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발목잡힌 2021 태양광에너지 산업, 2022엔 나눔형 모델과 산업단지 태양광으로 재비상!
3분기 태양광 설치량 667MW, 올해 누적 설치량 3.5GW 이하 전망…기업들 새 전략으로 틈새시장 공략 중

[인더스트리뉴스 권선형 기자] 3분기 태양광 설치량이 667MW에 그쳐 올해 태양광 누적 설치량이 기존 전망치인 4.1GW를 하회한 3.5GW에 머물 것으로 전망된다.

한국에너지공단에 따르면 올해 3분기 태양광 설치량은 667MW로, 지난해 3분기 1,153MW에 비해 42% 감소했다. 2분기 설치량은 1,179MW로 전년 동기와 비슷했지만, 3분기가 눈에 띄게 줄었다.

그동안 4분기 설치량이 3분기에 비해 늘기 어려웠던 결과를 감안하면 올해 태양광 누적 설치량은 3.5GW 이하에 그칠 가능성이 높다는 전망이다. 지난해 설치량 4.1GW는 물론 2019년 3.789GW 보다도 적은 양이다.

3분기는 다양한 악재들이 동시에 겹친 기간이었다. 특히 원자재 공급망 병목으로 인한 원자재 인플레이션이 시장을 짓눌렀다. [사진=utoimage]

기후솔루션 조은별 연구원은 “국내 3분기 태양광 설치량 감소는 지자체의 이격거리 규제 등의 인허가 강화 및 확대에 따른 결과로 보인다”며, “지난 3년간 지속적인 REC 가격 하락에 따른 투자 요인 감소와 원자재 가격 급등으로 인한 투자 지연도 작용했다”고 분석했다.

시장 짓누른 원자재 인플레이션

3분기는 다양한 악재들이 동시에 겹친 기간이었다. 특히 원자재 공급망 병목으로 인한 원자재 인플레이션이 시장을 짓눌렀다. 중국의 전력난으로 전기료가 큰 폭으로 상승한 탓에 태양광 생산량이 줄어 태양광 원자재 값이 치솟고 있어서다.

중국은 태양광 모듈을 비롯한 원자재 시장을 과점하고 있다. 2019년 기준 중국 업체의 태양광 패널 점유율은 72%다. 태양 전지 시장 점유율도 78%에 달한다. 태양광 패널에 들어가는 폴리실리콘 66%도 중국에서 생산하고 있다.

한국수출입은행에 따르면, 2021년 10월 기준 폴리실리콘 가격은 kg당 36.7달러로 2011년 이후 최고치를 기록했다. 웨이퍼 가격도 큰 폭으로 상승했다. 2021년 10월 기준 단결정 실리콘 웨이퍼 가격은 piece당 0.796달러로 전년 동월 대비 82.5% 상승했다.

폴리실리콘, 웨이퍼 가격이 급등하며 모듈 값도 오르고 있다. 올해 3분기 중국산 태양광 모듈 값은 t당 4,530달러로 지난해 3분기 t당 3,764달러보다 20.4% 올랐다. 2분기 중국산 태양광 모듈 값이 1년 전보다 5.9% 오른 것을 감안하면 상승 폭은 더 커졌다. 이에 따라 국내 3분기 중국산 태양광 모듈 수입량은 1만 2,120t으로, 지난해 3분기 2만 1,193t 대비 42.8% 줄었다.

탑솔라 기획구매실 이윤상 부장은 “원자재 값이 비싸져 국내 태양광 업체들이 사업을 하면 할수록 손해나는 구조가 되고 있다”며, “인플레이션으로 인한 기업 부담이 한동안 지속될 것 같다”고 말했다.

문제는 태양광 산업 특성상 가격전가가 힘든 구조라는 점이다. 가격이 올라 초기 투자비용이 상승하면 발전사업자들은 투자비 회수 시점이 늦어져 기업은 제품 가격을 올리기 쉽지 않다. 더욱이 수익을 좌우하는 REC 가격은 해마다 하락하고 있어 제품 가격 인상은 더 부담스러운 부분이다.

글로벌 에너지 조사기관 라이스타드에너지(Rystad Energy)에 따르면, 글로벌 인플레이션으로 내년에 계획된 글로벌 태양광 프로젝트 90GW 중 56%인 50GW가 진행하지 못할 상황에 놓여있다.

발목 잡는 이격거리 규제, 인허가

이격거리 규제, 인허가도 태양광 산업의 발목을 잡고 있다. 최근 몇 년간 이격거리 규제를 조례로 제정한 지자체들은 2016년 8곳에서 올해 상반기 기준 129곳으로 16배 이상 늘었다. 전국 226개 기초지자체 중 절반 이상(57%)이 이격거리 규제를 시행하고 있다.

산업부는 2017년 ‘태양광 발전시설 입지 가이드라인’을 통해 지자체장이 태양광 시설에 대한 이격거리 기준을 설정·운영하지 못하도록 하고 예외적으로 설정하는 경우엔 최대 100m를 초과할 수 없도록 했지만 현재까지 규제를 폐지한 지자체는 없다. 산업부 정책과 지자체 정책이 통일성, 일관성 없이 따로국밥으로 겉돌고 있는 셈이다.

솔라플레이 안병준 대표는 “오히려 이격거리 제한을 새로 도입하는 지자체가 많아져 이제는 발전허가를 받을 만한 웬만한 일반부지는 모두 태양광 이격거리 규제에 걸린다”며, “이격거리 규제 때문에 태양광을 설치할 수 없는 경우가 점점 더 많아지고 있다”고 말했다.

지자체의 이격거리 규제가 기준이 다 달라 통일성이 없다는 점도 문제다. 전북 익산시는 2019년 9월 20일 이후에 지어진 건축물에 대해 이격거리 규제를 적용하고 있다. 충북 옥천군은 군내에 있는 모든 건물에 대해 준공일 기준으로 5년이 지난 건물에만 태양광 개발행위허가를 내주고 있다. 충남 서산시는 태양광발전시설에 대한 이격거리 규제를 토지와 건축물에 똑같이 적용하고 있다.

쏠라렉스 김원각 전무는 “일부 편법을 저지르는 사업자들로 인해 지자체들이 각자 다른 기준으로 태양광 사업 자체를 규제하는 것은 에너지전환과 탄소중립 정책에 역행하는 것”이라며,“전체 사업을 대상으로 이격거리를 규제하는 것보다는 기준을 잡고 단속을 통해 문제가 되는 사업자만 솎아내는 방법이 현실적”이라고 말했다.

속속 도입되고 있는 나눔형 모델

악재에 휩쓸려 올해 설치량 달성에 실패할 것으로 전망되지만, 2021년은 새로운 모델이 확산 되는 등 태양광의 또 다른 가능성을 엿본 기간이었다.

최근 지자체와 발전공기업, 환경부, 산업부는 ‘함께 운영하고 발전수익을 나누는 나눔형 모델’을 경쟁적으로 도입하고 있다. 현재 지자체 중 신안군, 대구시, 창원시, 광주시 등이 나눔형 모델을 도입 중이다.

한국남동발전은 국내 최대 규모(95㎿급)의 ‘해창만 수상태양광’의 발전수익을 시민과 나누는 수상태양광 모델을 도입했다. 환경부는 41MW 용량의 합천댐 수상태양광 발전을 개시해 주민들과 발전 수익을 공유할 계획이다.

산업부도 국내 최초의 마을주도 태양광 사업(햇빛두레 발전소)을 추진하고 있어, 나눔형 모델이 지자체, 발전공기업, 환경부 및 산업부 정책으로 확산되고 있다.

대구시는 지난 11월 18일 대구시민햇빛발전소 7, 8호기를 본격 가동하고 발전수익을 시민과 나누고 있다. 96명의 시민 조합원으로 구성된 대구시민햇빛발전협동조합이 3억원을 출자해 대구시 상수도사업본부 달성사업소 구지정수장과 구지(공업)배수지 상부에 198kW(99kW×2기) 규모로 건립해 연간 250MWh의 전력을 생산할 계획이다.

협동조합에 출자한 시민들은 출자금으로 공공기관 유휴 부지를 빌려 임대료를 지불하고 태양광발전소에서 생산한 전력을 판매해 수익을 얻는다. 출자금액에 따라 연 4% 정도가 배당될 전망이다.

대구시는 지난 11월 18일 대구시민햇빛발전소 7, 8호기를 본격 가동하고 발전수익을 시민과 나누고 있다. [사진=대구시]

창원시도 창원시민에너지협동조합준비위원회와 손잡고 ‘시민이익 나눔형 태양광발전’에 나섰다. 창원시 산하 건물옥상과 주차장을 활용해 태양광발전을 하고, 수익을 시민과 나누는 사업이다. 발전사업허가, 조합원 모집 및 펀드조성 등의 절차를 거쳐 1단계 10개소 2MW 내년 상반기 준공, 2단계 7개소 3MW 내년 하반기 준공을 목표로 추진한다. 시민이익 나눔형 태양광은 총 설치비 5억6,000만원 중 35%에 해당하는 2억원은 시민의 출자금으로 조성하고 나머지는 저리 은행대출로 충당한다. 발전 수익 중 5%를 조합원에게 돌려주는 방식이다.

광주시도 시민참여형 ‘에너지 전환마을’을 추진하고 있다. 광주시는 동구 지원마을, 서구 풍암마을, 남구 양림마을, 북구 일곡마을, 광산구 첨단마을 등 5곳을 ‘에너지전환 시범마을’로 선정하고 본격적인 운영에 들어갔다. 에너지 전환마을 거점센터 1호점으로 광산구에 처음 개소한 ‘첨단전환마을 에너지카페’는 지난 6월 마을 주민들이 참여해 ‘반짝반짝햇빛발전협동조합’을 설립하고 시민햇빛발전소 조성을 준비하고 있다.

수상태양광으로는 국내 최대 규모로 추진되고 있는 한국남동발전 ‘해창만 수상태양광’도 지역사회 참여를 적극 이끌어내며 신재생에너지 모범 지역상생 사업으로 주목받고 있다. ‘해창만 수상태양광’은 해창만에 95MW급 용량으로 건설되는 국내 최대 규모의 수상태양광 사업이다. 국내 최초 지자체 주도형 재생에너지 사업이자 지역민과 이익을 공유하는 주민참여형 수상태양광 사례다.

‘해창만 수상태양광’은 해창만에 95㎿급 용량으로 건설되는 국내 최대 규모의 수상태양광 사업이다. 국내 최초 지자체 주도형 재생에너지 사업이자 지역민과 이익을 공유하는 주민참여형 수상태양광 사례다. [사진=한국남동발전]

환경부도 11월 41MW 용량의 합천댐 수상태양광 발전을 개시해 주민들과 발전 수익을 공유해 나간다. 국내 수상태양광사업으로서는 최초로 댐 주변인 봉산면의 20여개 마을에서 1,400여 명의 주민들이 마을 공동체를 통해 약 31억원을 투자하고 매년 발전수익의 일부를 받게 된다.

산업부도 국내 최초의 마을주도 태양광 사업(햇빛두레 발전소) 추진에 나섰다. 산업부는 본격적인 제도 신설에 앞서 2022년 상반기에 10개 참여마을을 선정해 시범사업을 실시한 후 햇빛두레 발전소 사업을 추진할 계획이다.

산업부는 햇빛두레 발전사업자를 한국형 FIT 대상에 포함해 안정적인 수익을 확보할 수 있도록 지원한다. 공급인증서(REC) 추가 가중치 0.2를 부여해, 해당 가중치로 발생한 수익은 참여주민에게 모두 제공한다.

햇빛두레 발전사업자로 지정된 마을은 발전시설 구입·설치자금, 설계·감리비 등 최대 15억원의 장기·저리 융자를 지원받는다. 총사업비의 90% 한도, 1.75% 금리, 5년 거치 10년 분할상환이다.

산업부는 이 같은 혜택으로 2020년 발전단가를 적용할 시, 주민 1인당 연간 최대 60% 수익이 발생할 것으로 전망하고 있다. 산업부 관계자는 “2050 탄소중립을 위해 태양광 보급의 확대가 필요한 상황에서 사업 참여 주민과 수익을 공유하며 수용성을 확보해 추진하는 사업모델에 대한 요구가 증가하고 있다”며, “정부는 태양광 사업추진 시 발전소 인근 지역주민이 일정부분 투자한 사업에 대한 인센티브 부여 등으로 주민참여형 사업으로 전환을 유도하고 있다”고 밝혔다.

확산되는 산업단지 태양광

지자체들이 산업단지에 지붕형태양광을 설치하고 있는 것도 올해 눈에 띄는 특징이다. 경상남도는 지난 5월 정부 재생에너지 3020 달성과 환경훼손 없는 재생에너지 보급 확대를 위해 민·관이 함께하는 산단협의체를 출범한 데 이어, 11월에는 한국동서발전, 한국산업단지공단과 경남도 내 산업단지에 태양광 300MW를 설치하는 협약을 맺었다.

김해시도 11월 ‘산업단지 전력 중개형 지붕 태양광 사업’ 준공식을 열고, 2026년까지 650억원을 들여 골든루트산단, 안동공단 등 김해지역 산업단지 150개 기업에 태양광 발전설비를 설치한다. 김해시 1만8,750가구가 1년간 쓸 수 있는 50㎿ 규모다. 김해시는 30여개 산업단지에 7,000개가 넘는 업체가 들어서 지붕형태양광 사업 적지로 꼽히고 있는 곳이다.

신성이엔지와 해줌, 한국에너지융합협회도 9월 산업단지 RE100 지원을 위한 ‘산업단지의 RE100 지원을 위한 컨소시엄’을 구성했다. 컨소시엄은 산업단지에 입주한 기업들의 태양광 발전, 연료전지, 에너지저장장치 및 전기차 충전기 구축 사업 등을 진행할 계획이다.

충북도는 6월부터 ‘산업단지 입주기업 지붕 등을 활용하는 방안’을 추진하고 있다. 충북도는 도 내 128개 산업단지에 입주한 기업 수가 2,157개에 달하는 만큼 활용 가능성이 매우 높다고 판단하고 있다. 2026년까지 320㎿ 규모의 지붕형태양광 설비를 보급한다는 구상이다.

한국동서발전은 전국 산업단지를 대상으로 총 800억원 규모의 ‘지붕형태양광’ 설치 공사를 추진한다. 동서발전은 특수목적법인(SPC) ‘그린솔라에너지’를 설립해 내년 2월 50MW 규모의 지붕형태양광을 설치할 계획이다.

한국동서발전이 650억원을 투자해 50MW 규모 지붕형태양광을 건설한다. [사진=한국동서발전]

발전효율 높여 새 시장 여는 모듈 기업

태양광 기업들은 올해의 어려움을 기술개발로 극복해 나간다. 한화솔루션은 REC실리콘 인수를 바탕으로 미국 태양광 시장 진출을 가속화 한다. 한화솔루션은 REC실리콘 공장을 통해 중국 이외의 국가에서 폴리실리콘을 확보할 수 있게 돼 조 바이든 미국 대통령의 친환경 정책으로 수요가 급증할 것으로 예상되는 미국 태양광 시장 진출에 속도를 붙인다.

국내에서도 생산과 연구시설에 2025년까지 1조원을 투자해 차세대 기술 개발에 나선다. 이번 투자로 진천과 음성 공장의 셀과 모듈 능력은 연간 4.5GW에서 2025년에는 7.6GW로 늘어나게 된다.

차세대 태양광 셀 ‘페로브스카이트 적층 탠덤 셀’도 속도감 있게 연구 개발할 계획이다. 탠덤 셀은 기존의 실리콘 태양광 셀 위에 차세대 태양광 소재인 페로브스카이트를 쌓는 형태로 기존 실리콘 셀보다 태양광 에너지 전환 능력이 뛰어나다.

한화큐셀이 건설한 독일 브란덴부르크 태양광발전소 [사진=한화큐셀]

현대에너지솔루션은 양면모듈 기술을 고도화 해 방음벽, 영농형 등 다양한 태양광 솔루션을 내놓을 계획이다. 현대에너지솔루션 관계자는 “양면모듈 기술은 이미 시장에서 경쟁력 있는 솔루션으로 검증받았다”며, “지속적인 연구개발과 투자로 다양한 양면모듈 솔루션을 통한 시장 확대에 나서겠다”고 말했다.

차세대 태양전지 개발에도 힘쓸 계획이다. 탑콘(TOPCon), 헤테로정션 등 24% 이상의 고효율태양전지를 개발하고, 2025년까지 효율 30% 이상의 초고효율 탠덤 태양전지를 사용한 모듈 상용화를 추진할 계획이다.

신성이엔지는 내년 500W 132 Half Cell Monofacial 모듈과 BIPV 태양광 모듈 ‘솔라스킨’을 시장에 내놓을 계획이다. 500W 132 Half Cell Monofacial 모듈은 융복합 및 보급사업과 옥상 및 지붕형에 최적화된 디자인으로 500W 기준 21% 고효율 제품이다. 차별화된 구조 및 다이오드 구성으로 낮은 일조량 기후변화에도 안정적인 발전량을 제공한다. 설중하중 5,400Pa로 설계돼 혹독한 기후 환경에서도 뛰어난 내구성을 갖고 있다. 내년 1분기 인증 예정이다.

BIPV 태양광 모듈 ‘솔라스킨’은 건축 자재의 질감과 색상을 표현하기 위해 최첨단 나노 기술을 사용한 유색 필름을 적용해 다양한 건축 디자인에 활용할 수 있다. 무광 타입의 필름을 적용해 빛 반사를 최소화하면서도 높은 출력을 갖고 있다. 건축자재로 검증된 불소수지필름(ETFE)를 사용해 내오염성 향상 및 전면의 글라스 질감을 알루미늄 패널 질감으로 변경해 심미성을 향상시켰다. 현재 한국에너지기술연구원에 설치돼 실증 사업 중이며, 다수의 프로젝트에 설치 진행 중으로 KS인증을 획득했다.

대형화와 계통지원 솔루션으로 한계 극복하는 인버터 기업

윌링스는 국내 최대 규모인 새만금 육상용 태양광 1·2·3구역 사업의 인버터 공급 계약을 기반으로 대용량 인버터 집중 전략을 구사한다. 최근 중국시장에 잠식된 국산 인버터 시장에서 경쟁력을 확보하기 위한 돌파구다. 중소 규모 인버터 시장은 이미 중국 기업이 높은 가격 경쟁력을 바탕으로 난립해 국내 기업이 설 자리가 적은 상황이다. 이와 관련 윌링스는 차별화된 전략을 수립해 대용량 분야에서 역량을 강화할 계획이다.

금비전자는 재생에너지 분산전원이 급증하면서 한전 계통 운영에 어려움이 발생하고 있는 점에 착안해 LVRT, FRT 등의 계통지원(grid-support) 기능에 대한 연구를 진행한다. 전압 및 유효, 무효 전력, 주파수를 인버터가 스스로 제어하거나 상위 시스템과의 통신을 통해 제어하는 기능을포함한 연구다.

금비전자 이영권 대표는 “이번 연구를 통해 전력계통의 안정적인 운영과 신뢰성 향상을 기대할 수 있다”며, “20~100kW에 이르는 다양한 3상 인버터 라인업 구축하고 내년에는 80kW, 125kW 인버터를 출시할 계획”이라고 밝혔다.

틈새시장 개척으로 경쟁력 강화하는 EPC, 구조물 기업

솔라플레이는 지붕형태양광 솔루션에 집중할 계획이다. 어느 건축물이나 쉽게 모듈 배치나 스트링 설계가 가능하도록 표준화된 설계 방법을 연구하고 있다. 건축물의 구조 계산서, 지붕 형태와 방향, 장애물을 입력하면 프로그램이 자동으로 적합한 모듈과 인버터의 조합을 찾아내 스트링을 구성하는 방법이다.

솔라플레이 안병준 대표는 “이 프로그램을 바탕으로 전문기술자들의 기술력과 노하우를 집약시켜 구조물, 방향, 모듈·인버터 사양 등을 자동으로 산출해 지붕형태양광의 새로운 기준을 세울 것”이라고 밝혔다.

아주스틸은 CCL설비를 활용해 반사효율이 우수한 반사철판을 개발해 실증 평가를 진행 중이다. 현재 기존 제품 대비 최소 3~4%의 추가 발전을 기록하고 있다. 가혹한 조건에서 실증하고 있어 모듈 제조사의 설치조건을 준수하면 최소 5% 이상 발전효율이 높아질 것으로 기대하고 있다. 1년간의 실증평가 데이터가 산출되면 고객사들의 발전량 향상을 위한 솔루션으로 활용할 계획이다.

아울러 내년 상반기까지 북미 지역 시장조사에 나선다. 이후 멕시코 티우아나 공장을 생산거점으로 활용해 태양광구조물을 현지생산할 예정이다. 아주스틸 지분을 갖고 있는 일본 가네마쯔 주식회사의 전 세계 네트워크를 활용해 시너지를 낼 수 있을 것으로 보고 있다.

아주스틸은 내년 상반기까지 북미 지역 시장조사에 나설 계획이다. 이후 멕시코 티우아나 공장을 생산거점으로 활용해 태양광구조물을 현지생산할 예정이다. [사진=인더스트리뉴스]

삼덕스틸은 자동차 주차장을 주목하고 있다. 주차장은 기존의 자동차 주차장의 부지를 활용하기에 태양광구조물을 설치하기 위한 추가적인 공간이 필요하지 않은 장점이 있다. 또한 설치한 태양광발전소를 통한 전기차 충전시스템도 갖출 수 있어 태양광구조물 주차장 Type의 시장 전망은 밝다고 보고 있다.

삼덕스틸 이동재 대표는 “수많은 태양광구조물 주차장 Type을 설계하고 제작 설치한 노하우를 바탕으로 고객들이 만족할 수 있는 태양광구조물 주차장 Type을 선보여 틈새시장을 선점해 나가겠다”고 밝혔다.

2021년 여러 악재로 힘든 시기를 보낸 태양광 산업. 기업들이 기술혁신을 디딤돌 삼아 재비상을 준비하고 있다.

 

 

 

[권선형 기자 (news@industrynews.co.kr)]

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