KRICT 한국화학연구원

한국산 태양광의 새 심장

'페로브스카이트 태양전지'

중국산 초저가 공세에 지구촌 산업계가 몸살을 앓고 있습니다.

생활소비재부터 전기차, 배터리, 철강, 석유화학까지

세계의 제조업 전반이 중국의 저가 제품들에 잠식되고 있지요.

헐값의 수입품이 야기하는 경제 생태계 교란을 막기 위해

각국의 보호무역 조치도 점점 강경해지고 있습니다.

미국은 관세폭탄으로, EU는 반덤핑 조사로 사실상 봉쇄령에 착수한

중국산 태양광 제품 역시 대표적인 케이스입니다.

Chapter 01

중국의 저가공세와 위기의 태양광

국제에너지기구(IEA)에 따르면 중국산 태양광 제품은 전 세계 수요 전망치의 세 배가 넘는 과잉생산이 거듭되고 있습니다. 결과적으로 세계 대부분 지역에서 중국산 태양광 제품이 90% 안팎의 시장 점유율을 차지하며 여타 국가의 태양광 기업들은 파산 위기에 내몰리고 있는데요. <월스트리트저널>은 태양광을 비롯해 거의 모든 산업 영역에 걸쳐 계속되고 있는 중국의 과잉생산이 상당 기간 장기화될 것으로 내다보고 있습니다. 중국 정부가 부동산 침체와 높은 청년 실업률로 얼어붙은 내수경제를 밀어내기 식 수출 드라이브로 돌파하려는 전략을 취하고 있기 때문이라는 분석입니다.

이와 함께 중국산 태양광 제품의 독과점이 불러일으키고 있는 국제사회의 또 다른 딜레마도 소개하고 있습니다. 온실가스를 줄이기 위해 수입·설치하는 중국산 태양광 제품이 대부분 석탄 연료를 이용해 생산되고 있다는 점입니다. 태양광 패널의 핵심소재인 실리콘의 경우 불순물을 제거하는 수천 도의 고온 제조공정이 필요한데 중국 업체들이 값싼 석탄 에너지를 사용하며 글로벌 공급망을 제패할 수 있었다는 것입니다. 다른 국가의 태양광 기업들이 지출하는 전력요금은 중국의 4배가 넘기 때문에 도저히 가격경쟁이 되지 않는 상황입니다.

이에 따라 현재 세계 여러 나라는 자국 내 태양광 산업의 붕괴를 막기 위해 잇달아 강력한 보호무역 조치를 발표하고 있습니다. 먼저 칼을 빼든 것은 경제와 안보 모두에서 중국을 강력하게 견제하고 있는 미국입니다. 지난 5월 이른바 ‘슈퍼 301조’로 불리는 무역법에 의거해 대통령 권한으로 중국산 태양광 제품에 부과되는 관세를 2배로 올린 것입니다. 더불어 동남아 생산기지를 통한 우회 수출까지 꽁꽁 틀어막았습니다. EU와 캐나다 등 주요국도 중국 정부의 불공정 보조금 조사에 착수하며 대책 마련에 부심하고 있지요.

Chapter 02

차세대 태양전지의 대두

하지만 이런 규제 조치가 양날의 검이 될 것이란 우려도 존재합니다. 관세인상으로 태양광 제품의 가격이 오르면 그만큼 태양광 발전의 경제성도 떨어지기 때문입니다. 값싼 중국산 덕분에 지금처럼 태양광 발전의 광범위한 보급이 가능해졌다는 엄연한 현실은 무시하기 어렵습니다. 일각에서는 탄소중립 의무 이행을 위한 각국 정부의 태양광 발전 정책과 민간의 RE100(재생가능 에너지 100% 사용을 목표로 하는 기업 활동) 참여 비용의 증가가 불가피해질 것으로 내다보고 있기도 합니다. 당장 자국 내 태양광 산업 보호에는 도움이 되겠지만 복잡하게 얽힌 산업구조상 에너지 비용의 상승은 주력수출품목의 가격경쟁력 하락으로도 이어지는 만큼 어느 나라도 쉽게 유불리를 따지기 힘든 상황이지요.

화학연이 전 세계 태양광 발전 산업의 게임체인저로 불리는 ‘페로브스카이트 태양전지’ 개발에 더욱 박차를 가하고 있는 것도 이 때문입니다. 결정구조에 따른 다양한 물성으로 이미 오래 전부터 과학계의 흥미로운 연구주제였던 페로브스카이트는 2009년 고유의 반도체 특성이 알려지며 차세대 태양광 소재로 큰 주목을 받아 왔습니다.

페로브스카이트 태양전지는 제조 단계에서 에너지 사용과 탄소 배출이 많은 실리콘 태양전지와 달리 원료를 플라스틱 기판 위에 잉크처럼 바르는 저온 용액공정으로 만들 수 있습니다. 또한 유연하고 무게도 가벼운 필름 형태의 얇은 전지로 만들어 빌딩의 벽면, 기둥, 자동차 지붕 같은 곡면에도 설치가 가능하지요. 특히 최근에는 이런 페로브스카이트와 실리콘 태양전지의 장점을 결합해 효율성을 극대화하는 탠덤(다중접합) 태양전지 연구개발도 활발한데요.

페로브스카이트 태양전지 핵심 기술을 개발한

한국화학연구원 에너지소재연구센터 연구팀