태양광 발전(Solar PV) 개요

설치용량 기준으로 태양광 시장은 전년에 비해 25% 증가하여 2015년 50GW를 초과하였다. 세계 누적용량은 227GW를 넘겼다. 2015년 신규 설치용량은 10년 전 세계 태양광 누적용량의 거의 10배에 달한다.

몇 년 전까지 태양광 수요는 선진국에 집중되었는데 최근에는 가격경쟁력이 향상되면서 세계적으로 신흥 시장이 생겨나고 개도국 시장이 더 빠르게 성장하고 있다. 중국(15.2GW), 일본(11GW), 미국(7.3GW) 세 나라가 2015년 태양광 신규 설치용량의 대부분을 차지하였다. 그 다음으로 영국(3.7GW), 인도(2.0GW), 독일(1.5GW), 한국(1GW), 호주(1GW), 프랑스(1GW) 순이다. 상위 15개국이 세계 태양광 신규 용량의 92%를 차지하여 아직 편중성이 큰 편이다. 태양광의 가격경쟁력이 향상되면서 세계적으로 신흥 시장이 확대되고 있지만, 아직도 태양광 잠재력을 활용하지 못하는 지역이 대부분이다.

중국은 에너지 자립도 향상은 물론 대기오염 개선과 자국 태양광 산업 육성을 위해 지속적으로 태양광을 확대하고 있다. 중국은 태양광 총 설비용량(44GW)에서도 독일을 추월하여 세계 1위로 올라섰다. 신장, 내몽고, 간쑤 등 인구가 희박한 내륙지역이 태양광 보급을 주도해 왔지만 최근 중동부 지역에서 보급이 증가하고 있다. 하지만 태양광 보급 속도를 따라잡지 못하는 빈약한 전력망 인프라 때문에 기광현상(송전망 접속능력 부족, 전력공급의 불안정 등으로 완공된 태양광 발전소를 가동하지 못하고 놀리는 현상)이 심각한 문제도 대두되고 있다. 2015년 중국은 평균적으로 약 12% 태양광 설비를 활용하지 못하고 있으며 간쑤성의 경우 그 비율이 31%에 이르렀다. 중국은 대규모 태양광 설비의 비중이 총 용량의 86%를 차지했지만 분산형은 지붕 태양광의 비중은 낮은 편이다.

일본은 호황이 지속되면서 2015년에 태양광 11GW룰 추가하여 총 용량은 34.4GW에 이르렀다. 시장은 주거용(0.9GW)보다 상업용과 대규모 사업 위주로 전개되었고 휴경지나 문을 닫은 골프장을 부지로 활용한 경우가 많았다. 태양광은 일본 총 발전량의 3%를 차지하였는데 여름철에는 일본 전력 수요의 10%를 공급하는 경우도 발생한다. 아시아에서는 또한 인도와 한국의 태양광 시장이 빠르게 성장하고 있다.

아시아를 벗어나면 나머지 20GW는 주로 북미와 유럽에서 설치되었다. 미국은 2015년 말 투자세액공제(ITC, Investment Tax Credit) 만료 이전에 태양광 사업을 완공하려는 개발 열기 탓에 태양광 확대가 사상 최고치를 기록하였다. 2015년 신규 태양광 용량은 신규 가스발전 용량도 능가하였다. 한편 오바마 행정부는 신재생에너지 투자 촉진을 위해 다시 투자세액공제를 2021년까지 연장하였다. 유럽연합 시장은 3년째 감소하였는데 정책의 불확실성과 발전차액지원제도(FIT, Feed-in Tariff) 축소가 영향을 미쳤다. 뒤늦게 FIT을 도입한 영국에서 태양광 보급이 가장 활발하였다. 2015년 말을 기준으로 22개국이 전력수요의 1% 이상을 태양광으로 충족하고 있는데 이탈리아는 7.8%, 그리스는 6.5%, 독일은 6.4%에 이르렀다.

태양광 산업의 회복세는 신흥시장이 계속 생겨나고 세계 수요가 늘면서 2015년에 더 가속화되었다. 대부분의 세계 일류 기업들은 시장 지위를 공고히 했다. 한편, 시장이 축소된 유럽에선 업계의 어려움도 지속되었고 기업들은 유지 관리나 외부 시장 진출을 통해 위기를 벗어나려고 시도하였다. 모듈 가격이 낮아져서 많은 박막필름 회사와 집중형 태양열발전(CSP, Concentrated Solar Power) 산업은 계속해서 어려움을 겪었고 국제 무역 논쟁도 지속되었다.

모듈 평균 가격은 더 하락하여 다결정 실리콘 모듈 가격은 약 8% 떨어진, 와트당 0.55 달러 이하에서 형성되었다. 산업은 지속적으로 장비의 최적화와 개량을 통해 설비 외적인 소프트 비용에 초점을 맞추고 있다. 2015년과 2016년 초까지 몇몇 지역에서 건설된 대규모 태양광 사업에서 기록적으로 낮은 입찰가(장기계약가격)를 보이면서 태양광은 가격경쟁력을 보여주고 있다. 대표적인 태양광 프로젝트의 입찰가격이나 장기계약가격은 두바이 58.5달러/MWh, 페루 48달러/MWh, 멕시코 45달러/MWh, 독일 80유로/MWh, 미국 35~60달러/MWh를 기록했다.

결정질 전지와 모듈뿐만 아니라 박막 필름 생산량도 증가하였는데 중국 기업들이 태양광 모듈 생산을 주도하였다. 중국이 세계 총량의 2/3를 생산한 것을 비롯하여 아시아는 세계 모듈 생산의 87%를 추지하였다. 반면에 유럽의 비중은 6%로 하락했고 북미의 비중은 2%에 머물렀다. 세계적 모듈 제조사 중에서 트리나, 징코솔라, 자솔라, 잉리, SPCE(과거 선텍), 레네솔라 같은 중국 기업들과 캐네디언 솔라(캐나다), 한화큐셀(한국), 퍼스트 솔라와 선파워(미국) 등이 있다.

태양광 모듈의 효율은 최근 30년, 80% 이상을 보장하고 있는 추세이다. 일반적으로 태양광 모듈의 효율 저하는 모듈을 포함한 발전소 전체가 1년에 약 0.1% 효율 저하 수준이라고 한다. 30년을 사용하여도 일반적으로는 약 3% 정도 효율이 떨어지는 것이다. 그래서 태양광발전소는 발전량을 계산할 때 특별히 기간별 효율 저하를 고려하지 않고 계산을 한다.