자료제공 : 산은경제연구소 산업분석2팀
Ⅰ. 태양광발전 산업의 개요
1. 태양광발전의 개념 및 분류
□ 태양광발전의 개념
○ 태양광발전이란 태양의 빛 에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 발전방식을 말한다.
- 태양열 이용기술이 태양열을 이용하여 건물의 냉난방 등에 활용되는데 비해, 태양광발전은 태양빛을 받아 반도체 물질로 이루어진 태양전지에서 바로 전기를 생성하게 된다.
○ 태양광발전 시스템은 태양전지 모듈, 축전지, 인버터 등으로 구성된다.
<태양광발전 시스템의 종류>
<사진:태양전지의 생산과정 및 제품화>
□ 태양광발전의 특징
○ 태양광발전은 무한정, 무공해의 태양 에너지를 이용하여 연료비가 필요 없고, 대기오염이나 폐기물이 발생하지 않는 장점을 지니고 있다.
- 발전부가 반도체 소자로 구성되어 기계적인 진동과 소음이 없고 자동화시키기에 용이하며, 운전 및 유지 관리에 따른 비용을 최소화 할 수 있는 장점을 지니고 있다.
○ 반면, 태양광발전은 발전소 건설에 대규모의 초기 투자비용이 요구되고, 아직까지는 상용전력에 비하여 발전단가가 높은 단점을 지니고 있다.
- 또한, 일사량(日射量) 변동에 따른 발전량의 편차가 커 안정된 전력공급을 위한 추가적인 시설투자가 필요한 단점이 있다.
<태양광발전 공급사슬>
□ 태양광발전의 분류
○ 태양광발전은 크게 독립형(Stand-alone) 시스템과 계통연계형(Grid-connected) 시스템으로 구분될 수 있다.
- 독립형은 상용전력계통과 연결되지 않고 태양광발전만으로 전력을 공급하는 방식으로, 불안정한 발전전력을 보완하기 위해 축전지를 사용하기도 한다.
·독립형 시스템의 일종인 하이브리드(Hybrid) 시스템은 풍력발전, 디젤발전 등 타 에너지원에 의한 발전방식과 결합된 태양광발전 방식이다.
- 계통연계형은 태양광발전전력을 사용하면서도 필요에 따라 부족전력은 상용전력계통으로부터 공급받는 방식이다.
2. 태양광발전 산업구조 및 특징
□ 산업구조
○ 태양전지는 태양광발전에서 가장 중요한 부품으로, 태양전지의 성능 및 기술의 발전이 전력생산효율 향상 등 태양광발전 산업에 커다란 영향을 미친다.
- 태양전지는 원재료인 폴리실리콘(Poly Silicon)으로부터 잉곳2) (Ingot)ㆍ웨이퍼로 가공된 후, 셀(Cell)ㆍ모듈화를 거쳐 발전용이나 가정용으로 사용된다.
○ 태양광발전 산업의 공급사슬(Supply chain)은 소수의 폴리실리콘 공급자가 상단에, 수많은 시스템 설치 업체가 하단에 위치하는 피라미드 형태를 지니고 있다.
- 폴리실리콘, 잉곳/웨이퍼 분야는 대규모 설비투자와 높은 기술력이 요구되어 몇몇 업체가 시장을 과점하고 있는 상황이다.
- 반면, 모듈과 시스템 분야는 진입장벽이 낮아 상대적으로 많은 업체가 경쟁 중에 있다.
<태양광 발전 관련산업>
□ 산업의 특징
○ 태양광발전 산업은 소재(폴리실리콘), 반도체(태양전지), 전기(인버터), 건설(전기공사) 등 여러 관련 산업으로 이루어진 종합산업이다.
○ 태양광발전은 석유ㆍ석탄 등 화석에너지를 이용한 발전에 비해 경제성이 낮아 정부의 정책지원이 필요한 산업이다.
○ 또한, 초기 대규모 설비투자가 필요한 자본집약적 산업으로, 규모의 경제가 중요한 산업이다.
II. 태양광발전 산업의 시장동향
1. 세계시장동향
<지역별 태양광발전 보급현황 2005>
□ 시장규모
○ EPIA3)에 의하면, 태양광발전규모는 2005년 1,397MW에서 2010년에는 5,550MW로 늘어날 것으로 전망된다.
- 또한, IEA4)에 의하면, 2010년 세계 태양광 시장은 메모리 반도체 시장 규모와 맞먹는 350억 달러에 달할 것으로 전망된다.
- 태양광발전 시장규모에 대한 전망은 조사기관마다 커다란 차이를 보이고 있는데, 이는 원자재 수급, 업체별 증설계획, 정부의 보조금 제도 등 다양한 변수가 영향을 미치기 때문이다.5)
□ 지역별 태양광발전 현황
○ 2005년 전 세계의 태양광발전 보급량은 1,460MW 규모로, 독일, 일본, 미국 등이 80% 이상을 차지하고 있다.
- 독일은 태양광발전 보급규모가 838MW에 이르면서 전 세계 수요량의 57.3%를 차지하고 있으며, 일본은 20%(292MW), 미국은 7%(102MW)를 차지하고 있다.
·독일은 태양광발전의 보급을 위해 정부 보조금 정책을 성공적으로 실시하여 왔으며, 현재 세계 각국이 비슷한 제도를 운영 중에 있다.
□ 태양광발전 원자재 시장동향
○ 태양전지와 반도체의 원자재인 폴리실리콘은 최근 공급이 부족하여 가격이 급등하였으며, 폴리실리콘의 확보가 태양광발전 사업에 중요한 요인으로 작용하고 있다.
- 2005년 폴리실리콘 수요는 39,000 톤(Ton)이었으나, 실제 공급량은 31,000 톤에 불과하여 약 8,000 톤이 부족하였다.
○ 폴리실리콘 시장은 상위 7개 업체의 시장점유율이 90%를 넘는 독과점 상황이다.
- 기존 업체의 폴리실리콘 증산계획 외에 신규 업체들이 사업 참여 계획을 밝히고 있으나, 실제 생산까지 상당기간 폴리실리콘 부족현상은 지속될 전망이다.
<2005년 폴리실리콘 공급현황>
<업체별 폴리실리콘 생산규모>
