[인더스트리뉴스 정한교 기자] 국내 BIPV 산업이 시장 활성화를 위한 본격적인 태동에 들어갔다. 제로에너지빌딩 의무화의 원년인 2020년에 들어서며, 그동안 태양광 메이저(Major) 시장 진입에 부침을 겪던 BIPV가 비상을 시작하고 있는 것이다.

‘건물일체형태양광(Building Integrated Photovoltaic System, BIPV)’ 시스템은 건축물의 지붕이나 외벽, 유리창 등에 사용되던 일반 건축외장재를 대체하는 태양광발전 시스템이다. 한정된 면적, 난개발 문제 등 국내 지리적 문제를 해결하는 태양광 특화산업으로, 일찍부터 스마트시티 구현의 핵심기술로 주목받아왔다.

이에 미래 태양광 산업을 이끌 주자로 다양한 기업들이 건축외장재 기능을 더한 BIPV 모듈을 공급했지만, 정부의 미비한 정책지원과 건축외장재로써 부족한 제품성능 등으로 인해 주목도에 비한 성장세를 보이진 못해왔다.

제로에너지빌딩 의무화, BIPV 성장 도화선

이러한 BIPV 시장에 변화의 바람이 불기 시작한 건 제로에너지빌딩 의무화의 원년인 2020년도에 들어서면서부터다. 지난 2014년 7월 작성된 ‘제로에너지건축 국가 로드맵’은 이후 관련 법령 개정을 통해 제도적 기반이 마련됐고, 정부는 2020년부터 본격적인 제도 시행에 들어갔다.

제로에너지빌딩(Zero Energy Building)은 녹색건축물 조성지원법에 ‘건축물에 필요한 에너지 부하를 최소화하고, 신재생에너지를 활용해 에너지 소요량을 최소화하는 녹색건축물’이라고 정의돼 있다. 에너지 소비를 최소화하기 위해선 단열재, 이중창 등을 적용해 건물 외피를 통해 외부로 손실되는 에너지양 최소화, 태양광·지열 등 신재생에너지를 활용해 건물에서 사용되는 에너지를 충당하는 등의 방안을 시행해야 한다.

정부는 이러한 제로에너지빌딩을 2020년부터 건축연면적 1000㎡ 이상 공공건축물을 대상으로 신·증축, 또는 개축 시 의무적으로 예상에너지 사용량의 일정비율 이상을 신재생에너지로 공급하도록 했다. 공급의무비율은 2016년 18%에서 매 2년 주기로 단열기준을 강화해 올해 30%까지 확대된다.

정부는 기존 단위 건물을 대상으로 제로에너지화를 추진하던 방식을 지구단위 및 도시단위 규모로 확대할 방침이다. 아울러 2025년 500㎡ 이상 공공건축물, 1,000㎡ 이상 민간건축물 및 30세대 이상 공동주택까지 의무화 대상으로 확대한다. 2030년이면 연면적 500㎡ 이상 민간 및 공공 모든 신축 건축물로 확대 시행된다.

2026년 BIPV 세계 시장, 76억 달러 성장 전망

이를 통해 BIPV 시장의 폭발적인 성장을 예상할 수 있다. 신재생에너지 30% 공급의무비율을 충족시키기 위해선 BIPV 설치가 필수적이기 때문이다. 정부도 이러한 상황에 발맞춰 지난해부터 BIPV 정책지원 폭을 넓히며, 시장의 올바른 성장을 지원하고 있다.

LG전자 BS사업본부 솔라연구개발담당 김화년 연구위원은 “여러 신재생에너지원 중 제로에너지빌딩 사용에 주로 거론되는 지열의 경우 2018년 발생한 포항 지진사태 이후 안전성에 의문이 제기되는 상황”이라며, “연료전지의 경우 지속적으로 연료를 공급해야 하는 관리와 비용의 문제가 발생”이라고 말했다.

이어 김 연구위원은 “이러한 신재생에너지 설치환경과 에너지원별 특성을 감안했을 때 빌딩이 밀집한 도심이 많은 우리나라의 특성상 건물 자체적으로 에너지를 생산하는 신재생에너지원에 대한 니즈(Needs)가 지속적으로 커질 것”이라고 덧붙였다.

이러한 니즈의 방증으로 도심 속 건물 옥상에 일반 PV 모듈 태양광발전소를 구축한 모습을 심심치 않게 볼 수 있다. 하지만 점차 고층화되는 건물로 인해 옥상태양광발전소만으로는 에너지 자립률을 충족시키기엔 턱없이 부족한 수준이다. 결국 공급의무화비율 30%를 충족시키기 위해선 건물 외벽, 창문 등으로 눈을 돌릴 수밖에 없는 상황이다.

신성이엔지 기술연구소 응용연구팀 민용기 팀장은 “태양광발전 설치가 가능한 건물의 외부 면적을 10으로 보면, 옥상이 1, 창호가 4, 외벽이 5”라며, “건물 외부 면적에서 가장 큰 비중을 차지하는 부분은 외벽이므로 이 외벽을 활용해야 한다”고 설명했다.

BIPV에 대한 성장 전망은 비단 우리나라뿐만이 아니다. 중소벤처기업부가 발표한 자료에 따르면, 2017년 550MW, 10억 달러 규모였던 세계 BIPV 시장은 2022년이면 2,140MW, 34억 달러 규모, 2026년에는 5,587MW, 76억 달러 규모까지 성장할 것으로 전망된다.

에스케이솔라에너지 기술연구소 조성배 차장은 “미국이나 유럽과 같은 BIPV 선도국들은 진화되고 세련된 설계능력을 통해 다양한 형태로 고르게 성장하는 반면, 한국과 중국 등의 후발 주자의 경우 주로 설치공간 확보가 용이한 입면과 글라스 형태를 중심으로 시장이 형성되고 있다”며, “점차적으로 옥상, 또는 지붕형태양광발전소에서 글라스타입 형태로 넘어가는 추세이며, 2025년 전후로는 글라스타입이 지붕타입의 점유율을 앞지를 것으로 전망된다”고 설명했다.

BIPV, 건축외장재로의 진화

태양광 산업이 성장하면서 설비용량이 증가함에 따라 소위 ‘규모의 경제’가 적용되며, 국내외를 대표하는 대기업들이 전체 시장을 주도하고 있다. 그러나 BIPV 시장은 이러한 규모의 경제가 적용되기 힘든 산업으로 알려져 왔다. 다양한 설치형태가 적용되는 건물의 특성상 설치형태에 맞춘 다품종 소량생산 제작이 많기 때문이다.

또한, BIPV는 태양광 특화산업이라고 불릴 만큼 높은 기술력을 요구한다. 쉬이 기업의 진입을 허락하지 않는다. 이에 그동안 국내 BIPV 시장에는 비교적 규모는 작지만, 기술력을 보유한 BIPV 전문 제조기업들이 시장을 주도해왔다. 이들은 BIPV 시장 성장을 위해 다양한 노력을 기울이며, 제품성능 향상을 위한 기술개발을 진행했다.

어두운 청색 계열의 일반 PV 모듈을 그대로 사용한 이전의 BIPV 모듈이 건축업계에서 외면 받으면서 제조기업들은 일반 건축외장재와 비교해도 손색없는 제품개발에 몰두했고, 다양한 형태, 소재, 색상을 입힌 BIPV 모듈을 시장에 선보이고 있다. 발전량 감소를 최소화하면서 심미성을 향상시킨 컬러 BIPV 모듈, 일반 건축외장재와 비슷한 질감을 구현한 BIPV 모듈 등이 속속 모습을 드러내고 있는 것이다.

BIPV에 대한 명확한 기준 마련 시급

BIPV 시장을 활성화할 수 있는 다양한 요인이 갖춰진 상황이지만, 우려의 목소리도 존재한다. BIPV 산업에 적용되는 높은 기술 숙련도에 비해 산업을 뒷받침할 기준들이 제대로 갖춰지지 않았다는 지적이다. 특히, BIPV 정의에 대한 모호한 기준을 하루 빨리 정립해야 한다는 지적이 많았다.

LG전자 BS사업본부 솔라연구개발담당 홍창직 상무는 “설치지원금 지원, 혹은 우선 지원 등과 같은 정책도 좋겠지만, BIPV가 무엇을 말하는지에 대한 정의도 불분명한 상태에서 이러한 정책지원은 혼선만 빚을 우려가 있다”며, “현재 공공건축물에 설치된 태양광 설치형태, 발전용량, 운영 현황, 실효성, 실제 설치비용, 향후 설치 가능 건물과 용량 등에 대한 정확한 실태조사를 바탕으로 각 건물의 특성에 맞는 정책을 수립해야 할 것”이라고 말했다.

이어 홍창직 상무는 “BIPV는 태양광 설비가 아닌 건축외장재”라며, “BIPV와 일반 태양광에 대한 정의가 명확해야 표준화가 가능할 것이며, 설치형태에 따라 시험해야 할 항목이 달라질 것이므로 인증도 올바르게 제정될 것”이라고 덧붙였다.

BIPV는 전기 분야와 건설 분야를 아우르는 산업이다. 어느 한쪽의 성향에 맞춰 사업을 진행하기란 매우 어려운 일이다. 하지만 정부의 정책지원은 일반 태양광발전 기준에 맞춰 진행되다보니 BIPV 시장과 엇박자를 내고 있는 상황이다. 장기간 진행되는 건설현장의 루틴(Routine)을 따라가야 하는 BIPV의 사업지원 신청기간이 턱없이 짧다는 지적도 이어졌다.

이에 대해 세종인터내셔널 김철호 대표는 “제로에너지빌딩 의무화가 시행됐지만, 건축 현장에서는 매우 혼란스러운 모습”이라며, “건축 설계 단계에서 조차 BIPV와 BAPV를 혼돈하고 있으며, 설계 후 공정과정에서도 전기분야와 건축분야의 감리가 어려움을 겪고 있다”고 말했다.

현재 기업들이 가장 고충을 토로하는 부분이 바로 BIPV에 대한 정의이다. 건물부착형태양광발전시스템(BAPV) 등 다양한 태양광발전 형태가 공존하는 상황에서 BIPV에 대한 명확한 정의가 없다면, 제대로 산업이 발전할 수 없다는 지적이다.

한국건물태양광협회 김병철 회장은 “BIPV에 대한 정의, 표준화가 돼있지 않으니 너도나도 BIPV라고 해대는 상황”이라며, “벽에 구조물을 설치하고 모듈을 대충 고정한 것만으로 BIPV라고 승인된 사례가 있을 만큼 제도가 허술한 상태”라고 설명했다.

건축외장재로써의 가치를 지닌 BIPV가 아닌, 현재의 모호한 기준에만 맞춘 형태의 제품들이 BIPV라는 이름으로 설치되고 있는 것이다. 이러한 현상으로 인해 발생한 피해는 고스란히 소비자에게 돌아간다. 이는 BIPV에 대한 부정적인 인식만 심어주는 계기가 될 것이고, 점차 확산된 인식은 자칫 시장 전체를 죽이는 결과를 불러올 수도 있다. 제로에너지빌딩 의무화 시행대상은 점차 범위를 넓혀가는 상황에서 정작 건물의 에너지 자립률을 도울 BIPV는 시장에서 사라지는 것이다.

에스케이솔라에너지 기술연구소 조성배 차장은 “국가 정책에 따라 의무화 가점이나 지원사업의 가중치 등을 부여하고 있지만, 실제 시장의 주요 니즈는 건물과 부합하는 디자인이나 적용 건축에 적합한 단열, 차양, 차음 등의 성능을 만족할 수 있는 부분”이라며, “같은 BIPV 모델이라도 제품 및 시스템의 단가차이가 매우 높은 편이기에 기존의 의무화나 지원제도를 단순히 BIPV, BAPV로 구분할 것이 아니라 디자인적 요소가 적용된 제품 및 시스템의 등급과 성능, 기능성 제품들의 등급을 구분해 지원 가능한 정책 등의 제도가 필요하다”고 강조했다.

현재 BIPV 제품에 적용되는 KS 인증에 대한 지적도 이어졌다. BIPV가 가진 다양성을 수용하지 못하는 KS 인증이 진행된다는 지적이다. 에스지에너지 이진섭 대표는 “BIPV는 건설현장 공사기간에 맞춰 단기간에 납품을 진행해야 하는 건축외장재”라며, “인증서를 발급받는 기간으로 인해 공사기간이 지연될 수도 있기 때문에 현재의 인증기준안보다 좀더 BIPV 특성 및 시장상황을 고려한 인증기준안으로 개선돼야 할 것”이라고 지적했다.

세종인터내셔널 김철호 대표는 “국내 BIPV 기업들의 가장 큰 애로사항은 KS C8577 인증”이라며, “KS 61215 및 KS C8577 인증을 받아야만 BIPV 인증서를 받을 수 있기 때문에 공공건축물에서 신재생에너지 의무화로 인해 BIPV 제품으로 설계를 하려고 해도 국내에 인증 제품이 전무한 상태”라고 설명했다.

이어 김철호 대표는 “BIPV 제품의 KS 인증을 받기 위해서는 모듈 제조설비에 대한 공장 심사뿐만 아니라 BIPV 모듈에 대한 KS를 별도로 받아야 한다”며, “BIPV 시장의 성장을 가로막는 가장 큰 장벽이 바로 인증”이라고 밝혔다.

실제 현장에서 활약할 전문가도 턱없이 부족한 상황이다. BIPV는 전기적 성능과 함께 건축적 성능을 갖는 ‘태양광 건축자재’이다. 두 분야를 동시에 설계, 시공할 수 있는 전문가가 필요하다.

BIPV는 소비재가 아닌 생산재

제로에너지빌딩 의무화로 인해 그동안의 건물들은 에너지를 저장(Saving)하고 소비하는데 초점을 맞췄다면, 앞으로의 건물은 자체적으로 에너지를 생산(Production)해 소비하는데 초점을 맞출 전망이다. 이를 위해 건물을 이루는 구성 단계부터 달라져야 한다. 일반적인 건축외장재로 튼튼한 집을 짓기만 하던 시대는 앞으로 먼 과거의 일이 되는 것이다.

건물의 표면을 구성하는 다양한 일반 건축외장재들은 값싼 소재부터 값비싼 고급 외장재까지 소재에 따라 다양한 설치비용을 고민할 수 있는 선택의 폭을 제공한다. 그동안 BIPV가 건축업계에서 외면 받던 이유 중 하나가 바로 이 설치비용의 선택이다. 값비싼 일반 건축외장재와 비교해도 가격적인 부분에서 경쟁력을 가져올 수 없었기 때문이다.

신성이엔지 민용기 팀장은 “BIPV는 다양한 기능과 함께 태양광발전 및 건축외장재의 역할을 수행”이라며, “일반적인 태양광 모듈과는 다른 제작 기법 및 자재들이 사용되며, 이는 가격 상승으로 이어진다”고 답했다.

BIPV는 기존의 태양전지를 인터그레이션(integration)했기 때문에 일반 건축외장재와 절대적인 가격경쟁력 측면에서 우위를 가진다는 것은 불가능하다. 이에 현재 건설업계에서는 정부의 지원정책이 아니면 BIPV 사용을 기피하려는 경향이 강하다. 업계 관계자들은 이를 인식의 차이에서 발생하는 문제라고 지적했다. 국내 에너지업계는 BIPV를 건축외장재로 판단하는 반면, 건설업계는 태양전지 모듈로 인식하기 때문이라는 것이다.

LG전자 홍창직 상무는 “건설업계는 건축에서 사용하기엔 다른 건축외장재 대비 너무 비싸다는 이유로 정부 규제가 아니면 잘 사용하지 않으려고 한다”며, “유럽 등 BIPV가 활성화된 국가에선 BIPV를 전기생산기능이 있는 기능성외장재 정도로 취급을 하고 있을 만큼 아주 일반적인 외장재”라고 설명했다.

이어 홍창직 상무는 “일반 건축외장재는 소비재인 반면, BIPV는 생산재”라며, “일반적으로 약 20년의 수명을 가진 BIPV는 설치된 순간부터 수명이 다할 때까지 전기를 생산하기 때문에 직, 간접적으로 건물의 전기에너지를 충당해 준다”고 강조했다.

단순히 초기 설치비용만을 놓고 일반 건축외장재와 BIPV의 가격경쟁력을 비교해선 안 된다는 설명이다. 일반 건축외장재를 예로 들어보자. 시멘트, 벽돌 등 기본적인 건축외장재가 있는 반면, 내구성 및 내수성이 높은 세라믹 사이딩, 변형 유지보수가 좋은 외부데크 등은 값비싼 소재도 존재한다. 소비자들은 이를 통해 기회비용을 얻는 것이다. 세라믹 사이딩, 외부데크 등을 선택함으로써 향후 발생할 수 있는 유지보수에 대한 비용을 절감할 수 있기 때문이다.

BIPV도 이러한 측면에서 바라봐야 한다. 오히려 기존의 고급 외장재 대비 더욱 많은 기회비용을 제공할 수 있다. BIPV는 손익분기점(Break-even point, BEP) 관점에서 바라봐야 하는 것이다. 일반적인 외장재는 설치 이후 어떠한 BEP도 발생하지 않지만, BIPV는 지속적으로 에너지를 생산하기 때문에 약 20년간의 기간 동안 발생하는 BEP를 고려해야 한다.

파리 기후변화 협정 이후, 세계 각국은 이산화탄소 발생량 감소를 위한 노력을 기울이고 있다. 우리나라 역시 이에 동참, 재생에너지 3020부터 그린뉴딜에 이르기까지 다양한 정책이 추진되고 있다. 제로에너지빌딩 의무화 역시 이러한 움직임의 일환으로, 이산화탄소 저감의 핵심적인 역할을 수행할 것으로 기대를 모으고 있다. 건축물은 전 세계적으로 가장 많은 에너지를 소비하는 분야로 알려져 있기 때문이다.

BIPV는 이러한 제로에너지빌딩을 실현할 수 있는 핵심 에너지원으로 주목받는 산업이다. 국내 BIPV 제조기업들은 이러한 시장 수요에 발맞춰 기술력 있는 고품질의 제품들을 선보이고 있다. 국내 BIPV 시장이 도약의 준비를 모두 끝마친 것이다. 이제는 BIPV 시장을 올바른 방향으로 인도할 선장의 역할이 중요해진 때이다.