
일본‧중국 투자‧관리비 감축 주력 … RE100 확산으로 수요 급증
태양광 발전 보급이 확대되고 있다.
태양광 발전은 초기 투자비용과 유지관리 부담이 없는 태양광 발전 시스템을 도입한 PPA(전력판매계약) 모델 활용이 주목받고 있고 패널 생산기업들도 PPA 모델을 적용한 신제품 개발에 주력하고 있기 때문이다.
태양광 패널은 각종 코스트를 어느 정도로 감축할 수 있느냐가 보급을 좌우하고 있다.
일본에서는 재생에너지 조달을 위해 PPA를 활용하는 곳이 늘어나고 있다.
식품용기를 생산하는 일본 에프피코(FPCo)는 미쓰이플랜트시스템(Mitsui & Plant Systems)과 PPA를 체결하고 간토(Kanto)와 주부(Chubu) 소재 리사이클 공장에 태양광 발전설비를 도입함으로써 공장에서 사용하는 전력 전량을 재생에너지 조달로 전환했다. 앞으로 간사이(Kansai) 지역에도 태양광 발전을 도입할 계획이다.
JX금속(JX Nippon Mining & Metals)은 JX Metals Precision Technology의 가케가와(Kakegawa) 공장에 PPA 모델로 태양광 발전설비를 도입하고 발전사업자 HGE로부터 전력을 조달함으로써 이산화탄소(CO2) 배출량을 화석연료 베이스 전력 사용 시보다 약 630만톤 감축한 것으로 알려졌다.
일본은 사업장 사용 전력을 모두 재생에너지로 전환하는 RE100이나 SDGs(지속가능 개발목표) 달성을 위한 재생에너지 도입이 본격화되고 있어 지붕 등 여유공간에 PPA로 태양광 패널을 도입하는 사례가 늘어나고 있으며 패널 생산기업들은 채용 확대를 위해 PPA에 적합한 태양광 개발을 가속화하고 있다.
태양광 발전 도입을 검토할 때는 투입비용 대비 감축 효과가 가장 중요시되고 있다.
일부에서는 패널 변환효율이 같을 때 크기가 클수록 출력이 향상돼 케이블, 파워 컨디셔너 등 태양광 패널 외 주변기기(BOS) 코스트를 감축할 수 있다는 점에서 크기 확대에 주력하고 있으나 JA Solar는 일정 수준의 크기를 넘어서면 BOS 코스트 감축률이 떨어지는 점을 확인했다.
JA Solar가 182mm 태양광 셀로 BOS 코스트를 검증한 결과 72장을 실장한 태양광 패널은 BOS 코스트가 와트(W)당 0.047달러, 78장을 사용했을 때는 0.046달러로 크게 줄어들지 않았고 210mm 태양광 셀로 검증했을 때도 최대 크기인 66장일 때 0.046달러에 그쳤다.
특히, 크기가 커질수록 하중 리스크가 커지고 수송비 증가, 설치 장소에 대한 부담이 늘어나는 단점이 제기되고 있다.
중국 징코솔라(Jinko Solar)는 리스크를 줄이기 위해 182mm 태양광 셀을 주로 공급하고 있다.
지붕을 주요 설치 장소로 사용하는 PPA 모델은 한정된 장소에서 발전효율을 최대한 올리고 발전량을 장시간 유지할 것이 요구되고 있다.
신에츠케미칼(Shin-Etsu Chemical)로부터 갈륨 첨가 특허 라이선스를 취득해 세계 최초로 갈륨이 들어간 실리콘 웨이퍼를 182mm 태양광 셀에 응용함으로써 태양광의 최대 과제였던 광유기열화(LID) 문제를 개선한 것으로 알려졌다.
일반 태양광 패널보다 열화가 적게 제조해 제3기관을 통한 옥외실증 측정에서 우수한 발전성을 유지할 수 있음을 확인해 장수명화와 변환효율 향상 기술 개발을 추진하고 있다.
징코솔라는 경쟁기업보다 앞서 N형 실리콘으로 제조한 신규 태양광 패널로 30년 장기보증을 실현한 후 변환효율 개선에 주력하고 있다.
징코솔라는 전극배선 기술 개선, 소재 개량을 통해 2021년 10월 기준 세계 최고 변환효율인 25.4%를 달성했으며 실리콘계 태양전지 성능 개선에 총력을 기울이고 있다.
트리나솔라(Trina Solar)는 210mm 셀에 주력하고 있는 가운데 선택적 붕산 이미터와 대면적 터널링 산화규소 도입, 고효율 수소 수동태화 기술을 활용해 210mm TOPCon 태양광 셀에서 변환효율 25.5%로 세계 신기록을 달성했다.
트리나솔라는 대형 분야를 중심으로 수송법 개선을 통한 코스트다운을 적극화하고 있다.
컨테이너를 사용해 해외로 수송할 때 세로로 포장하는 방법을 고안함으로써 기존 가로형 포장에 비해 적재량을 10% 확대했으며 수송 코스트 절감 뿐만 아니라 해상수송에 따른 이산화탄소 배출량을 최대 8% 감축한 것으로 알려졌다. (강윤화 선임기자)
<화학저널 2022년 6월 27일>
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