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태양광 시장이 들썩 거린다는 뉴스는 요즘들어 누구나 흔히 접할 수 있는 소식이 되어 버렸다. 하지만, 실제로 거리를 돌아다녀봐도 태양광 발전을 하고 있는 곳을 보기가 쉽지 않다. 한국의 경우 태양광 발전이 보급화 되지 않았기 때문이기도 하지만, 뭔가 이상하다고 느끼지 않았는가? 우리집에는 왜 저런 태양전지판을 설치하지 않고 있는지 한 번쯤 궁금증을 가져 봤을 거라 생각한다.(아님 말고). 스마트그리드다 뭐다 해서 우리집에서 신재생에너지로 전기 생산해서 판매할 수도 있다는데 왜 아직 크게 성장하지 못하고 있는 걸까?

태양광 산업, 핵심 키워드는 규모의 경제

아직 신재생에너지 산업은 초창기 성장단계에 진입한 신생산업이다. 미국 에너지성(DOE; Department of Energy)에서 발간한 Renewable Energy Annual 2007에 따르면, 전체 에너지 사용량 중 재생에너지의 비율은 7%에 불과하다. 이 중 태양광/열 에너지의 비율은 1%정도로 상당히 실망스러운 수준이다. 이외 LG 경제연구원의 레포트중 인용된 신재생에너지의 사용 비율을 보더라도 태양광 에너지 시장은 현재 언론에서 주목받는 것에 비해 크게 성장하지 못하고 있다는 것을 볼 수 있다.

현재까지 대부분의 전문가들은 태양에너지 시장이 폭발적인 증가를 보이지 못하는 이유로 생산단가를 들었다. 아무리 공적인 목적이 좋다고 하지만, 똑같은 전기를 비싼가격에 생산하는 태양에너지를 이용할 이유가 없는 것이다. 이에 태양에너지 생산 업체들은 태양에너지 생산 단가를 낮추기 위한 방법을 고심해왔고, 이에 전문가들은 생산 비용 절감 방안으로 크게 2가지를 공통으로 말하고 있다.

1. 비약적인 기술력 진보를 통한 생산 단가 절감
   
   
2. 규모의 경제 효과를 통한 경영 전략적 비용 절감

물론 구체적으로 들어가면 이외에도 다양한 방법이 있으나 대다수 녹색성장을 표방한 태양광업체들의 경영전략이 이 두가지로 압축된다. 이에 태양광 관련 장비 생산 업체들은 기업의 기술력 확보를 위한 R&D 역량에 과감한 투자를 함과 동시에 수직계열화를 통해 규모의 경제 효과를 극대화하기 위한 방안들을 주로 사용해왔다. 하지만 모두가 동일한 전략을 사용하고 있다면, 이 전략가지고는 중소기업이 시장에서 성공할 수 없지 않은가? 또한 이 이상의 혁신이 있어야 차후 태양광 산업에서 선도기업으로 발돋움할 수 있는 발판을 마련할 수 있지 않겠는가? 과연 이 두가지 해결방안이 태양광 생산 단가를 획기적으로 낮출 수 있을까?

태양광 산업, 규모의 경제 효과 생각보다 크지 않다

최근 Renewable Energy World에서 재미있는 블로그 포스팅을 읽은 바 있다. Distributed, Small-Scale Solar Compete with Large Scale PV 라는 제목의 글은 생각보다 태양광 산업의 규모의 경제 효과가 크지 않다는 점을 다양한 자료를 바탕으로 주장하고 있다. 본문 내용 중 SolarBuzz에서 2010년 9월에 발표한 Solar Photovoltaic Price Index. 에 따르면, 기준 평방미터 및 일사량이 동일한 지역에서 주거용 태양광 장비와 상업용, 기업용 태양광 장비의 생산단가를 비교해 봤을 때, 결과를 아래와 같이 나왔다.

KWatt/h 기준

Size	Cost per kilowatt-hour
Residential (2 kW)	$0.34
Commercial (50 kW)	$0.24
Industrial (500 kW)	$0.19

생산량이 많아지면 많아 질 수록, 가격 차이는 극심해질 것이다. 위와 같이 가격이 차이나는 근본적인 이유를 많은 신재생에너지 연구자들은 규모의 경제로 들었다. 참고로 규모의 경제란 생산량이 많아지면 많아질 수록 생산단가가 낮아지는 경제 현상을 뜻하는데, 위의 데이터를 보면 이 점을 더 분명히 알 수 있다.

근본적인 규모의 경제 효과는 줄지 않는다. 태양광 장비 설치가 기간 산업의 성격을 띄는 만큼, 현재와 같은 생산 장비 및 기술 수준이 유지된다고 가정한다면 많은 생산을 하면 할 수록 더 많은 비용절감 효과를 볼 수 있을 것이다.

하지만, 가정용 태양광 시장이 변화할 조짐을 보이고 있다. 개인이 생산 설비 및 기타 부대비용을 부담하는 가격구조에서 벗어나, 공동구매 및 집단소유권을 기반으로 한 새로운 구매 모델을 통해서 주거용 태양광 설비 설치의 가격경쟁력이 확대되고 있는 상황이다. 다음의 그래프를 보면 더 쉽게 이해가능하리라 믿는다.

이 그래프에서의 Open Neighborhoods Residential Solar PV는 집단 소유권을 바탕으로 한 Town 단위에서 태양광 모듈을 구매했을때 상황을 나타낸다. 이때, 산업용 태양광 모듈의 생산단가와 비교해도 큰 차이가 없다는 점을 볼 수 있다. 적어도 가격경쟁력적인 측면에서는 주거용 태양전지가 산업용을 따라잡을 수도 있다는 말이다.

지역단체 주도의 태양 전지 활성화 정책 절실

개인이 태양광 설비를 구매하기에는 아직 가격이 너무 부담스럽다. 몇천만원 단위의 태양광 설비는 아직은 대중화 되기는 어려운 것이 사실이다. 이에 구매 단가를 낮추고 태양광 모듈 활용을 극대화 하기 위해서는 지자체 주도의 태양 전지 구매 정책이 필수적이다. 국민들이 피부로 느끼는 녹색성장 전략을 추진하기 위해서는 생활 속에서 신재생에너지 사용을 확대할 수 있는 정책이 필요하다고 생각한다. 더불어 태양광 산업은 향후 신재생에너지 분야중 가장 성장성이 높은 분야로 평가받는 만큼 정부의 적극적인 산업 육성 정책 및 기업들의 혁신적인 경영 전략이 요구된다.



해외에는 주거용 태양광 시설이 어떤 식으로 운영되고 생활화 되고 있는지 사례에 대한 영상이다. 향후 5년쯤 우리의 미래가 이렇게 되리라 조심스레 예측해본다.

이를 막기위해 생산-사용-재생산-사용의 순환적인 에너지 사이클을 고안한 것이 신재생에너지들이다. 이 중 가장 큰 규모의 에너지를 얻을 수 있는 에너지원은 태양에너지다.

F&S에서 발행한 보고서에 실린 2001년부터 2008년까지 태양 전지 생산능력 변화추이를 나타낸 그래프다. 한눈에 봐도 알 수 있듯이 무서운 속도로 태양 전지 시장은 성장하고 있다. 특히 태양 전지 시장의 최대 호황기라 할 수 있는 2008년에는 전년 대비 100%에 가까운 기록적인 성장률을 보여주며 큰 폭으로 성장하였다.
하지만, 개인적인 견해로는 현재와 같은 실리콘계 태양 전지의 지속적인 발전가능성에 높은 점수를 주긴 어려울 듯 하다. 이에는 3가지 이유가 있다.

1. 현재 실리콘계 태양 전지를 설치하여 발전을 하기 위하여 대규모의 설치 대지가 필요하다.
2. 순도높은 실리콘을 활용한 태양 전지 고효율화는 이미 한계에 다다랐다.
3. 대규모 전력 수송에 큰 약점을 가지고 있다.

사실 많은 언론매체와 관련 글들은 태양 전지의 밝은 미래와 성장성에 대해서만 논한다. 그들의 논리를 가만히 보면 이제까지 큰 폭으로 성장해왔고, 저탄소 녹색성장에 대한 사회적 요구로 인한 정부의 전폭적인 지지를 주된 논지로 삼고 글을 전개해 나가고 있다. 하지만, 이러한 결정적인 문제점을 해결하지 않고서는 태양전지는 결코 석유에너지, 원자력에너지등 기존 에너지원을 대체할 수 없을 것이다.

나는 향후 기재할 글들에서 태양전지의 결정적인 단점에 대하여 중점적으로 논하고 이를 해결한 새로운 태양전지의 모습들에 대하여 논해보고자 한다.

무한 성장의 태양광시대                                                                                        

반도체보다 큰 태양광시대 열린다
태양광의 시대다.  ‘제3회 그린오션포럼(Green Ocean Forum2010)’의 기조연설 중 강남훈 지식경제부 에너지기후
변화정책관은 “태양광 기술 개발 가속과 원료 및 소재 가격 하락으로 인해 향후 5년 정도면 그리드패리티에 진입하게 될 것이라 분석했다. 그리드패리티란 태양광 및 풍력등 신재생에너지로 생산되는 발전 단가가 화석연료로 생산되는
발전단가에 비교해 가격 경쟁력을 획득하는 것을 말한다.



태양광산업의 성장에 있어 가격경쟁력은 필수적인 요소다. 유럽 태양광모듈 생산 기업에 비해 중국 기업들이 후발
주자였음에도 불구하고 이를 뒤집고 크게 성장할 수 있었던 이유도 저렴한 노동력, 생산단가를 이용하여 가격경쟁력
을 획득하였기 때문이다. 앞으로도 태양광 시장에서 가격경쟁력은 당분간 주요 경쟁요소로 작용할 것으로 전망된다.


LG경제연구원의 '미국의 신재생에너지 시장 잠재력 점검' 보고서에서의 분석에 따르면, 태양에너지의 발전단가가 kWh당 18센트 내외로 화석연료나 기타 신재생에너지에 비해 상당히 높은 수준이라 경쟁력을 확보하기 어려운 이슈가 있다.

새로운 태양광 시대 준비해야                                                                                                      

염료감응 태양전지는 새 희망
하지만 강남훈 장관의 분석대로 태양광 에너지가 그리드 패리티에 도달하게 된다면, 가격이외의 요소가 주요 경쟁 요소로 떠오를 것이다. 예를 들어 현재 넓은 면적에서 생산할 수 밖에 없는 태양광에너지의 한계를 역으로 이용하여염료감응형 태양전지처럼 넓은 면적에 다양한 디자인을 활용하여 태양광에너지를 생산할 수 있는 환경을 만든다거나 태양광 에너지 송전 관리 시스템과 같은 생산 외적인 요소가 주요 경쟁요소로 떠오를 것으로 분석할 수 있다.

염료감응 태양전지는 새 희망이 될 수 있다고 생각한다. 태양광 발전은 태생적으로 대규모 발전을 위해서는 그만큼 큰 면적의 발전용지가 필수적이다. 하지만 주거면적도 부족한 한국의 특성상, 그게 아니더라도 꾸준히 증가하는 인구증가를 고려할 때, 발전용지를 줄이고 대량의 발전이 가능한 새로운 태양광 에너지 발전방식이 필요하게 될 것이다. 이때 유용한 발전방식이 염료감응 태양전지다.

염료감응 태양전지는 쉽게 말해 페인트 같은 형태로 제작 되어 칠하기만 하면 태양 전지가 될 수 있는 활용도가 높은 태양전지다. 아직 송전문제도, 발전효율 문제도 해결된 상황은 아니지만 무한한 발전가능성을 갖고 있는 태양전지라 생각한다. 앞으로 태양광 시장을 분석할 때 빼 놓을 수 없는 태양전지 분야가 될 것으로 전망된다.

제프리 이멜트 GE 회장은 GE의 친환경 경영전략인 Ecomagination을 기업의 선두에 내세움과 동시에
이 명언을 남겼다.

Green is green

결국 Green 산업을 추구하는 것이 돈이 되고 수익이 되기 때문에 회사의 비전으로 세우고
기업 전략의 선두로 내세웠다는 의미이다.

제프리 이멜트(Jeffrey Robert Immelt) 직업 기업인

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결국 녹색과 신재생에너지, 환경보호와 기후변화의 주제들은 모두 돈이되고 수익으로 연결되니
전 세계적인 이슈가 되고 주목받는다는 것이다.

혹자는 이를 불순한 의도라 비판할 수도 있겠지만 전반적인 사회 가치를 높일 수 있다면 나쁘지 않다고
나는 생각한다. 다만, 초점이 Green 보다 green에 초점이 옮겨가고 있는 현실이 안타까울 뿐이다.

나는 녹색혁신은 근본적인 사회 변화를 이끌어내기 위해서는 가치혁신으로 이어져야 한다고 생각한다.
현재 포커스가 맞춰져있는 단위 와트당 전력생산 비용 등은 모두 green에 초점이 맞춰져 있으며
수직계열화와 기술발전은 아직 산업혁명 당시의 2차원적인 사고의 틀을 벗어나지 못하고 있다.




기업의 이익추구는 결국 사회적 가치의 증진을 위한 1차적 목표일 뿐 궁극적 목표가 아니라는 내 기업철학의
영향인지는 모르지만(철학이라 부르기도 낯뜨겁다) 좀 더 근본적인 면을 살펴볼 필요가 있다고 생각한다.

녹색 산업은 각국 정부 및 이해관계자들, 석유 카르텔과 수입국, 전지구적인 숭고한 목표와 돈등 다양한 가치가
얽혀있는 복잡다단한 문제다.