태양광업계, 도태와 생존의 갈림길에 들어서다!

송 수 범 한국기업평가 AICPA/FRM 평가2실 수석연구원

태양광시장의 부활

2009년 성장 둔화로 시장 전반에 의구심 확산

2000년 이후 연평균 40%의 성장세를 보이던 세계 태양광발전시장(이하 태양광시장)은 2008년 하반기 세계 금융위기 발생 및 이에 따른 글로벌 경기 침체로 2009년에는 8%의 성장에 그쳤다. 이에 따라 과거부터 존재해온 태양광시장에 대한 의구심 -경제성과 지속가능성에 대한- 이 세계시장 전반에 확산되었으며, 이는 국내 업계도 마찬가지였다.

2010년 폭발적인 성장 및 경제성 상승

그러나 당초 우려와는 달리 2010년 세계 태양광시장은 16.5GW(태양전지 설치량 기준)로 2009년(7.3GW)에 비해 두 배 이상 성장하는 모습을 보였으며, 2011년 이후로도 약 25% 내외의 양호한 성장세가 이어질 것으로 전망된다. 2008년 3분기 와트(Watt)당 4달러 이상이었던 태양광 모듈 가격도 2010년에는 1/3수준인 1.3달러로 하락해, 정부의 보조금이 축소되더라도 충분한 수익을 창출할 수 있다는 자신감이 업계 전반에 확산되고 있다.

이러한 세계 태양광시장의 지속성장 전망 및 자체적인 경제성 상승은 2009년 어려움을 겪었던 국내 태양광업계에도 향후 성장성과 관련한 기대감을 갖기에 충분한 계기로 작용하고 있다. 실제로 폴리실리콘부터 태양전지 모듈까지 국내 태양광업계 전반은 2010년 하반기 이후 가격 상승에 따른 이익을 향유하고 있다.

2011년부터는 공급과잉 및 생산비용 하락으로 완전 경쟁시장 도래 전망

그러나 이러한 호조 속에서도 밸류 체인 전반에서 공급능력이 수요를 넘어선 가운데 선도업체 중심으로 생산비용이 빠르게 하락하고 있는 점에 주목할 필요가 있다. 현재의 호황은 최근까지 이루어진 세계적인 정책지원에 따른 인위적인 수요창출에 상당부분 기반하고 있기 때문이다. 2011년부터는 세계적으로 정책지원 폭이 축소되는 반면, 중국을 위시한 업계 전반의 공격적인 증설 지속으로 태양광산업에 완전 경쟁시장이 도래할 전망이다.

이에 따라 본 기사에서는 최근 태양광시장의 환경변화에 대한 전체적인 점검과 함께 개별 밸류 체인내 트렌드를 분석하고, 국내 업계가 직면한 주요 이슈에 대해 고찰해 보고자 한다.

세계 태양광산업의 동향 및 주요 흐름

2010년 세계 태양광시장은 2009년 대비 두 배 이상 성장

솔라앤에너지에 의하면, 세계 태양광시장은 2009년 7.3GW에서 2010년 16.5GW(태양전지 설치량 기준)로 약 130% 성장했다. 금액 기준으로는 약 310억달러에 이르며, 이는 2010년 세계 메모리반도체시장 규모를 상회하는 것이다. 이러한 2010년의 폭발적인 성장으로 2010년 말 세계 태양광시장 조사기관들은 2011년 세계시장 전망치를 15~21GW에서 20~26GW로 수정한 바 있다. 2011년 세계 태양광시장 규모는 전망기관별로 다소 상이하나, 2010년 대비 약 25% 증가한 20~22GW로 전망되며, 일부 기관에서는 27GW를 상회할 것으로 예측하고 있다.

2011년 상반기에는 유럽의 태양광 지원정책 축소(독일은 2011년 1월 1일자로 FIT(Feed In Tariff) 11% 삭감, 체코의 솔라세 신설, 프랑스는 2011년 3월까지 신규 태양광 프로젝트 중단) 등으로 시장 성장이 둔화될 전망이나, 하반기 이후로는 미국, 중국, 인도 등 신규 FIT 시행국가를 중심으로 본격적인 성장이 나타날 것으로 예상된다.

2010년 독일이 세계시장의 절반 이상 차지

2010년 세계 태양광 설치 현황을 국가별로 살펴보면, 독일은 선도적인 태양광발전 장려책을 바탕으로 8.5GW를 설치해 세계시장의 절반 이상을 차지했다. 독일에 이어 이탈리아·미국·일본·체코 등이 1GW를 상회하는 설치량을 기록했으며, 프랑스, 벨기에, 중국 등이 400~550 MW의 태양광발전을 설치했다. 한국은 137MW로 인도에 이어 11위(비중 0.8%)를 기록했다.

2011년에는 이탈리아·미국·프랑스·중국 등이 세계 태양광시장 성장을 견인할 전망이다. 국가별로는 이탈리아가 3.4GW로 2010년 대비 두 배 성장할 것으로 예상되며, 미국·프랑스·중국 등에서도 태양광발전 설치량이 2010년에 비해 두 배 가량 증가할 것으로 보인다. 이러한 신규 국가의 태양광시장 성장으로 2010년 기준 세계시장 중 94.5%에 이르던 상위 10개국 비중은 2011년에는 약 90%로 하락할 전망이다.

독일의 경우, 지속적인 보조금 축소 영향으로 2010년에 비해 감소한 7.6GW가 설치될 것으로 보이나 여전히 세계 최대 태양광시장으로서의 지위를 유지할 전망이다.

유럽에서 G2로 수요중심 이동

최근 세계 태양광시장의 수요중심은 내수시장이 상당부분 육성되어 지원정책을 점차 축소하고 있는 스페인·독일 등 유럽국가에서, 미국·중국 등 신규로 FIT를 시행하는 국가로 이동하고 있다.

스페인, 2008년 2.3GW에서 2009년 0.15GW로 대폭 감소

스페인은 적극적인 보조금 정책 시행을 바탕으로 2008년 태양광발전 신규 설치량 1위(2.3GW)를 차지하기도 했으나, 자체시장이 일정규모에 도달함에 따라 2008년 9월 신규 발전시설 상한선을 2008년 950MW에서 2009년 500MW로 대폭 축소(2010년 460MW로 추가 축소)했다. 이와 함께 FIT(발전차액지원금)도 2008년 대비 최대 27% 삭감함에 따라, 2009년 신규 설치량이 0.15GW로 대폭 감소해 세계 10위권 밖으로 밀려난 바 있다.

독일, 세계 최대의 태양광발전 국가로 성장, 최근 보조금 축소 추세

독일의 경우, 신재생에너지법을 기반으로 대규모 FIT 보조금 지급 및 R&D 투자, 태양광지붕(Roof-Top) 설치 장려 프로그램 등을 시행하면서 세계 최대의 태양광발전 국가로 성장했다. 그러나 최근에는 자국내 태양광발전 설치량이 상당 수준 포화상태에 도달한 가운데 경제성도 일정수준 확보됨에 따라 2010년 하반기부터 보조금을 단계적으로 축소하고 있다.

독일의 보조금 삭감정책 시행(2010년 6월, 2011년 1월) 전에 태양광발전 설치수요가 집중되어 2010년 세계 태양광시장이 대폭 성장한 점을 감안하면, 이러한 세계 최대 태양광시장인 독일을 포함한 유럽국가의 태양광관련 지원정책 축소는 2011년 상반기 이후 세계 태양광시장 성장을 다소 둔화시킬 것으로 전망된다.

그러나 이러한 유럽국가를 대체해 미국 및 중국 등이 태양광관련 지원정책을 대폭 확대하고 있는 점은 세계 태양광시장의 중장기적인 성장에 긍정적인 요인이 되고 있다.

미국, 2020년 총 발전량의 25% 신재생에너지로 충당 계획

미국의 에너지원별 소비 비중은 2009년 기준 석유 37%, 천연가스 25%, 석탄 21%, 원자력 9%, 신재생에너지 8% 등이며, 신재생에너지 중 태양광발전이 차지하는 비중은 1%에 불과한 수준이다. 그러나 오바마 정부는 향후 10년 동안 1,500억달러를 투자해 2025년까지 총 발전량 중 25%를 신재생에너지로 충당하는 프로젝트를 추진하고 있다.

이에 따라 미국은 에너지정책법에 기초해 신재생에너지 업체에 30%의 보조금을 지급하고 있으며, 상업용 태양광발전에 법인세의 30%를 공제(TGP : The 1603 Treasury Grant Program)하고 가정용은 설치비용의 30%를 세액 공제하는 등 다양한 세제혜택도 부여하고 있다. 주별로는 신재생에너지 의무할당제인 RPS (Renewable Energy Standard) 또는 RES(Renewable Electricity Standard)를 도입해 태양광발전 확대를 촉진하고 있다.

이러한 적극적인 정책지원을 바탕으로 2011년 미국의 신규 태양광발전 설치량은 2.2GW로 독일, 이탈리아에 이어 3위를 차지할 전망이며, 2015년에는 1위로 올라설 것으로 예상된다.

중국, 2020년까지 태양광 발전량을 20GW까지 확대할 계획

세계 최대 전기소비국이며 최대 온실가스 배출국이기도 한 중국의 경우, 2020년까지 태양광발전량을 20GW까지 확대하겠다고 발표한 바 있으며, 2011년 들어서는 목표를 50GW로 수정하는 것이 검토되고 있다.

중국정부는 재생에너지법과 신재생에너지 5개년 계획(Golden Sun Program)에 기초해 신규 태양광발전 시스템(On-Grid)에는 설치비용의 50%를, 독립형 태양광발전시스템(Off-Grid)에는 설치비용의 70%에 이르는 보조금을 지급하고 있다. 2009년 3월부터는 태양광발전 전력에 대해 와트당 20위안의 발전가격을 책정해 지원(2010년 17위안으로 축소)하고 있다. 또한, 국가개발은행을 통해 2010년에만 썬텍, 잉리솔라, 트리나솔라 등에 약 20조원의 저리 설비투자 자금을 지원하는 등 자국 태양광 업계에 대규모 자금을 지원하고 있다.

이러한 대규모 지원정책을 바탕으로 세계 태양광시장에서 미국과 중국이 차지하는 비중은 2010년 10%에서 2014년에는 약 30%로 급격히 확대될 전망이며, 이에 따라 세계 태양광시장은 양 국가 중심으로 이동할 것으로 예상된다. 반면 2010년 기준 세계시장의 80%를 차지하고 있는 유럽 비중은 2015년까지 약 50% 내외로 하락할 전망이다.

Roof-Top에서 발전 프로젝트 중심으로 수요기반 이동

태양광발전의 수요기반(Application)은 크게 지붕용, 건물일체형 발전시스템, 태양광발전소로 구분된다. 주로 해당건물 전력 공급용으로 사용되는 지붕용(Roof-Top)은 대부분 발전차액지원제도를 통해 설치되며, 독일, 일본 등에서 태양광시장의 90% 이상을 차지하고 있다. 건물일체형 태양광발전시스템(BIPV : Building Intergrated Photovolatic)은 아직까지는 비중이 높지 않으나 중장기적인 성장이 전망된다. 태양광발전소(Solar Farm)는 전력 공급을 목표로 하는 대규모 발전단지로 최근 세계 태양광시장 성장을 견인하고 있다.

대규모 발전 프로젝트 중심으로 수요기반 이동

최근 태양광발전시스템의 수요기반은 유럽시장에서 주를 이루던 소용량 루프탑 방식에서 미국, 중국이 주도하는 상업용 발전 또는 태양광발전소 등 대규모 발전 프로젝트 중심으로 본격적으로 이동하고 있다.

포톤컨설팅은 미국 태양광수요의 절반 이상을 발전용량 10MW 이상인 상업용 발전 및 초대형 발전단지가 차지할 것이라고 전망하고 있다. 중국의 경우 전국 국토면적의 2/3가 연간 일조시간이 2,200시간 이상으로 태양광발전 조건이 매우 양호한 점을 이용해, 전력보급 수준이 낮고 발전망 건설에 대규모 비용이 소요되는 지역(내몽고, 신장 등)을 중심으로 태양광발전 설비를 설치하고 이 중 80% 이상을 대규모 발전으로 채울 계획이다.

IEA(International Energy Agency)는 세계 태양광발전 설치시장에서 주거용이 차지하는 비중은 2010년 59%에서 2030년 48%로 하락하는 반면, 상업용/발전용 비중은 33%에서 39%로 상승할 것으로 전망하고 있다.

신규 진입자의 다양화로 태양광시장의 레드오션화

삼성, 인텔, IBM, TSMC 등 반도체 업체뿐만 아니라 LG, AMD, AUO 등 디스플레이 업체, 구글, GE, 쉘, 토탈 등 태양광과는 직접적으로 관련이 없던 업체 등 다양한 기업들이 연이어 태양광 산업에 신규 진입하고 있다.

최근 신규 태양광업체는 대규모 자본력을 바탕으로 결정질실리콘 태양전지를 포함한 박막형 태양전지 계열, 3세대 태양전지 계열 등 다방면에서 동시 다발적으로 진입하고 있다. 기존 업체는 대규모 증설을 통한 규모의 경제 구축, 밸류 체인내 수직계열화 등을 통해 사업경쟁력을 제고하고 있으나, 신규업체 진입 증가에 따른 경쟁심화, 즉 태양광시장의 레드오션화는 불가피할 전망이다.

시장내 과점구조도 점점 심화되고 있다. 2010년 기준 밸류 체인별 상위 10개 업체의 점유율은 모듈의 경우 40%, 셀은 60%, 잉곳·웨이퍼는 66%, 폴리실리콘은 75%에 달하는 등 상위단계로 갈수록 심화되는 양상이다.

폴리실리콘, 상위 7개 업체 점유율 70%

폴리실리콘은 대규모 자본력이 필요한 자본집약적 사업이며, 요구되는 기술력도 높은 수준이다. 이에 따라 2010년 기준 8,000톤 이상을 보유한 상위 7개 업체의 점유율이 70%에 달하는 등 타 밸류 체인에 비해 과점구조가 더욱 심화되어 있다.

진입관련 대규모 자본력이 요구되는 가운데 기존업체의 공격적인 증설, 생산비용 하락 등이 가속화되고 있어, 폴리실리콘시장으로의 신규진입은 시간이 지날수록 더욱 어려워질 전망이다. 또한 폴리실리콘 판가 하락은 전체적인 태양광발전 경제성을 제고시키는 동시에 태양광발전 수요 확대로 연결되고 있다. 이에 따라 기존 선도업체는 규모의 경제에 따른 원가경쟁력을 기반으로 신규진입 제한 및 시장 성장에 따른 이익구조를 향유할 전망이다. 즉, 현재 선도업체를 중심으로 한 과점구조가 더욱 견고해질 것으로 예상된다.

셀·모듈 시장내 중국계 업체 비중 절대적

태양전지 셀 세계시장에서 상위 10개 기업이 차지하는 비중은 약 60%, 모듈시장에서는 약 40%에 이르고 있다. 특히, 중국 및 대만 등 중국계 업체가 TOP 10 중 6개로 전 세계 태양전지 셀·모듈 생산능력의 70%를 담당하며 세계 공급량의 절반 가량을 생산하고 있다. 반면, 수요면에서는 유럽이 82%, 미국 8%, 일본 7% 등을 차지하고 있으며, 중국 수요는 2% 수준에 그치고 있다.

중국 셀·모듈 업체의 급속한 성장은 낮은 인건비, 정부의 풍부한 보조금 등에 기초한 가격경쟁력에 기인하고 있다. 중국 업체는 이러한 원가경쟁력을 바탕으로 한국·일본 업체보다 약 10~30% 낮은 수준, 유럽업체에 비해서는 30~40% 낮은 수준에서 태양전지 모듈을 판매하고 있다. 이에 따라 미국의 썬파워·퍼스트솔라·에버그린솔라, 독일의 큐셀 등 비 중국계업체는 최근 생산시설을 말레이시아, 중국 등 아시아지역으로 이동시키는 추세이다.

판가/원가 분석 중심의 밸류 체인별 트렌드 및 시사점

폴리실리콘 가격 상승 장기화 가능성 낮아

폴리실리콘 장기공급계약 가격은 2009년 이후 kg당 50달러 내외에서 안정적인 모습을 유지하고 있다. 2008년 1분기에 485달러까지 치솟았던 스팟 가격은 이후 2009년 3분기 57달러까지 급락했으며, 2010년 상반기에는 50달러 초반을 기록하는 등 하락세가 지속되었다.

그러나 2010년 2분기부터는 6월 독일의 보조금 삭감을 앞두고 설치수요가 집중되면서 가격 상승 양상이 나타났으며, 하반기에는 독일을 비롯한 유럽 전역의 2011년 초 지원정책 축소에 대비한 수요가 더욱 확대됨에 따라 뚜렷한 가격 상승세가 지속되었다. 2011년 들어서는 3월 kg당 79달러까지 상승한 모습이다.

하지만 이러한 폴리실리콘 가격 상승 양상이 장기화될 가능성은 낮은 것으로 판단된다. 2011년 상반기 유럽의 보조금 축소 확대로 태양광시장 성장이 다소 둔화되는 가운데 폴리실리콘 시장내 선도업체의 대규모 증설, 신규업체의 본격적인 상업가동 등이 계속되고 있기 때문이다.

시장에서는 폴리실리콘 가격이 2011년 상반기 이후 점진적인 하락 추세를 보이다 연말까지 kg당 50달러 초반으로 하락할 것으로 전망하고 있다. 2012년에는 40달러 수준, 2013년에는 30달러 수준으로 하락 추세가 지속될 전망이다. 다만, 단기간내 40달러 미만으로 급락할 가능성은 낮은 것으로 판단되는데, 이는 3,000~5,000톤 규모의 설비를 보유한 아시아 및 국내 폴리실리콘 업체의 평균 생산비용이 kg당 45달러 내외이기 때문이다.

폴리실리콘 생산비중 감가상각비· 전력비가 약 60% 차지

2~3년의 운영 경험을 보유한 아시아지역 폴리실리콘 업체의 경우, 생산비 구조는 감가상각비가 33%, 전력료가 26%로 생산비의 약 60%를 차지하며, 원료가 20%, 인건비 및 기타비용이 약 20% 등인 것으로 파악된다.

이는 국내 폴리실리콘 업체의 원가 구조와 다소 차이가 있다. 국내 업체의 경우 전력비 비중은 비슷하나, 감가상각비가 약 30% 내외로 아시아 또는 글로벌 업체에 비해 낮은 수준이다. 이는 국내 업체의 설비건설 기간이 상대적으로 짧은 가운데, 지속적인 증설을 통한 경험 축적으로 kg당 건설비용이 하락하고 있는 것에 주로 기인하고 있다.

2009년 이후 폴리실리콘 수급구조가 공급과잉상태로 전환된 가운데 바커, 헴록, OCI 등 메이저 업체의 공격적인 증설이 계속되고 있어 중장기적인 폴리실리콘 생산비 하락 추세가 계속될 전망이다. 글로벌 평균 생산비는 2009년 기준 kg당 44달러에서 2013년에는 37달러로 연평균 4%의 하락세를 보일 것으로 예상된다.

한편, 2010년 기준 바커, 헴록, OCI 등 선도업체의 폴리실리콘 생산비용은 kg당 25~30달러로 글로벌 평균에 비해 15~30% 이상 낮은 수준이며, 2013년까지는 25달러 미만으로 하락할 전망이다.

이러한 선도업체의 원가경쟁력은 오랜 업력 동안 폴리실리콘 제조 및 공정 운영 경험이 축적되어 최적화된 공정을 보유한 것에 주로 기인하고 있다. 국내업체인 OCI의 경우 2008년 초에 폴리실리콘 상업생산을 개시해 운영경험이 상대적으로 짧아 보이나, 실제로는 90년대 말부터 FS(Fumed Silica), TDI 등 폴리실리콘 전 공정을 운영해 왔다.

폴리실리콘 신규 진입 업체, 규모의 경제 확대 및 수직계열화 최적화 결정해야

2011년 들어 삼성정밀화학, 한화케미칼, LG화학 등 국내 대기업 위주로 폴리실리콘시장 진출이 연이어 선언되고 있다. 이러한 폴리실리콘 시장 진입자 확대는 내부적으로 태양광시장 밸류 체인간 수직계열화의 필요성이 높아진 가운데, 외부적으로는 선도업체 중심의 공격적인 증설 및 생산비 하락 양상이 지속되고 있어 시간이 지날수록 신규 진입이 어려워지고 있기 때문으로 판단된다.

폴리실리콘시장 신규 진입업체는 기존 업체와의 경쟁에서 살아남기 위해 ‘생산라인의 조기 안정화 및 고순도 제품 생산’이라는 두 가지 과제를 동시에 해결해야 할 전망이다. 또한 시장 진입후 향후 방향성이 대규모 증설을 통한 규모의 경제 확대인지, 또는 그룹내 수직계열화의 일부분으로서의 최적화인지 여부를 신중히 결정해야 할 것으로 보인다.

폴리실리콘 기존 업체, 원가경쟁력 및 제품경쟁력 제고해야

중장기적인 폴리실리콘 판가 하락 전망 및 선도업체를 중심으로 한 원가 하락 추세는 신규 진입업체뿐만 아니라, 충분한 원가경쟁력 및 제품경쟁력을 갖추지 못한 기존 업체의 사업기반에도 상당한 부담요인이 될 전망이다.

2011년 3월 폴리실리콘 스팟 가격은 kg당 79달러로 생산업체 상당수가 가동에 따른 이익이 발생하는 수준이다. 그러나 향후 폴리실리콘 가격이 50달러 이하로 하락하는 경우 원가경쟁력이 미흡한 업체(특히 중국 업체 대부분은 kg당 제조원가가 40~80달러이며 제품 순도는 6~7- nine 수준)는 가동시 영업 손실이 불가피할 전망이다. 실제로 폴리실리콘 가격이 50달러 초반으로 하락했던 2010년 상반기에 중국 업체의 가동률은 30% 미만까지 하락한 바 있다.

제품경쟁력 제고도 사업 지속성에서 중요한 요인이다. 현재 10-nine 이상의 고순도 제품과 일반 태양전지용 6~9-nine 제품간 가격 차이는 크지 않다. 이에 따라 변환효율을 높이려는 태양전지 제조업체 대부분은 고순도 제품을 장기계약을 통해 우선적으로 확보하고 순도가 다소 낮은 폴리실리콘은 스팟 시장에서 구매하는 전략을 구사하고 있어, 공급과잉 상황인 폴리실리콘 시장에서도 고순도 제품은 여전히 공급 부족 상태가 지속되고 있다.

특히 2011년의 경우, 셀·모듈 업체의 공격적인 증설로 일시적으로 폴리실리콘 수요가 공급을 초과할 가능성이 높은 것으로 판단된다. 2011년 세계 태양전지 셀·모듈 업체에서 약 13GW 내외의 증설이 전망되는데, 이는 약 10만톤의 폴리실리콘이 필요(와트당 7.5g의 폴리실리콘 사용 가정)한 규모이다. 그러나 2011년 폴리실리콘 공급량은 중국의 규제 등으로 약 7만톤에 그칠 전망이어서 일시적인 폴리실리콘 공급부족 가능성이 높으며, 이에 따라 고순도 제품 수급은 더욱 타이트해질 전망이다.

2011년 이후 다시 폴리실리콘 공급이 수요를 초과하더라도 당분간 고순도 제품은 수요에 비해 공급이 부족한 상태가 이어질 전망이다. 시장 일부에서는 고순도 폴리실리콘 공급부족 현상이 2020년까지 이어질 수 있다고 예측하고 있다. 이러한 점을 감안하면, 고순도 제품 생산 여부는 개별 업체의 영업기반 지속을 결정하는 주요 요인이 될 전망이다.

한편, 중국은 자국내 폴리실리콘 업체 중 2/3 가량이 3,000톤 이하 소규모 업체로 글로벌 경쟁력이 열위한 반면 설비가동에 따른 소요 전력량은 타 산업대비 많아, 업계 구조조정을 위해 원칙적인 신증설 불허 및 경쟁력이 미흡한 업체의 도태를 유도(기존업체에 2011년 말까지 전력소비를 kg당 60kWh로 낮출 것을 요구)하고 있다. 세계 폴리실리콘 생산능력에서 중국이 차지하는 비중이 약 절반 가량인 점을 감안하면, 이러한 규제는 당분간 기존 폴리실리콘 업체의 영업기반에 긍정적으로 작용할 전망이다.

웨이퍼 가격 강세 양상 지속될 전망

태양전지용 웨이퍼 가격은 2008년 장당 7.6달러(6인치 다결정 웨이퍼 기준)를 기록하기도 했으나, 2009년 들어서는 3분기에 장당 3.4달러로 가격이 급속히 하락했다. 이후 2010년 3분기까지 3.2~3.4달러 내외를 유지하다가 2010년 하반기에 유럽의 태양광설치가 집중되면서 장당 3.8달러로 가격이 상승하는 모습이다.

수요처인 태양전지 셀·모듈 업체의 대규모 증설이 지속되어 온 반면 웨이퍼는 이에 상응하는 설비증설이 이루어지지 못한 점을 감안하면, 당분간 가격 강세 양상이 지속될 전망이다.

원가 중 폴리실리콘 등 원료가격이 77% 차지

잉곳/웨이퍼 업체의 평균적인 생산비 구조는 원재료인 폴리실리콘(57%)을 포함한 원료가격이 77%로 절대적인 비중을 차지하고 있으며, 이 외 감가상각비가 7%, 인건비 4%, 전력료 3%, 기타 9% 등으로 파악된다.

글로벌 평균 생산비는 2009년 기준 와트당 0.99달러 수준이다. 생산비용 중 절대적인 비중을 차지하고 있는 폴리실리콘의 가격하락을 바탕으로 2013년까지 0.54달러로 연평균 14%의 가격 하락세를 보일 전망이다.

국내 폴리실리콘 수직계열화 이루지 못한 업체의 성장가능성 제한

최근 폴리실리콘 및 태양전지 업체의 잉곳/웨이퍼 사업 진출이 빠르게 이루어지고 있다. REC(노르웨이)는 2012년까지 약 2.2GW로 증설을 추진하고 있으며, 헴록(미국), MEMC (미국), 바커(독일) 등 폴리실리콘 선도업체 대부분이 웨이퍼 부문에 본격적인 투자를 진행하고 있다. 세계 5위의 태양전지업체인 큐셀(독일)도 웨이퍼 사업에 신규 진출해 2012년까지 1GW의 생산능력을 갖출 계획이다. 국내 폴리실리콘 생산업체인 OCI도 계열사인 엘피온과 넥솔론을 통해 잉곳/웨이퍼 사업을 확대하고 있으며, 웅진폴리실리콘을 2011년 4월 준공한 웅진그룹은 웅진에너지를 통해 이미 잉곳사업을 영위해 왔다.

잉곳/웨이퍼 원가 중 폴리실리콘 비중이 절반 이상을 차지하고 있어, 장기간 동안 폴리실리콘을 안정적으로 조달할 수 있는지의 여부가 개별업체의 경쟁력을 좌우할 것으로 판단된다. 이에 따라 폴리실리콘 수직계열화를 이루지 못한 잉곳/웨이퍼 생산업체는 중장기적인 성장가능성이 제한될 전망이며, 반대로 일정수준 이상의 고순도 제품을 생산하는 폴리실리콘 업체의 경우 잉곳/웨이퍼 사업의 진출은 필수 선택이 될 전망이다.

태양전지 셀·모듈 가격 하락 추세 지속

태양전지 셀 가격은 2009년 말 와트당 1.46달러에서 2010년 1분기 1.3달러로 약 10% 하락한 이후 연말까지 소폭의 회복 양상이 이어졌으나, 2011년 들어서는 약 1.2달러 내외로 약 15% 가량 하락한 모습이다. 모듈가격의 경우, 2009년 말 와트당 2.3달러에서 2010년 말 1.7달러로 약 25% 하락했으며 2011년 들어서도 하락세가 이어지고 있다.

태양전지 셀·모듈 가격은 생산비 하락, 변환효율 상승, 업계 전반의 대규모 증설 등을 바탕으로 하락세가 지속될 전망이다. 특히 태양전지 모듈 가격은 2015년경에는 모든 기술면에서 와트당 1달러 이하로 하락해, 세계적인 그리드 패리티 도래로 연결될 전망이다.

태양전지 셀 생산비 중 원료비용이 약 80% 차지

태양전지 셀 생산비(결정질 실리콘 기준)는 원재료인 웨이퍼 등 원료비용이 약 80%의 절대적인 비중을 차지하고 있다. 글로벌 평균 생산비용은 2009년 기준 와트당 1.64달러 수준이나, 중국의 썬텍, 잉리솔라, 트리나솔라 등은 평균 대비 약 15% 낮은 수준에서 생산하고 있다.

태양전지 셀 생산비는 절대적인 비중을 차지하고 있는 웨이퍼(폴리실리콘)의 가격하락 및 변환효율 개선 등을 바탕으로 연평균 14%의 가격 하락세를 보일 전망이며, 2013년에는 0.91달러, 2015년에는 0.8달러 수준으로 하락할 전망이다. 박막형 태양전지의 생산비 역시 2015년 0.5~0.6달러 수준으로 하락할 전망이다.

태양전지 변환효율은 2009년 평균 15.7%에서 2013년에는 17.3%까지 상승할 전망이다. 실제 업체 대다수가 변환효율을 2~3년내 18~23%까지 상승시키는 계획을 발표하고 있다.

태양전지 모듈 선도업체는 경쟁사 대비 20~30% 낮은 비용으로 생산

모듈 생산비 역시 원재료인 셀 등 원료비용이 90%의 절대적인 비중을 차지하고 있다. 평균 생산비용은 2009년 기준 와트당 2.2달러이나, 선도업체인 썬텍, 잉리솔라, 트리나솔라 등의 생산비는 글로벌 평균에 비해서는 약 20% 이상 낮은 수준, 유럽업체에 비해서는 2/3 수준인 것으로 파악된다.

태양전지 모듈 평균 생산비용은 결정질 실리콘은 2009년 와트당 2.22달러에서 2013년에는 1.35달러로, 박막형의 경우 2.02달러에서 1.22달러로 하락이 전망된다. 특히 결정질 실리콘 태양전지 모듈의 경우, 선도업체를 중심으로 한 최저 생산비용은 2012년에는 약 1.1달러 이하로 하락할 전망이다. 이러한 모듈 가격 하락은 세계적인 그리드 패리티 도래를 촉진하는 태양광발전 경제성 상승으로 연결될 것으로 판단된다.

변환효율의 경우 결정질 실리콘은 2009년 14.7%에서 2013년에는 16.3%로, 박막형은 9.2%에서 11.2%로 상승할 전망이다.

셀·모듈, 태양광 밸류 체인 중 가장 경쟁심화 양상 보일 전망

현재 양산되는 결정질 실리콘 태양전지는 업체간 품질에 큰 차이가 없어 규모의 경제 및 가격경쟁력 확보 경쟁이 불가피한 상황이다. 이에 따라 태양광 밸류 체인 중 반도체 및 LCD 산업의 과거 사이클과 비슷한 경쟁양상이 나타날 가능성이 가장 높은 것으로 판단된다. 즉, 초기에는 원천기술을 보유한 업체가 시장을 주도하다 경쟁이 심화되면서 가격경쟁 양상으로 전이되며, 가격경쟁 후 소수의 승리자가 시장을 과점할 것으로 예상된다.

이러한 가격경쟁 심화는 규모의 경제 및 수직계열화를 갖추지 못한 업체의 향후 지속가능성에 상당한 부담요인이 될 전망이다. 실제로 미국의 에버그린솔라는 경영악화로 2011년 초 자국내 태양전지 제조공장을 폐쇄했으며, 독일의 큐셀도 경영악화로 제3자에 인수될 가능성이 높은 것으로 파악된다.

중국을 위시한 셀·모듈 선도업체는 2010년 기준 그로스마진율이 17~33%에 달해 유럽의 보조금 삭감에 충분히 대응 가능한 상태이며, 미국의 퍼스트솔라도 그로스마진율이 40%를 상회하고 있다. 그러나 이러한 선도업체를 제외한 일반 업체의 원가경쟁력은 향후 태양광 보조금 삭감 추세 하에서 지속적인 이익을 시현하기는 어려운 수준으로 분석된다.

국내 셀·모듈 업체의 추가증설 관련 신속한 결정 필요

국내의 태양전지 셀·모듈 전문 생산업체는 원가경쟁력 제고를 위한 추가증설 여부에 대해 신속한 결정이 필요한 시점이다. 현재 선도업체는 이미 GW급 생산능력을 구축한 상태이나, 국내업체의 경우 2010년 말 기준 태양전지 셀 생산능력 합계가 약 1.2GW, 모듈 생산능력 합계가 1.8GW로 중국 1개 업체의 생산능력에도 미치지 못하고 있다.

더구나 중국 업체의 공격적인 증설은 당분간 지속될 것으로 보인다. 2011년 말까지 썬텍은 생산능력을 2.5GW로, JA솔라는 2GW로, 트리나솔라는 1.9GW로, 네오솔라는 1.8GW로, 캐나디언솔라는 1.3GW로 확대할 계획이어서 조만간 중국 업체 대부분은 2GW급의 생산능력을 보유하게 될 전망이다.

포톤 인터내셔널(2011. 04)에 의하면, 2010년 세계 태양전지 셀 생산능력은 27.2GW로 2009년의 12.5GW에 비해 두 배 이상 성장했으며, 중국의 공격적인 증설을 바탕으로 2011년에는 50GW를 상회할 전망이다. GTM 리서치에 따르면, 태양전지 모듈 생산능력이 100MW에서 1GW로 증가시 제조비용이 약 45% 가량 절감되며, 1GW에서 2GW로 증가시 제조비용이 약 20% 추가 절감되는 바, 중국 업체와 국내 업체간 원가경쟁력 차이는 더욱 확대될 전망이다.

원가경쟁력 제고를 위해 국내 업체가 추가적인 증설 계획시, 해외로의 생산기지 이전도 검토할 필요가 있다. 독일의 큐셀, 미국의 퍼스트솔라, 썬파워 등은 이미 생산기지의 상당부분을 중국, 말레이시아 등 아시아지역으로 이전한 상태이다.

또한 변환효율 및 내구성 향상 역시 중요한 추진 과제이다. 변환효율이 개선되면 태양전지 셀 사용량이 감소해 발전사업자의 BOS(Balance of System : 인버터, 전기배선 등 태양광발전 설치·운영에 필요한 장치 총합) 비용을 낮출 수 있으며, 내구성(일반적인 태양전지 모듈의 내구성은 20~25년 내외)이 향상되면 발전사업자의 수익성이 그만큼 상승되기 때문에 수요에서 우선순위를 차지할 수 있기 때문이다.

한편, 전문 생산업체로서 대규모 외부 판매가 아닌 그룹내 밸류 체인간 수직계열화를 위해 일정수준의 셀·모듈 생산능력을 보유해야 하는 경우, 중국 업체와 직접 경쟁이 불가피한 자체 태양전지 셀·모듈 업체의 설립보다는 중국 업체와의 합작 또는 Tolling(웨이퍼 등 원재료를 공급하며 태양전지 셀·모듈로의 가공만 위탁) 및 OEM 주문도 검토할 필요성이 있는 것으로 판단된다.

수직계열화 구축한 태양광발전 시스템 설치 업체는 35% 이상 원가 절감 가능

2010년 기준 태양광발전 시스템의 평균 생산비는 와트당 약 3.5달러이며, 크게 모듈비용과 BOS 비용이 각각 절반가량을 차지하고 있다. 세부적으로 모듈비용은 폴리실리콘(18%), 잉곳/웨이퍼 가공비(23%), 셀·모듈 가공비(59%) 등으로 구성되어 있으며, BOS 비용은 인버터(22%), Racking·Mounting 기계비용(33%), 배선 및 계통연계 등 전기관련 비용(29%), 판관비 등 기타(16%)로 구성되어 있다.

2010년 기준 태양광발전 시스템 업체의 생산비는 글로벌 평균이 와트당 약 3.5달러이나, 밸류 체인내 수직계열화를 구축한 업체의 생산비는 약 2.1달러로 40% 가량 낮은 수준이다. 일반적으로 태양전지 모듈만을 생산하는 업체보다 폴리실리콘에서 모듈까지 수직계열화를 구축한 업체는 35% 이상 원가 절감이 가능한 것으로 알려지고 있다. 밸류 체인내 가격 하락을 바탕으로 태양광발전 시스템 평균 생산비는 2010년 와트당 3.5달러에서 2013년에는 약 3달러 수준으로 하락할 전망이다.

수직계열화 및 설치 경험 축적 통한 생산비 하락 필요

시스템 생산비는 수직계열화 구축 여부 및 프로젝트 경험 여부에 따라 업체별로 크게 차이가 나고 있다. 특히, BOS 비용은 발전 규모가 클수록, 설치 사업자의 경험이 축적될수록 하락폭이 커진다. 실제로 프랑스의 BIPV 시스템 생산비는 와트당 약 6.4달러에 이르나, 독일의 MW급 태양광발전소의 시스템 생산비는 와트당 2.8달러 수준인 것으로 파악된다.

국내 업체의 경우 독립적인 시스템/발전소 건설보다는 수직계열화(적어도 태양전지 셀·모듈까지)를 통한 시스템/발전소 건설을 통해 전체적인 생산비를 하락시키는 것에 중점을 두어야 하며, 지속적인 설치 경험 축적을 통해 BOS 비용을 낮추는 것도 중요하다.

원천기술 확보, 브랜드력 제고, 환경문제 등 제품경쟁력 제고 방안

국내 태양광산업·내수시장 육성보다 수출시장 성패 가늠해야

독일은 지붕형 태양광발전 시스템을 집중적으로 육성한 이후 대규모 태양광발전 프로젝트를 도입하면서 현재 세계 최대 규모의 태양광 내수시장을 보유하고 있다. 미국 및 중국의 경우 상업용 발전 및 초대형 태양광발전소의 집중적인 건설을 통해 향후 세계 태양광시장내 중요한 비중을 차지할 전망이다. 이들 국가는 이러한 자국내 태양광시장 육성 과정에서 선도기업을 다수 보유하게 되었으며, 국가적으로도 태양광발전 비용과 화석발전 비용이 같아지는 그리드 패리티 시점에 상당부분 도달했거나 또는 도달이 가능할 전망이다.

이에 비해 국내 태양광산업은 내수시장 육성을 통한 선도기업 출현이 사실상 불가능해, 국내 태양광 업체 대부분, 특히 셀·모듈 업체는 자력으로 원가경쟁력 및 제품경쟁력을 제고해 경쟁이 심화되는 수출시장에서 성패를 가늠해야 하는 상황이다.

밸류 체인별 원가경쟁력 제고 방향은 앞에서 상세히 기술한 바 있다. 또한 제품경쟁력의 경우, 원천기술 확보와 브랜드력 제고 및 환경문제 등과 연계해 검토되어야 할 것으로 판단되며, 구체적인 방향은 다음과 같다.

박막시장 본격 진출시 원천 기술면에서 상당한 강점 보유 전망

현재 세계 태양광시장의 90% 이상을 차지한 결정질 실리콘 태양전지의 경우, 제조기술 자체는 1950년대 이후 상용화된 오랜 역사를 지니고 있다. 이에 따라 현재 태양광시장에서 주도권을 행사하고 있는 업체는 결정질 실리콘 기반 원천기술을 보유한 구미 및 일본 업체 등이 중심을 이루고 있다.

그러나 향후에는 이러한 1세대 결정질 실리콘 태양전지 중심 구조에서 박막 태양전지로 불리우는 2세대 비중이 급속히 높아질 전망이다. 박막 태양전지가 세계 태양전지시장에서 차지하는 비중은 2005년 약 5%에서 2015년 30% 수준으로 확대될 것으로 예측된다. 이러한 세대교체 과정에서 국내 업체가 주도권을 확보할 필요가 있다.

현재 국내 태양전지 업체 대부분은 결정질 실리콘 태양전지 시장에 종사하고 있다. 자체적인 경제성 상승으로 결정질 실리콘 태양전지 시장은 지속적으로 확대될 전망이나, 후발주자로 참여한 국내 업체는 선도업체를 앞서갈 수 있는 원천적인 경쟁력 제고가 어려운 상태이다. 그러나 박막 태양전지시장의 경우 국내 LCD 업계가 세계 최고수준의 기술력을 보유한 점 등을 감안하면 본격 진출시 원천기술면에서 상당한 강점을 확보할 것으로 전망된다. 박막 태양전지는 기판 위에 실리콘 막을 증착하는 방식으로 제조되어 공정이 LCD와 상당부분 유사하며 LCD 장비 전환도 가능하기 때문이다.

브랜드력에 따라 판가 차이나

태양전지 모듈 업체의 경우 브랜드 인지도에 따라, 1~3그룹으로 구분되며 통상 상위그룹일수록 하위그룹에 비해 가격이 높게 형성되고 있다. 국내 셀·모듈 업체가 생산한 제품의 변환 효율 역시 우수한 수준이나, 가격은 중국업체와 비슷한 수준에서 유지되고 있어 국가 또는 업계 차원에서의 브랜드력 제고 노력이 필요하다. 실제로 태양광시장 내 독일제 모듈과 중국제 모듈의 가격 차이는 상당한 수준이다.

발전시스템 사업자도 지속적인 프로젝트 수행(특히 해외에서의)에 따른 브랜드력 제고 및 경험 축적이 필요하다. 독일 업체의 경우 벨렉트릭이 2010년에만 300MW 이상의 태양광시스템을 설치해 발전시스템 사업자 시장에서 1위를 차지하고 있으며, 또한 주비(2위), 큐셀(6위), 피닉스솔라(9위), 게어리허솔라(10위) 등 절반 이상을 차지하고 있다. 미국의 경우 썬파워(3위), 선에디슨(5위), 퍼스트솔라(7위) 등을 보유하고 있다.

환경오염소재 제외, 리사이클링 등이 가능한 태양전지 제작

유럽 및 미국 등 대규모 태양광발전소 설치 국가에 대한 수출에서는 환경문제도 상당히 중요한 과제이다. 최근 상당수의 유럽 국가는 태양전지 제조업체에 납, 카드뮴 등의 환경오염 가능성이 있는 소재를 사용하지 않고도 변환효율을 유지할 것을 요구하고 있다.

또한 태양전지 모듈 소재의 80% 가량은 리사이클링이 가능한 점을 감안하면, 국내 셀·모듈업체와 시스템 설치 업체간 협업을 통해 리사이클링을 염두에 둔 태양전지 모듈 제작 노력이 필요한 것으로 판단된다.

변곡점에 서 있는 태양광업계

장기적인 출발선에 선 태양광산업

2010년 이후 나타나고 있는 세계 태양광시장의 호황은 2009년 어려움을 겪었던 국내 태양광업계 전반에 단비로 작용하고 있다. 그러나 이러한 호조에서도 밸류 체인 전반에서 공급능력이 수요를 넘어선 가운데 선도업체 중심으로 생산비용이 빠르게 하락하고 있는 점은 국내 태양광업계의 지속가능성에 부담요인으로 작용하고 있다. 현재의 호황은 정책지원에 따른 인위적인 수요창출에 상당부분 힘입은 점을 감안하면, 최근과 같은 세계적인 지원규모 축소 양상 하에서는 충분한 원가경쟁력과 제품경쟁력을 갖추지 못한 업체는 필연적으로 도태될 것으로 전망된다.

최근 세계 태양광시장은 자체적인 경제성이 상당부분 검증되는 등 중장기적인 성장을 위한 출발점에 도달했다. 그러나 국내 태양광업계의 경우 일부 업체를 제외하면 밸류 체인 전반에서 선도업체에 비해 여전히 원가 및 제품 경쟁력이 미흡한 상태로 판단된다. 국내 태양광업계는 경쟁력 제고를 통해 태양광시장의 세계적인 확산과 함께 성장하느냐, 아니면 치열한 경쟁과정에서 도태될 것이냐의 변곡점에 서 있다.

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