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"2년 앞섰다" 韓태양광 기술, 세계가 알아보기 시작했다

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  • 김성은 기자
  • 최민경 기자
  • 기성훈 기자
  • 세종=박경담 기자
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  • 2020.07.23 05:30
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[MT리포트] 그린뉴딜 핵심 '태양광' (下)

[편집자주] 정부의 야심찬 그린 뉴딜 정책 추진으로 국내 태양광발전사업도 퀀텀점프의 기로에 섰다. 중국의 저가공세에 맞서 핵심기술 추가 확보와 글로벌 시장 공략에 나서야 한다. 태양광 강국 한국으로 가기 위한 업계의 과제와 현황을 진단해봤다.


그린뉴딜 출발선 앞 韓 태양광 "가치사슬 다시 짠다"


태양광 모듈을 장착한 주택 모습/사진제공=한화
태양광 모듈을 장착한 주택 모습/사진제공=한화
정부의 신재생에너지 확충 계획 달성을 위해서는 국내 태양광 설치량이 지난해 연 3GW 수준에서 30% 이상 늘어야 한다. 실제 올해 1분기 국내 태양광 설치량은 1.16GW로 연간 설치량이 4GW에 육박할 것으로 보인다.

또 미 에너지 시장조사업체 블룸버그 신에너지 파이낸스(BNEF)에 따르면 전세계 태양광 시장 규모는 지난해 108GW에서 2023년 134GW로 24.1% 늘어날 전망이다.

이같은 바람을 타고 가시적 재도약이 기대되는 대표적인 기업이 국내는 물론 전세계 태양광 산업 선두주자라 할 수 있는 한화 (25,200원 상승150 0.6%)다.

한화가 본격적으로 태양광 사업에 뛰어 든 것은 중국 '솔라펀파워홀딩스'를 인수한 2010년으로 거슬러 올라간다. 한화는 그동안 독일 '큐셀'을 인수, 한화큐셀과 한화솔라원 통합 후 석유화학·태양광·첨단소재를 아우르는 한화솔루션 (28,950원 상승50 0.2%)을 출범하는 등 10년간 탄탄한 기초체력을 키워 왔다.

태양광 사업을 담당하고 있는 한화큐셀은 현재 미국, 독일, 일본 등 시장점유율 1위다. 2020년 1월 기준 전세계 연간 9.6GW의 셀 생산능력과 11.3GW의 모듈(태양광 셀을 이어붙인 것) 생산능력을 보유하고 있다.

태양광 밸류체인이 원료·소재→제품→설비로 이어진다면 현재 한화가 집중하고 있는 분야는 제품에서 설비로 이어지는 가치사슬이다.

한화는 올 초 주원료에 해당하는 폴리실리콘 사업에서 철수한다 밝혔다. 중국에서의 저가 공세 탓에 경쟁력이 없다는 판단에서다. 향후 고출력·고효율 제품 및 설비에 집중해 부가가치를 더 높인다는 전략이다.

고출력, 고효율일수록 하이엔드 제품으로 여겨진다. 그만큼 높은 기술력과 연구개발이 필수다. 이는 선진국 시장에서 각광받을 뿐만 아니라 국토 면적이 작은 한국 상황에도 적합한 것으로 여겨진다.

얼마나 더 많은 양의 빛을 셀 내부로 반사시켜 더 많은 에너지를 출력하는지에 따라 제품 품질이 갈리는데 한화큐셀은 경쟁사 대비 1~2년 더 앞선 기술 경쟁력을 갖춘 것으로 펑가받고 있다.

한화의 전략은 단순 제품 판매에만 그치지 않는다. 태양광 발전소 개발과 건설, 운영까지 아우르는 '다운스트림'(소비자에게 에너지를 최종 공급하는 단계) 사업을 스페인에서 본격 시작했다. 향후 이같은 '토탈솔루션' 사업은 유럽, 북미로 확산시킬 계획이다.

한편 고부가가치 제품을 앞세워 태양광 시장 본격 개화기에 준비중인 국내 기업들은 또 있다.

현대중공업그룹 계열사 현대에너지솔루션도 대면적 양면 태양광 모듈과 수상태양광용 모듈을 주력 제품으로 내세웠다. 양면형 모듈은 바닥에 반사된 산란광까지 전기로 만들어 단면형 모듈과 비교해 최대 30%까지 출력을 높일 수 있다.

중견 태양광 업체 신성이엔지도 수상태양광용 모듈과 함께 고효율 고출력 태양광 모듈 제품을 주력으로 내세우는 중이다.

김성은 기자, 최민경 기자




물 위에 태양광 발전소…'수상태양광'도 뜬다


지난 2017년 준공된 충주댐 수상태양광(청풍호 수상태양광)은 시설용량 3MW(메가와트)로 연간 950가구에 전기를 공급할 수 있는 약 4000MWh(메가와트시)의 청정에너지 생산하고 있다./사진제공=수자원공사
지난 2017년 준공된 충주댐 수상태양광(청풍호 수상태양광)은 시설용량 3MW(메가와트)로 연간 950가구에 전기를 공급할 수 있는 약 4000MWh(메가와트시)의 청정에너지 생산하고 있다./사진제공=수자원공사

#충북 제천시 충주댐(청풍호 수상태양광)에 가면 검은 패널이 떠 있는 모습을 볼 수 있다. 산이나 임야 등에 설치하는 태양광발전 패널이 물 위에 떠 있다. 청풍호 수상태양광은 3㎿(메가와트) 발전용량으로 연간 약 4000㎿h(메가와트시) 전력을 생산한다. 연간 950가구에 전기를 공급할 수 있는 규모다.

정부의 '그린뉴딜' 정책에 맞춰 수상태양광이 주목받고 있다. 육상태양광 대비 발전효율이 높고 환경 훼손 우려에서 상대적으로 자유롭기 때문이다.

22일 관계 부처에 따르면 환경부 산하 한국수자원공사(이하 공사)는 지난 2009년 전남 순천시 주암댐에 실험모델을 만들어 수상태양광을 처음 시작했다. 이후 2012년 0.5㎿급의 경남 합천군 합천댐에 국내 최초로 수상태양광 발전을 상용화했다.

합천댐 수상태양광은 약 8년간의 환경모니터링을 진행하며 환경적 안전성에 대한 객관적 검증 절차를 거쳤다. 그 결과, 보령댐(2016년·2MW)과 충주댐(2017년)에도 수상 태양광이 운영되고 있다.

수상태양광은 전반적으로 육상태양광보다 발전효율이 높다는 평가다. 태양광 모듈을 수면에 설치함에 따라 냉각 효과가 가능하다. 태양이 뜨거운 시기에도 물이 패널을 식혀주는 일종의 '완충제' 역할을 한다.
수상태양광 개요./사진제공=한국수자원공사
수상태양광 개요./사진제공=한국수자원공사

설비 안전성도 입증됐다. 강한 지지구조물로 사용해 안전하고 태풍에도 끄떡없도록 설계됐다. 실제 최대 풍속이 1초당 24∼40m에 달한 2012년 태풍 볼라벤과 산바, 지난해 링링 때에도 패널이나 구조물의 안전성에는 문제가 없었다.

환경 친화성도 우수하다. 태양광 모듈, 구조체, 부유체 등 모든 기자재는 '수도용 기자재 위생안전기준'에 따라 납, 카드뮴 등 44개 시험 전 항목을 만족시킨 제품만이 사용된다. 지난 2017년 한국화학융합시험연구원이 실시한 패널 파손 후 용출 실험에서 납이나 카드뮴 등 유해물질이 나오지 않아 수질오염이 거의 없는 것으로 조사됐다.

수질 생태계에 대한 우려도 크게 발생하지 않았다. 공사는 2011년부터 현재까지 수상태양광 설치 댐에서 태양광 패널을 설치하기 전후의 수질, 퇴적물, 어류 등의 생태계 변화를 관찰했다. 그 결과 수질과 퇴적물 변화는 없었고 시설물 하부에 치어가 모여 먹이사슬을 갖는 어종들도 늘어났다.

공사는 앞으로 수상태양광 설비를 2030년까지 2.1GW(기가와트)로 늘릴 계획이다. 이럴 경우 연간 92만 가구가 사용할 수 있는 에너지(2745GWh)를 생산할 수 있다. 이는 미세먼지 1482톤, 온실가스 128만톤을 각각 감축할 수 있는 규모다.

수공 관계자는 "수상 태양광과 수열 에너지 등 재생에너지를 활용해 나갈 것"이라면서 "지역주민과 이익공유로 사회적 가치창출도 기여할 것"이라고 강조했다.

청풍호 수상태양광판 설비 모습./사진=우경희 기자
청풍호 수상태양광판 설비 모습./사진=우경희 기자


기성훈 기자, 세종=박경담 기자



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