-21> 100㎾ 당 건재 일체형 태양광 발전 시스템 (BIVP)의 투자 비용 구성(2006년)···43

<표 2-22> 500㎾당 사막지역 계통 연계형 태양광 발전소(LS-PV)의 ···44

<표 2-23> 100㎾당 독립형 태양광 발전소의 투자 구성(2006년)···45

(38)

<표 2-24> 중국의 지역별 태양에너지 자원의 연간 이용 가능 시간···46

<표 2-25> 태양광 발전 시스템별 전국 연평균 유효 이용 시간···47

<표 2-26> 중국 재생가능에너지 발전 계획 목표···62

<표 2-27> 2010년 중국 태양광 발전 시장 목표···62

<표 2-28> 2020년 중국 태양광 발전 시장 목표···63

<표 2-29> 중국의 바이오 에탄올 생산 기업 개황···65

<표 3-1> 태양광 분야별 국산화율 설문결과···69

<표 3-2> 태양광 부문 선진국 대비 기술 수준···73

<표 3-3> 연도별 태양광분야 연구개발비 투자실적···73

<표 3-4> 수송용 바이오 에너지의 기술 분류···76

<표 3-5> 핵심기술과 세부기술의 국내 기술수준(설문조사 결과)···78

<표 3-6> 핵심기술의 국산화율···78

<표 3-7> 수송용 바이오연료의 국내 시장 장기 전망···79

<표 3-8> 중국의 고순도 실리콘 원자재 2006～2008 생산능력과 생산량···83

<표 3-9> 건설되거나 건설 중인 중국의 다결정 실리콘 산업의 생산능력···84

<표 3-10> 대형 잉곳 다결정 실리콘 원자재 발전 추이···87

<표 3-11> 초박막 웨이퍼 기술의 발전추이···88

<표 3-12> 2006년 주요 잉곳 웨이퍼 생산 업체 및 시장 점유율 ···89

<표 3-13> 2006년 중국의 주요 태양전지 생산 업체 및 시장 점유율 ···90

<표 3-14> 2006년 중국의 비정질 실리콘 모듈 생산능력 및 생산량, 시장 점유율 ···92

<표 3-15> 2006년 중국의 태양에너지 결정 실리콘 전지 모듈의 주요 기업체···94

<표 3-16> 2006년 중국의 주요 태양광 발전 시스템 통합 업체 ···96

<표 3-17> 2007년 태양광 발전 산업 각 부분의 가격 및 이익···101

<표 3-18> 2005년 태양광 발전 산업 각 부문별 가격 및 이익 (단위: $)···102

<표 3-19> 2007년 태양전지 생산의 각 부문 가격 및 부가가치···102

<표 3-20> 발전 방식별, 지역별 연평균 유효 이용 시간···103

(39)

<표 3-21> 전력송출 가격에서 산정된 재무 조건 ···103

<표 3-22> 연간 발전 시간별 태양광 전력송출 가격···104

<표 3-23> 초기 투자 조건별 전력송출 가격 계산 ···105

<표 3-24> 중국의 비곡물 액체 바이오 연료 산업 발전 현황···112

<표 3-25> 2007년 생산 중인 주요 바이오디젤유 생산 기업···117

<표 3-26> 태양광 분야 국내 기술수준 설문결과···123

(40)

그림 차례

[그림 2-1] 태양광 산업체인 설명도···34 [그림 2-2] 중국 시장의 연간 설비용량 및 누적 설비용량···38 [그림 2-3] 100㎾ 당 BIVP의 항목별 투자 비율(2006년)···43 [그림 2-4] 500㎾ 당 사막지역 태양광 발전소의 항목별 투자 비율(2006년)···44 [그림 2-5] 선전 국제 조경풍치림‧화훼 박람원 1MW 계통 연계형 태양광 시스템···55 [그림 2-6] 수도박물관 신관 건축일체화 태양광 발전 시공 현장···56 [그림 2-7] 시장 양바징 100kW 고비사막 고압 계통 연계형 태양광 발전소 ···57 [그림 2-8] 베이징(北京) 구러우(鼓樓) 20kW 계통 연계형 태양광 시범 발전소 ····58 [그림 2-9] 칭장 철도 탕구라(唐古拉) 태양광 발전소 ···59

[그림 3-1] 태양전지 실리콘 재료 사용량 변화 추이(g/w) ···85 [그림 3-2] 결정 실리콘 태양전지 모듈 제작 공정 순서도···93 [그림 3-3] 태양전지 각 생산 부분의 가격 비율···101

‐

(41)

제1장 서 론

○ 우리나라의 에너지안보역량강화를 위해 비화석 연료인 신재생에너지 부문에서의 중국과의 협력방안 도출필요

‐ - 화석연료의 공급불안정성의 증대와 온실가스 배출저감을 위한 국제적 협약이 중시되는 현 상황에서 신재생에너지와 같은 비화석연료부문의 적극적 공급확대가 절실히 요구됨.

‐ - 이러한 측면에서 우리나라와 중국은 대규모 에너지소비국으로서 에 너지안보역량강화 방안으로 신재생에너지의 공급확대가 필요함.

‐ - 이러한 신재생에너지의 효과적인 확대를 위해 양국은 동 분야에 대 한 협력방안의 구체적 시나리오 필요함

○ 우리나라와 중국의 신재생에너지분야의 공동 연구를 진행하여 양국 간 신재생에너지분야의 협력방안 도출 및 우리의 중국시장 진출에 필요한 정보 구축 필요

‐ - 우리나라와 중국의 신재생부문 협력방안의 일환으로 협력기반 구축 을 위한 공동연구가 필요한데, 이는 한중 공동연구를 통해 신재생에 너지 부문의 현황을 각국의 입장에서 분석하여 보다 실현가능성이 높은 협력방안과 향후 우리나라의 중국 신재생에너지 시장진출방안 도출 필요하기 때문임.

○ 동 분야의 공동연구는 양국의 신재생에너지 보급에 기여함으로써 에너 지안보역량 강화에 기여할 것으로 기대되는데, 본 연구는 이러한 필요 성에 기인하여 양국의 신재생에너지 현황과 전망을 바탕으로 양국간 동 분야에 대한 협력 잠재력을 발굴하고 협력 장애요인의 해결방안 제

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시를 목적으로 함

○ 기존 연구는 우리나라의 자료를 중심으로 중국의 신재생에너지산업을 현황 중심으로 파악한 반면, 본 연구는 양국의 공동연구를 바탕으로 동 분야에 대한 협력가능성을 양국의 시각으로 보다 현실성 있는 대안을 제시하고자 함.

○ 이러한 연구목표를 달성하기 위해 본 연구는 2장에서 한국과 중국의 태양광, 바이오-에너지 산업 에 관한 전반적인 현황을 서술하고 있음.

구체적으로는 한국과 중국의 태양광에너지, 바이오에너지의 부존 잠재 량 분석 및 동 에너지의 보급현황과 전망이 될 것이며, 3장에서는 한국 과 중국의 태양광에너지와 바이오에너지 기술개발 현황 및 전망에 대 해서 살펴보고 있는데 구체적으로는 한국과 중국의 태양광과 바이오에 너지의 기술 R&D와 상용화 현황과 관련 기술 향상 장애요인과 필요 분야에 대해 기술될 것임.

○ 그리고 마지막 4장에서는 이러한 문제점을 중심으로 한국과 중국의 협 력가능 분야와 추진방안이 모색될 것임.

○ 본 연구는 이러한 한국과 중국의 신재생에너지 부문의 협력방안 모 색을 통해 향후 우리나라 정부와 기업들의 신재생에너지 부문, 특히 태양광에너지와 바이오에너지의 대 중국 협상 및 사업 진출시 기초 자료를 제공할 수 있을 것으로 기대하고 있음.

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제2장 한국과 중국의 태양광과 바이오연료 산업개요

제1절 한․중 태양광 및 바이오연료 부존 잠재량분석

1. 한국의 태양광 부문 개요 및 부존 잠재량분석

가. 태양광 발전의 개요

○ 태양광 발전은 태양의 빛에너지를 전기에너지로 전환시켜주는 태양 전지 모듈부분, 전기에너지를 우리가 활용할 수 있는 교류로 변환시 켜 전력계통에 연결시키는 전력변환장치 PCS(Power Conditioning System)으로 구성됨.

○ 태양 전지 모듈의 최소 단위는 셀인데 수십에서 수백여 개의 셀을 조합하여 대량의 전압을 발생시킬 수 있도록 만든 것이 태양전지 모 듈이며 이 모듈을 조합하여 재설계한 것을 어레이라고 함.

○ PCS(Power Conditioning System)는 인버터, 제어장치, 축전지 등으로 구성되어있는데 태양전지 어레이에서 발생한 직류 전압을 교류로 전 환 시키며, 소비자가 사용할 수 있는 형태로 유지 및 보호 해 주는 역할을 수행함.

‐ - 또 전기 생성된 전기를 설비로 즉시 활용할 수 있도록 계통연계 시 키거나 축전지를 활용하여 전기를 저장함.

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○ 최초 태양전지 개발 목적은 항공 우주산업용으로 개발 되었으나 현 재 그 용도는 일반화 되어 화석 연료를 대체하여 전력을 공급하기 위한 발전 설비로 확대되고 있음.

- 현 단계에서는 건물의 지붕을 이용한 모듈 설치로 가정용 및 상업용 으로 활용하거나 전용 발전소를 건설해 발전하는 것이 대부분임.

- 향후 건축 자재 내장 방식인 BIPV(Building Integrated PV)가 보급 될 전망임.

나. 국내 태양광 에너지 잠재력

○ 국내 태양광 자원의 효율적 사용을 위해 지역별 조사를 통한 잠재 개발지를 추정하고, 이를 통해 대규모 태양광 발전 단지 조성 등의 실현 방안을 가시화 할 수 있을 것임.

○ 우리나라의 평균 전일사량은 3.58kWh/㎡/day 로 나타났는데 이는 주변국인 북한(3.52kWh/㎡/day)보다는 다소 높고 일본(3.70kWh/㎡

/day) 보다는 낮은 값임.

○ 일본 및 우리나라가 북한에 비해 대기오염도가 높아 태양광 투과 정 도가 낮음에도 불구하고 더 높은 수치를 보인 것은 전일사량이 위도 와 밀접한 관련이 있으며 적도 부근에 가까이 갈수록 그 크기가 커 짐을 의미함.

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지역명 구분

월 별

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 연평균

춘천 2.05 2.81 3.62 4.56 4.95 4.86 4.03 4.17 3.75 2.95 2.02 1.76 3.46 강릉 2.37 2.99 3.67 4.61 4.97 4.52 4.02 3.78 3.58 3.16 2.34 2.11 3.51 서울 1.98 2.75 3.47 4.37 4.64 4.33 3.28 3.56 3.55 3.03 2.01 1.70 3.22 원주 2.10 2.83 3.57 4.56 4.92 4.76 3.97 4.12 3.75 3.17 2.15 1.85 3.48 서산 2.29 3.13 3.92 4.85 5.27 4.99 4.10 4.34 4.07 3.44 2.27 1.97 3.72 청주 2.21 3.01 3.66 4.64 5.05 4.73 4.10 4.12 3.83 3.28 2.24 1.91 3.57 대전 2.26 3.07 3.82 4.82 5.00 4.62 4.20 4.24 3.83 3.37 2.34 2.03 3.63 포항 2.44 3.12 3.69 4.68 5.02 4.60 4.07 4.02 3.47 3.23 2.56 2.26 3.60 대구 2.33 3.01 3.78 4.66 4.96 4.60 4.09 3.94 3.56 3.23 2.40 2.13 3.56 전주 2.09 2.78 3.51 4.51 4.78 4.45 3.93 3.94 3.67 3.25 2.20 1.85 3.41 광주 2.31 3.07 3.83 4.74 5.01 4.57 4.15 4.29 3.97 3.53 2.45 2.05 3.67 부산 2.56 3.22 3.72 4.50 4.85 4.53 4.23 4.29 3.61 3.40 2.65 2.33 3.66 목포 2.33 3.12 4.00 4.97 5.29 4.92 4.52 4.87 4.19 3.71 2.58 2.07 3.88 제주 1.45 2.33 3.28 4.43 4.92 4.63 4.8 4.49 3.73 3.30 2.21 1.51 3.43 진주 2.73 3.41 4.06 4.85 5.08 4.59 4.33 4.32 3.87 3.61 2.76 2.48 3.84 영주 2.31 3.00 3.84 4.80 5.21 4.82 4.13 4.13 3.86 3.30 2.36 2.07 3.65 평균 2.24 2.98 3.72 4.66 5.00 4.66 4.13 4.16 3.77 3.31 2.35 2.01 3.58

<표 2-1> 우리나라 주요지역의 월 및 연평균 1일 수평면 전일사량

단위: kWh/㎡/day

자료: 에너지기술연구원, “태양광발전단지 건설을 위한 동아시아 지역의 태양광자원 정밀조사”

2006

‐ - 국내 주요 지역 중 연평균 일사량이 가장 높은 지역은 목포로서 3.88kWh/㎡/day로 가장 높으며, 그에 이어 진주가 3.84kWh/㎡

/day, 서산이 3.72kWh/㎡/day를 기록했음.

‐ - 계절별로는 봄이 4.46kWh/㎡/day로 최고치를 기록하였고 겨울이

2.41kWh/㎡/day로 가장 낮았음. 연평균 대비 수치는 상대적으로