최근 페로브스카이트 태양전지(PSC: Perovskite Solar Cells)가 태양광산업의 게임체인저로 주목받고 있다.
중국은 대규모 설비투자를 바탕으로 저가경쟁을 펼치며 글로벌 실리콘(Silicone) 태양전지 시장을 장악하고 있으며 미국과의 무역마찰 심화에도 투자를 계속하고 있다.
IEA(국제에너지기구)에 따르면, 글로벌 태양광 패널 공급능력은 중국의 투자 확대 영향으로 수요 대비 3배 수준인 1100GW에 달하는 공급과잉 상태이며, 태양광 패널 가격 역시 2028년까지 40% 폭락할 것으로 예상되고 있다.
론지, 모듈 생산능력 2026년 150GW로…
중국 태양전지(PV) 메이저 론지(LONGi)는 생산능력 확대를 지속하고 있다.
론지는 PV 모듈 생산능력을 2024년 120GW에서 2026년 150GW로 확대하며 PV 뒷면에 전극을 설계하는 BC(Back-Contact) 라인업을 주력으로 공세를 강화할 방침이다.
BC의 발전성능을 활용하면 수요기업이 요구하는 균등화 발전비용(LCOE) 감축을 달성할 수 있을 것으로 판단하고 2026년까지 BC 타입 PV 셀 생산능력을 100GW로 확대하는 방안을 검토하는 것으로 알려졌다.
론지는 생산능력이 2023년 말 기준 실리콘 웨이퍼 170GW, PV 셀 80GW, PV 모듈 120GW이며 2024년 출하량이 전년대비 증가한 것은 물론 성장률도 태양광산업 평균을 상회한 것으로 추정된다.
2024년 1분기에만 PV 모듈 출하량이 12.9GW로 전년동기대비 16.6% 급증한 것으로 집계됐으며 4분기까지 다양한 차세대 신제품 출시를 추진하며 라인업을 확장하고 있다.
차세대 신제품 공급 확대하며 동남아는 철수…
론지는 2024년 6월 불순물 흡수 효과 등을 갖춘 새로운 실리콘 웨이퍼를 양산화한 것으로 알려졌다.
최근에는 헤테로 접합(HJT: Heterojunction)과 TOPCon((Tunnel Oxide Passivated Contact) 등 고효율 PV 셀에 적용 가능한 웨이퍼 공급도 적극화하고 있으며 BC 타입 PV 모듈 생산도 추진하고 있다.
론지의 BC 모듈은 출력이 경쟁기업의 TOPCon 모듈에 비해 5% 이상 크기 때문에 발전소의 LCA(Life Cycle Assessment) 발전량을 6.5-8.0% 늘릴 수 있을 것으로 기대되고 있다.
론지는 증설을 통한 안정적인 공급체제를 확립과 동시에 연구개발(R&D)에도 주력할 방침이다.
BC 기술 라인업을 지속적으로 개선하고 HJT와 TOPCon을 조합한 탠덤(Tandem) 타입 등을 적극 개발할 뿐만 아니라 결정 실리콘과 페로브스카이트 탠덤전지는 변환효율 33.9% 달성을 목표로 상용화에 박차를 가할 계획이다.
다만, 태양광산업은 미국이 배터리에 이어 태양광 분야에서 중국에 대한 견제를 강화함에 따라 중국 메이저들이 대규모 설비의 가동을 중단할 가능성이 확대되고 있다.
중국 태양광 메이저들도 2024년 10월 저가경쟁 방지를 위한 협약을 체결 하는 등 시장의 수급 불균형을 주시하고 있다.
론지 역시 2024년 베트남 모듈 생산라인 5개를 모두 가동중단하고 말레이지아 공장도 가동을 중단한 것으로 알려졌다. 트리나솔라(Trina Solar) 역시 정기보수를 이유로 타이와 베트남 공장을 폐쇄했다.
PSC, 실리콘 이어 차세대 시장 견인
최근 주류인 실리콘 대신 차세대 태양전지 시장을 공략하기 위한 연구개발도 활발히 진행되고 있다.
한국화학연구원(KRICT)은 최근 200평방미터 이상 PSC 대면적 셀 생산 기술을 개발했으며 양산화를 추진하고 있다.
한국화학연구원과 유니테스트가 공동개발한 대면적 셀은 20.6%의 글로벌 공인 인증 효율을 달성해 중국이 보유하던 기존 최고 기록 19.2%를 경신했다.
유니테스트는 신기술을 토대로 유리창호형 PSC 사업화와 국내 자동차 메이저와 공동 개발한 반투명 PSC를 파노라믹 솔라루프에 장착하는 등 상용화를 본격 추진할 계획이며 실내용 PSC 양산을 목표로 설비를 건설하고 있는 것으로 알려졌다.
일본은 세키스이케미칼(Sekisui Chemical)이 박막형 필름 PSC 양산을 준비하고 있다.
세키스이케미칼은 글로벌 톱티어 LC(Liquid Crystal) 봉지재와 자동차용 접합유리용 중간막 사업에서 축적한 봉지·성막 기술력을 무기로 빠르게 필름형 PSC를 출시해 판매량을 확보함으로써 사실상 표준을 확립할 계획이다.
중국도 뛰어들며 PSC 양산화 “시간싸움”
세키스이케미칼이 개발하고 있는 필름형 PSC는 유연하고 가벼우면서 기존 태양전지를 설치하기 어려운 건물 외벽과 기둥, 곡선형 지붕 등에 적용할 수 있는 점이 특징이며 차세대 태양전지로 기대를 모아 일본 정부의 지원 등에 힘입어 구체화하고 있다.
세키스이케미칼은 폭 30센티미터 롤투롤(R2R) 생산 기술을 적용할 예정이며 발전효율 15%에 내구도 10년 수준으로 상업화하기 위해 투자계획을 검토 중이며 2025년 폭 1미터 기술을 확립해 양산화할 방침이다.
기존 일본 사업장 뿐만 아니라 최적의 입지를 고려한 공장을 건설할 계획이며 장기적으로 증설 가능한 입지를 곧 선정·결정할 예정인 것으로 알려졌다.
일본 정부는 일본기업·기술이 글로벌 시장을 석권하는데 협력하고 있으며 기술개발 지원 뿐만 아니라 생산체제 정비, 도입목표 설정을 통한 수요 창출 등 지원을 강화할 방침이다.
상용화를 위한 실증시험도 확대되고 있다. 도쿄도(Tokyo) 지방자치단체, 코스모오일(Cosmo Oil) 등과 공동으로 내하중이 작은 장소와 수직곡면설비에 대한 시공법 검증, 발전 데이터 측정 등을 진행 중인 것으로 알려졌다.
세키스이케미칼은 발전효율 20%, 내구도 20년 수준의 PSC 출시도 추진해 시장형성을 선도할 방침이다
일본은 PSC의 주원료인 요소 생산량이 글로벌 2위로 공급망을 자국에서 확보할 수 있는 메리트가 있으며 경제안보적 측면에서도 PSC를 높게 평가하고 있다.
중국기업들도 개발을 추진하고 있어 경쟁이 격화되는 가운데 조기 상업화와 판매량 축적 등을 통해 시장을 선도하기 위해서는 양산체제 정비가 관건이될 것으로 판단된다..
한화솔루션, IRA 활용해 공세 강화
한화솔루션은 중국 태양광 구조조정을 기회로 산업용은 물론 미국 연방 조달 시장에서도 공세를 강화하고 있다.
한화큐셀은 미국 모듈 생산능력을 8.4GW로 확대했으며 2025년부터 약 1조원의 인플레이션 감축법(IRA) AMPC(첨단세액공제) 혜택을 얻을 것으로 기대하고 있다.
4월에는 자회사 인에이블(Enable)을 통해 미국 에너지 인프라 전문 사모펀드 TGC(True Green Capital Management)와 태양광 모듈 총 450MW 공급계약을 수주했으며 5월에는 50MW의 태양광 모듈과 200MWh 용량의 ESS(에너지저장장치)로 이루어진 캘리포니아 태양광 복합단지를 상업가동했다.
생산한 전력은 글로벌 빅테크 메타(Meta)에 공급할 예정이다.
아울러 큐트론(Q.TRON) 시리즈를 필두로 모듈 4종은 미국 전자·전기제품에 대한 글로벌 환경평가 제도인 EPEAT(Electronic Product Environmental Assessment Tool) 브론즈 친환경 인증을 획득해 연방 조달시장에서 차별적 지위를 확보한 것으로 평가된다.
특히, 미국 환경보호국(EPA)은 연방정부가 EPEAT 인증제품만 조달할 수 있도록 제한하고 있다. (윤우성 선임기자 : yys@chemlocus.com)
<화학저널 2025년 01월 13일>
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