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LG는 왜 철수했을까? 우리나라 태양광 기술, 산업의 미래는?

  • 작성일 2022.04.19
  • 조회수 5680

LG전자, 태양광패널사업 종료 LG전자(www.lge.co.kr)가 선택과 집중을 통해 핵심사업과 미래준비에 집중하기 위해 태양광 셀 및 모듈(이하 태양광패널) 사업을 종료한다. LG전자는 그간 태양광패널사업의 방향성을 놓고 지속적으로 검토해 왔으며 2월22일 열린 이사회에서 오는 6월30일자로 태양광패널사업을 종료키로 결정했다고 밝혔다. LG전자는 지난 2010년 태양광패널사업을 시작 www.kharn.kr

2022년 2월 23일, LG전자는 12년 동안 운영해온 태양광 사업에서 철수하겠다는 결정을 발표하였습니다. 정부가 2050 탄소중립 시나리오를 통해 2050년까지 탄소 배출량 제로를 선언한 가운데, 신재생에너지 분야의 큰 축을 이루고 있는 태양광 사업에서 LG전자가 철수한다는 소식은 큰 충격으로 다가왔는데요. 태양광 기술과 산업의 세계적인 현황을 알아보고, 다른 우리나라의 기업과 한국에너지기술연구원은 태양광의 미래를 어떻게 준비하고 있는지 한번 알아보겠습니다.

태양광 제품의 구성

태양전지(셀, Cell)는 태양의 빛 에너지를 전기 에너지로 만드는 태양광 발전 시스템의 가장 기본 단위입니다. 태양전지는 반도체를 빛에 노출시키면 전자가 튀어나오는 ‘광전효과’를 이용하여 전기를 생산하게 되죠. 여러 개의 셀을 연결하여 일정한 전압과 전류를 발생시키는 장치를 모듈(Module) 혹은 패널(Panel)이라고 부르는데요. 셀을 틀 안에 배열한 모듈은 우리가 알고 있는 커다란 태양전지판의 모습을 하고 있습니다. 여기에 직류를 교류로 전환시켜주는 인버터(Inverter), 태양광 발전의 불안정성을 보완해주는 전력 저장장치(ESS, Energy Storage System)과 그리고 시스템을 운영할 수 있는 소프트웨어를 더해 하나의 ‘태양광 발전 시스템’이 구성됩니다.

태양전지의 기본 단위가 되는 셀. Cell

태양광 산업의 구조

태양전지는 재료의 특성에 따라 실리콘(Si) 계통, 화합물 반도체(갈륨, 비소 등) 계통, 신물질(페브로스카이트 구조 등) 계통으로 구분할 수 있습니다. 이중에서 현재 생산단가와 발전량을 고려한 경제적인 이유로 실리콘이 가장 많이 사용되고 있는데요. 실리콘을 화학적으로 처리하여 고순도 다결정 상태로 만든 것을 폴리실리콘(Polycilicon)이라고 부르며 태양전지의 주 재료가 됩니다. 폴리실리콘을 고온에서 녹여서 기둥 형태로 된 잉곳(Ingot)을 만들고, 잉곳을 다이아몬트 톱을 이용해 균일한 두께로 잘라서 판 형태의 웨이퍼(Wafer)로 가공한 후 이것으로 셀을 만듭니다. 폴리실리콘, 잉곳, 웨이퍼, 셀, 모듈, 그리고 이들을 조합한 태양광 발전시스템이 태양광 산업의 밸류 체인(Value Chain)을 구성하고 있습니다.

폴리실리콘을 기둥형태로 만든 잉곳(Ingot)

태양광 산업을 주도하는 중국과 고전하는 한국 기업

현재 세계적으로 태양광 산업은 중국 기업들이 장악하고 있습니다. 중국 기업들은 실리콘을 기반으로 한 태양광 산업에서 밸류 체인 수직계열화를 통해 경쟁력을 확보하고, 기술력과 생산량에서 모두 앞서가는 상황입니다. 때문에 태양광 사업에 뛰어들었던 몇몇 우리나라 기업들은 사업성 악화로 인해 뜻을 굽혀야 했습니다. 태양광 모듈을 보호하는 에틸렌 비닐아세테이트(EVA) 시트 사업을 해오던 SKC 그룹은, LG전자보다 앞선 지난 2020년 시장에서 철수한 바 있습니다. 잉곳과 웨이퍼를 생산하던 웅진에너지는 2020년에 상장폐지 되었습니다. LG전자는 N타입, 양면형 등 고효율 태양광 모듈 기술을 보유했지만, 중국 기업들이 빠르게 기술력을 확보하고, 중국 정부 지원에 힘입은 저가공세를 시작되면서 결국 사업 철수를 결정하게 되었습니다.

중국의 태양전지 패널 생산공장

미래를 위해 전진하는 우리나라 기업들

하지만 우리나라의 다른 태양광 기업들은 멈추지 않고 노력하고 있습니다. 국내 유일의 폴리실리콘 생산업체인 OCI는 작년에 폴리실리콘 가격 급등에 힘입어 흑자전환에 성공하고, 올해 물량공급 확대를 위해 생산라인 증설을 계획중입니다. 셀과 모듈 생산과 더불어 태양광 발전시스템 솔루션을 보유하고 있는 한화큐셀은 차세대·저탄소 기술 개발을 위해 공격적인 투자를 지속하고 있습니다. 지난해 고원가·저출력 모듈 판매로 흑자 달성에 성공한 현대에너지솔루션 역시 초고효율 태양광 제품으로 해외 시장에 도전할 예정입니다. 국내 반도체·디스플레이 클린룸 기업으로 성장하여 2008년부터 태양광사업에 뛰어든 신성이엔지는 앞으로 모듈 사업에 집중하기로 하고 고출력 태양광 모듈을 공개했습니다. 기존 실리콘 태양광 모듈에 비해 가볍고 유연한 CIGS 박막 태양광 모듈을 개발하고 있는 솔란드와 같은 중소기업도 계속 생겨나고 있습니다.

한국에너지기술연구원의 차세대 태양광 기술 개발

한국에너지기술연구원은 실리콘 태양전지 시대 이후의 차세대 태양광 기술 개발에 집중하고 있으며, 그 방향은 크게 4가지로 볼 수 있습니다.

첫째, 태양전지 효율과 안정성 높이는 기술

차세대 ‘탠덤 태양전지’, 효율·안정성 확 올라간다 ENERGIUM | KIER소식 > KIER 뉴스 > 보도자료 작성일 2022.02.16 조회수 40834 - 고효율 탠덤 태양전지 구현을 위한 페로브스카이트 소자용 자기조립단분자막 기반의 정공수송물질 개발 - 페로브스카이트 태양전지 효율  안정성 향상 및 다중접합태양전지 적용 확대 예상 - Advanced Energy Materials(IF 29.368) 1 월 표지논문 장식 □ 태양전지의 한계 효율을 극복하기 위해 ‘ 탠덤 태양전지 ’ 에 대한 연구가 활발하다 . 탠덤 태양전지는 빛의 이용률을 높이기 위해 두 개의 서로 다른 에너지 흡수대 ( 밴드갭 ) 를 가진 태양전지를 적층한 기술로 ... energium.kier.re.kr

둘째, 태양전지의 단가를 낮추는 기술

역발상이 태양전지 제조단가 절반으로 낮춰 ENERGIUM | KIER소식 > KIER 뉴스 > 보도자료 작성일 2021.11.11 조회수 2688 - 역발상 기술로 실리콘 웨이퍼 제조기술 혁신 - 실리콘 웨이퍼 제조 , 결함 역이용해 재료 손실 없앴다 . - 절취선을 따라 간편하게 떼어내듯이 단결정 실리콘 웨이퍼를 박리하여 제조 - 나노다공구조를 제어하여 원재료 낭비 없이 완전 상향식 방법으로 단결정 실리콘 성장 - 재료과학분야 저명 학술지 ‘Advanced Materials' 紙 10 월 14 일자 표지논문 게재 □ 국내 연구진이 역발상을 통해 실리콘 태양전지 및 반도체소자의 핵심 소재인 단결정 실리콘 웨이퍼를 원재료의 낭비 없이 ... energium.kier.re.kr

셋째, 새로운 기능을 지닌 차세대 태양전지 기술

에너지연, 차세대 투명 태양전지로 탄소중립사회 구현 ENERGIUM | KIER소식 > KIER 뉴스 > 보도자료 작성일 2021.02.04 조회수 7765 - 태양빛으로 전기를 생산하고 시각적인 투광성도 함께 구현하는 미래형 에너지하베스팅 투명 태양전지 기술개발 - 차세대 투명 태양전지기술 , 재료과학분야 저명학술지 ‘Nano Energy‘ 게재 □ 2050 탄소중립 사회구현을 위한 에너지 전환과 그린뉴딜 추진의 핵심과제로 재생에너지 확대 노력이 가속화되고 있는 가운데 차세대 고부가가치 태양광 분야에 적용할 수 있는 미래형 에너지하베스팅 * 태양전지 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다 . * 에너지하베스팅 (energy harvesting)... energium.kier.re.kr

넷째, 태양광 패널 재활용 기술

에너지연, 태양광 폐패널 순환경제 인프라 구축에 앞장서 ENERGIUM | KIER소식 > KIER 뉴스 > 보도자료 작성일 2021.08.19 조회수 3088 - 탄소중립에 필수인 태양광과 순환경제 , 두 마리 토끼를 한 번에 ... - 소모에너지를 추가로 대폭 줄인 태양광 폐패널 저비용 재활용 기술 개발 - 태양광 폐패널 재활용 기술 ㈜ 에이치에스티에 이전 ... 사업화 고삐 당겨 ■ 한국에너지기술연구원 ( 원장 김종남 ) 변환저장소재연구실 이진석 박사 연구진이 수명을 다한 태양광 폐패널을 재활용하고 , 더 나아가 회수한 소재로 고효율의 태양전지를 만드는데 성공했다 . ■ 2020 년에 개발한 실험실 규모의 태양광 폐패널 재활용 기술 개발에 이... energium.kier.re.kr

을 함께 개발하고 있습니다.

또한 앞선 태양광 기술을 산업화할 수 있도록 기술이전을 통해 기업들에게 전하고 있으며, 우리나라의 태양광 기업들과 공동 연구개발을 통해 협력하고 있습니다.

에너지연, 현대에너지술루션(주)와 장비기증 협약 및 태양광 제품기술 연구개발 맞손 ENERGIUM | KIER소식 > KIER 뉴스 > 연구원뉴스 작성일 2021.03.30 조회수 6375 한국에너지기술연구원은 3 월 12 일 ( 금 ) 오후 1 시 30 분 대전 본원 에코빌딩 대회의실에서 현대에너지솔루션 ㈜ 과 ‘ 태양광 R&D 협력 및 장비 기증 협약식 ’ 을 가졌다 . 태양광 기술개발의 중추적인 역할을 담당하고 있는 에너지연은 지난해 한국판 뉴딜계획의 그린뉴딜 주요 과제 중 하나로 추진된 ‘ 태양광 양산성 검증과 차세대 기술개발을 위한 100 MW 급 파일럿 라인 기업 공동활용 연구센터 ( 이하 태양광기업 공동활용 연구센터 )’ 구축사업의 총괄 주관기관으로 선정된 바 있... energium.kier.re.kr

태양전지 제조단가를 낮추는 한국에너지기술연구원의 실리콘 웨이퍼 박리 기술

중국이 전세계적으로 태양광 산업을 좌우하는 상황에서도, 우리나라 태양광 사업은 아직 끝나지 않았습니다. 태양광 산업과 연관이 있는 반도체와 디스플레이 산업, 그리고 ICT산업의 기술력과 인프라가 뛰어난 우리나라의 장점이 존재하기 때문입니다. 태양광 산업은 탄소중립과 미래 생존을 위해 필수적인 산업이며 결코 포기해서는 안되는 영역입니다. ‘순간의 선택이 10년을 좌우합니다’라고 했던 과거 LG전자의 캐치프레이즈처럼, 태양광 산업의 미래를 준비하는 현재의 노력과 선택이 또 다른 10년을 좌우할 것입니다.

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