태양광 발전 모습. [출처=언스플래쉬]

태양광이 미래 에너지 체계의 중심축으로 부상하고 있다. 일각에선 “전 세계는 ‘태양의 시대’를 향해 나아가고 있다”란 표현도 나올 정도다. 특히 2030년 ‘RE100’(Renewable Electricity 100%)이 전세계적인 에너지 프레임으로 자리잡을 경우, 태양광은 화석연료를 대체할 유력한 수단이 될 것이란 전망이다. 이에 한국도 이런 에너지 패러다임의 변화에 적극 대비해야 한다는 주문이다.

한국도 태양광 보급을 확대하기 위해 노력하고 있으나 태양광 비중은 글로벌 평균(12%)의 절반 수준에 그친다. 이에 KB금융연구소는 “낮은 일사량이나, 높은 제조원가 등 불리한 사업 여건 속에서 고효율·차세대 기술로 돌파구를 모색해야 한다”면서 “제조원가 경쟁력 면에서 중국에 뒤처져 정부 차원의 지속적인 대책 마련 및 지원 노력이 필요하다”고 강조했다.

태양광은 전력원 교체를 넘어 경제·사회 구조 전반의 생산성을 혁신할 수 있는 잠재력을 보유하고 있다. 값싸고 풍부한 전기는 산업 비용을 낮추고 새로운 산업과 일자리 창출에 기여할 전망이다. 이에 KB금융은 “에너지 기본 계획, 국가온실가스감축목표(NDC) 달성 계획 등에 재생에너지 목표를 반영, 일관되고 지속적인 정책을 추진할 필요가 있다”고 주문했다.

이에 따르면 주민 참여형 사업 확대, 환경 영향 최소화 기준 마련 등을 통해 사회적 수용성을 높이는 노력이 중요하다. 전 국민이 재생에너지 전환의 필요성과 혜택을 체감할 수 있도록 교육과 홍보를 병행해야 한다.

현재 한화큐셀·현대에너지솔루션 등 국내 기업들이 세계적인 기술력을 보유하고 있다. 그런 만큼, 연구개발 지원과 금융 세제 혜택을 통해 글로벌 톱티어 기술력을 유지하고, 제품 개발을 독려할 필요가 있다. 특히 “차세대 탠덤셀13, 고내구성 건물일체형태양광, 부유식 구조물 등 미래 유망 기술 분야의 선점이 필수”라고 했다.

태양광 발전은 패널 효율 개선, 대량 생산, 글로벌 공급망 확대 등으로 발전 비용을 지속적으로 낮춘다. 햇빛을 이용하기 때문에 연료비가 들지 않으며, 태양광 누적 설치 용량이 2배 늘어날 때마다 전력 생산에 사용되는 패널 가격이 20% 하락한다. 화석연료가 직면한 자원 고갈 없이 지속적으로 확대 가능하며, ‘규모의 경제’에 따라 생산량이 늘어날수록 가격이 내려가는 선순환 구조가 형성될 수 있다.

현재 주요국들은 RE100 등으로 대기업들이 재생에너지 사용을 적극 추진하고 있다. 이에 ‘기업장기전력판매계약’(PPA), ‘녹색채권 17’ 발행 등이 증가하면서 이에 대응한 새로운 금융상품 및 서비스를 출시하고 있다. 특히 녹색채권 발행을 통해 재생에너지 프로젝트 자금을 조달하는 사례도 증가하고 있다.

한국에서도 8월 말 기준 누적 39조9000억 원 이상의 녹색채권이 발행되어 태양광 발전소 건설 자금이나 관련 기술 개발 자금으로 활용된다.

태양광 발전은 지난 10년 사이 패널 효율 개선, 대량 생산, 글로벌 공급망 확대로 발전 비용이 89%나 하락했다. 햇빛을 이용하기 때문에 연료비가 들지 않으며, 전력 생산에 사용되는 패널 가격 역시 태양광 누적 설치 용량이 2배 늘어날 때마다 20%씩 하락한다.

저렴한 설비 비용으로 인해 전 세계 재생에너지 신규 설비의 4분의 3을 차지한다. 화석연료가 직면한 자원 고갈 없이 지속적으로 확대 가능하며, 규모의 경제에 따라 생산량이 늘어날수록 가격이 내려가는 선순환 구조가 형성되고 있다.

그로 인해 2024년 전 세계 전력 공급량의 6%를 태양광발전이 차지하고 있다. 이는 10년 전에 비해 3배 이상 증가한 수치다.

전 세계 태양에너지 보급은 폭발적인 성장세를 기록하며 재생에너지 확산을 주도하고 있다. 중국은 전 세계 태양광 발전 증가분의 과반을 차지하며 태양에너지 시장에서 압도적 우위를 보이고 있다. 독일, 미국, 인도 등 태양광 발전 보급률 상위권 국가와 신흥국도 꾸준히 설비 용량을 증대하고 있다.

태양광 발전 모습.

이에 한국도 태양광 발전을 더욱 가속화해야 한다는 주문이다. 정부도 재생에너지 확대 정책에 따라 태양광 발전 보급 노력을 지속하고 있다.

그러나 제조원가 경쟁력 면에서 값싼 부지와 대규모 생산 능력, 밸류체인을 보유한 중국에 뒤처졌다. 중국은 2023년 태양광 웨이퍼의 98%, 셀의 92%, 모듈의 85%를 생산하여 전 세계 태양광 모듈 시장의 대부분을 차지하고 있다.

반면에 한국은 태양광 발전 사업 분야의 경우 수천 개의 중소 사업자가 참여하는 분산형 구조를 구축하고 있다. 제조 분야는 일부 기업만이 시장에 진출하고 있다. 예를 들어 OCI가 태양전지용 폴리실리콘 분야에서 한때 글로벌 시장 점유율 1위를 기록했으나 중국의 부상으로 사업 규모를 축소했다. 다만 한화솔루션(Q셀)은 태양전지·모듈 분야에서 여전히 글로벌 선도 기업 중 하나로 부상하고 있다.

글로벌 공급망이 중국에 집중된 상황에서 국내 태양광 발전 기업들은 가격 경쟁력 압박과 미국·유럽연합(EU)의 현지화 요구 등 도전에 직면하고 있다. 이에 정부는 국산 제품을 사용 할 경우 인센티브 부여, 태양광 모듈 탄소 인증제 도입 등 국내 산업 기반을 보호하기 위해 다양한 노력을 하고 있다. 2023년엔 ‘신재생에너지공급인증서(REC) 가격 정산 제도’를 개편, 가격을 안정화함에 따라 민간 투자 여건이 개선되었다.

그 결과 2023년 기준 국내 태양광 누적 설치 용량은 약 23.9GW로 2030년 목표치인 46.5GW의 절반 이상에 해당하는 규모다. 그러나 2024년 전체 전력 중 풍력을 포함한 태양광 발전 비중은 약 6%로 글로벌 평균(12%)의 절반 수준에 불과하다. 2023년 기준으로 전체 발전량 대비 재생에너지 비중도 9.64%로 글로벌 평균(30.25%)은 물론, 경제협력개발기구(OECD, 33.49%)에 비해서도 크게 낮은 수준이다.

그럼에도 향후 국내 태양광 발전 단가의 지속적인 하락으로 보급 속도가 가속화될 전망이다. 미국 로렌스버클리국립연구소(LBNL)에 따르면, 2023 년 한국 대형 태양광 발전의 균등화발전단가는 MWh당 66~68달러로 원자력(62달러)과 비슷한 수준이다. 이는 향후 추가 하락할 전망이다.

한국의 대규모 태양광 발전 균등화 발전단가는 2030년 MWh당 약 48달러까지 하락할 것으로 예측된다. 이는 국내 모든 발전원 중 최저가로 인정된다. 이에 비해 원자력의 균등화발전단가는 사회적 비용을 제외하면 MWh당 50달러, 이를 포함할 경우 MWh당 60달러다. “태양광은 발전 비중이 높아지면서 학습 효과가 발생하여 균등화발전단가가 추가 하락할 가능성이 높다”는 예상이다.

이에 정부는 다른 국가에 비해 낮은 일사량과 높은 태양광 모듈 제조원가 등 불리한 사업 여건 속에서 고효율·차세대 기술을 개발, 보급하는 방식으로 돌파구를 모색하고 있다. 특히 일사량의 한계를 극복하기 위해 부유식·수상형·건물형 등 다양한 설치 방식을 모색하는 한편, 박막형·양면형 모듈 등 발전량 극대화를 위한 기술 개발에도 박차를 가하고 있다.

한국 연구진은 차세대 태양전지로 주목받는 ‘페로브스카이트’ 태양전지 분야에서 기존 실리콘 전지(24~25%)보다 높은 효율(26.25%)의 셀을 개발하고 있다. ‘페로브스카이트’ 태양전지는 가볍고 유연하며 제작 비용이 낮다. 향후 건물 일체형 태양전지(BIPV)나 자동차·드론 탑재용 전지 등으로 활용 범위가 확대될 것으로 기대된다.

KB금융은 “기후변화 리스크의 자산 포트폴리오 반영과 선제적인 규제 대응을 위해 재생에너지 분야 투자는 필수적이며, 에너지 시장 주도 분야에 대한 선점 투자로 수익 창출 기회도 확보할 수있다”면서 “특히 ESG 투자와 녹색금융의 성장으로 태양에너지 및 재생에너지가 지속가능한 투자처로서 각광을 받고 있다”고 강조했다.

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