최근 에너지대란 위기, 기후변화에 따라 안정적인 전력 보급과 탄소 감축의 필요성이 확대되면서 신재생에너지에 대한 정부 지원 정책이 확대되고 있다. 이 중 태양광은 보급 여건이 가장 좋은 에너지원으로 주목받으며 기술적, 제도적 측면을 통해 빠르게 성장할 전망이다.

빠르게 성장하는 태양광 산업

미국 태양광산업협회(Solar Energy Industry Association, 이하 SEIA)에 따르면, 자국 내 태양광 발전용량은 2022년 상반기 대비 2.6배 증가해 2027년 336GW(기가와트)에 달할 것으로 전망된다. 태양광 산업은 사용 용도에 따라 주거용과 상업용 등으로 나뉘며, 주거용에서의 성장세가 두드러진다. 최근 전력 가격 인상, 정부 지원 인센티브 확대, 전력 사용량 증가로 인해 주거용 패널 설치율이 2022년 상반기 기준 전년 동기 대비 37.0% 증가했다. 또한, 뉴스매체인 Electrek은 2022년 주거용 태양광 발전용량이 기록적인 5.6GW에 달할 전망이며 2030년까지 매년 상업용 태양광 발전용량을 앞지를 것으로 예측했다.

반면, 상업용 태양광과 유틸리티용 태양광은 공급망 제약, 노동 수급 불균형, 부품 가격 인상, 인허가 취득 및 장비 테스트 장기화, 실리콘을 포함한 원자재 공급부족 등으로 인해 2022년 다소 성장이 주춤했다. 그러나 2023년 공급망 완화 및 인플레이션 감축법(Inflation Reduction Act)이 제정되면서 빠른 회복세를 보일 전망이다.

<2007~2022년 상반기 수요별 미국 태양광 발전용량 추이>

(단위: MWdc)

[자료: Solar Energy Industry Association]

발전하는 태양광 기술

현재 우리가 일반적으로 생각하는 태양광 시스템은 파란색 또는 검은색의 태양광 패널들이 건물 옥상에 설치된 모습일 것이다. 그러나 이러한 태양광 시스템은 부피가 크고 무거워서 물류비용이 높고 공급망 부족에 취약하다는 단점이 있다. 뉴스매체인 Wall Street Journal에 따르면, 최근 태양광 산업은 이러한 단점을 보완하고 더 나아가 시장을 성장시키는 태양광 패널이 개발돼 소비자들에게 다양성을 제공하고 있다고 전했다. 또한, 시카고에 위치한 태양광 패널 제조업체의 개발 담당자는 “태양광 수요 증대를 위해서는 산업이 계속 발전돼야 하며, 이는 기술뿐만 아니라 디자인도 포함된다. 업계는 최근 미국 정부의 R&D 프로그램 및 제조 인큐베이터 프로그램 지원 확대에 힘입어 대학교 혹은 스타트업과의 기술협력 사례를 늘리는 등 소비자에게 새로운 방향성을 제시하기 위해 노력하고 있다”고 말했다.

(신소재-Perovskite) 0.5마이크론만큼 얇게 퍼질 수 있는 결정 구조를 가진 광물인 페로브스카이트(Perovskite)은 채광창, 발코니 난간, 차양 시스템을 비롯해 페인트처럼 뿌릴 수 있는 패널 등의 개발에 활용되고 있다. 국립 신재생에너지 연구소(National Renewable Energy Laboratory, 이하 NREL)에 따르면, 페로브스카이트가 향후 몇 년 내에 33.0%의 효율성을 보유할 것으로 전망되며 이는 현재 시장에서 가장 일반적으로 사용되는 실리콘의 전력 변환 효율성 대비 6.3%의 높은 수준이다. 이에 태양광 업체들은 페로브스카이트를 기반으로 신제품 개발에 박차를 가하고 있다.

<Saule Technologies사에서 개발 중인 얇고 유연한 태양광 패널>

[자료: Getty Images]

(직물 패널-Solar Fabric) 과거 지붕, 벽 등 단단한 구조물에 설치해야 했던 태양광 패널을 이제는 텐트처럼 이동해 접었다 폈다 할 수 있다. 태양광 구조물 및 태양광 패널 제조업체인 Pvilion은 새로운 태양광 직물 기술로 태양광 캐노피, 텐트를 개발했다. 실리콘 태양 전지를 사용해 라미네이트해 직물에 통합하는 기술이다. 이를 통해 소비자들은 본인들이 필요할 때 태양이 있는 곳으로 이동하여 자유롭게 사용이 가능해졌다.

<Pvilion의 태양광 캐노피>

[자료: Pvilion 홈페이지]

(다양한 색상) 일반적으로 유통되는 검은색 또는 진한 파란색을 넘어 더 다양한 색상의 태양광 패널이 등장해 소비자 수요를 증가시킬 것으로 기대된다. 색상 추가에 관한 초창기 실험을 통해서는 기존 전력생산 효율성 대비 약 50.0%가 감소해 상품화되지 못했었다. 그러나 최근 패널 효율성을 유지하면서 색상을 변형하는 기술이 개발되고 있다. 나노입자 물질을 태양전지에 분사해 초록색, 보라색으로 색상을 변경할 수 있으며 연료 분자를 사용해 보라색, 빨간색 등으로 생산할 수 있게 되었다. 다만, 비용절감을 위해서는 아직 추가적인 연구가 더 필요한 상황이다.

인플레이션 감축법 및 중국 견제 법안 통과, 우리 기업에 기회 확대

기술 발전에 따른 상품 다양화로 소비자 수요가 증대될 것으로 전망되는 가운데 최근 미국 내 태양광 관련 제도는 우리 기업에 기회가 되고 있다. 그중 중국산 태양광 제품에 대한 수입 제재를 비롯해 인플레이션 감축법은 제도적 측면에서의 유망성을 높이고 있다.

중국 견제를 위해 최근 미국은 ① 중국 태양광 패널 관세 도입 및 수량 제한, ② 위구르 강제노동방지법(Uyghur Forced Labor Prevention Act, 이하 UFLPA)에 따른 중국 신장지역 제조품 수입금지 등의 무역 압박이 가중되고 있다. 이에 추가해 미국의 프렌드쇼어링(Friend-shoring, 미국 동맹국들을 중심으로 한 공급망 재구축) 정책에 따라 한국, 동남아, 캐나다 등 미국과 우호적인 국가에서의 수입이 증가하고 있다.

인플레이션 감축법도 태양광 산업의 성장을 견인하고 있다. 인플레이션 감축법은 ① 태양광 부문 설비투자 및 생산시설 투자 금액의 최대 30.0%까지 세액공제 제공, ② 폴리실리콘·웨이퍼·셀·모듈 등 제품의 단위 생산당 세액공제 제공 등의 혜택을 포함하고 있다. 이에 대해 시장조사 전문기관 우드맥킨지(Wood Mackenzie)는 “인플레이션 감축법이 태양광 산업에 가장 장기적인 확실성을 부여했으며 미국 태양광 산업은 향후 5년간 호황이 계속될 것”으로 전망했다.

위 두 제도로 인해 최근 미국 내 태양광 패널 수입은 증가했음에도 대중국 수입액은 감소세를 보이고 있다. HS Code 854143(Photovoltaic cells assembled in modules or made up into panels) 기준