임희진 지식경제부 태양광사업단 사무국장

Ⅰ. 세계 태양광 발전 현황
태양광 발전기술은 무한정, 무공해의 태양에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 태양전지/발전시스템 기술이다. 태양으로부터 오는 복사에너지를 흡수하여 열에너지로 변환하여 이용하는 태양열발전과 달리 태양광발전은 반도체 혹은 염료, 고분자 등의 물질로 이루어진 태양전지를 이용하여 태양빛을 받아 바로 전기를 생성한다.
태양광기술을 분류하여 설명하면 크게 전기를 만들어내는 태양전지, 여러 개의 태양전지를 연결하여 외부환경으로부터 보호하는 태양전지 모듈, 만들어진 직류전기를 교류로 변환해주는 전력변환장치 등으로 구성되며, 기존 계통에 연계하는지 여부에 따라 계통연계형과 독립형 시스템으로 구분한다.
태양전지 중 가장 널리 보급된 결정질 실리콘 태양전지는 전지(cell) 단위 최고효율이 24%에 이르며, 상용화된 단결정 모듈의 효율은 16~17%, 다결정 모듈은 14~16% 수준이다. 차세대 기술로 평가받는 박막 태양전지는 전지 단위에서 CIGS가 19%, CdTe가 16% 이상의 최고효율을 보이고 있으며, 염료감응의 경우 11%, 고분자 태양전지는 6% 이상을, 집광형 다층박막 태양전지의 경우는 40%에 이르는 효율을 기록하고 있다.
2007년도 전 세계 태양전지 생산량은 2.5 GW 규모로, 생산량 90%는 단결정 및 다결정의 실리콘 태양전지가 차지하고 있다. 시장의 급격한 팽창으로 실리콘 원료수급 불균형이 태양광 산업의 가장 큰 불안요소이며 실리콘 사용량을 줄이기 위한 기술의 개발이 요구되고 있다. 국가별 생산량으로는 일본이 수년째 수위를 차지하고 있으며 EU, 중국, 미국 등이 뒤를 잇고 있다. 국가별 보급량으로는 독일이 전체의 50% 가까이를 차지하고 있으며 일본, 미국 등의 순서이다. 2007년 각 급 전문기관의 예측에 따르면 2010년 태양광 시장규모는 14~15GW에 이를 것으로 보이며, 현재 전망치를 매년 상향하는 추세이다.

Ⅱ. 한국 태양광기술 경쟁력과 그의 잠재성
지구온난화 등 환경 문제의 심각성과 이미 배럴당 120달러를 돌파한 국제 유가 급등의 위기 상황과 원자재 시장의 위축으로 세계는 지금 인플레의 침체국면이다. 각국은 이러한 상황을 극복하기 위해서는 에너지의 안정적 공급과 확보를 위해 미래 에너지원의 패러다임을 전망하고 근본적인 해결책을 모색하여 궁극적으로 무공해이자 새로운 에너지원인 신·재생에너지의 공급을 확대하는 것을 목표로 2030년 신재생에너지로드맵 또는 태양광기술, 태양광산업 로드맵을 발표하였다. 각국 정부는 이를 심층 논의하며 향후 15년 길게는 20년 이상의 기간을 예정으로 신·재생에너지 보급에 대한 예산지원을 보증하고 있다. 이러한 범세계적인 국가차원의 정책적 지원은 태양광발전이 타 발전원 대비 가격경쟁력을 확보하여 자발적 성장이 가능하도록 하는 것을 목표로 태양전지 효율향상과 모듈 및 시스템의 가격저감을 위한 기술개발에 주력하고 있다.
지난 8년간 48%이상 지속적인 고속성장세를 이룬 세계 태양광산업은 향후 수십 년간 전 세계 태양광시장을 빠르고 안정적인 성장이 가능한 분야로 지목되어 이미 엄청난 자본력이 집중되었고 기술개발 및 산업화의 열기는 나날이 고조되고 있다. 이러한 태양광산업 활성화의 원인은 세계 제일의 경쟁력을 선점할 경우 새로운 성장 동력으로써 막대한 부가가치의 창출이 가능하다는 것을 의미한다.
여러 신·재생에너지 중 태양광 발전은 핵심구성요소인 태양전지 제조에 있어서  반도체, 디스플레이 분야와 맥락을 같이 하고 있다. 우리나라는 이 분야에서 이미 세계 최고의 기술력과 생산력을 인정받고 세계 시장을 선도하고 있다. 따라서 국내 태양광 기술이 반도체, 디스플레이 기술과 융합하여 시너지 효과를 발휘할 경우, 세계적인 기술력과 생산력을 보유하는데 걸리는 시간과 노력을 최소화 할 수 있다. 또한 태양광 기술은 기계, 전기전자, 화학, 비철금속, 요업에서 주택, 건설에 이르기까지 여타 산업과 연관성이 매우 높다. 국내 태양광 기술이 경쟁력을 확보하여 세계 시장을 선도할 경우, 그에 따른 성과가 이와 같은 다양한 산업에 파급되어 동시다발적 성장, 부가가치 및 고용의 창출에 크게 기여할 수 있다.

Ⅲ. 한국 태양광산업의 미래전략
태양광 기술에 대한 우리의 대응은 1990년대까지는 핵심요소기술에 대한 소규모 기술개발이 이루어지는 실정이었으나, 2000년대 들어와서는 대폭 확대된 정부 예산을 바탕으로 체계적인 기술개발을 추진할 수 있는 여건이 되었다. 그러나 1970년대부터 체계적인 기술개발로 시장을 주도하고 있는 일본이나 핵심원천기술을 다량 보유하고 있는 미국, 거대한 보급시장으로 민간주도의 기술개발 여건이 충분한 독일 등과 비교하면, 아직 기술수준 극복의 관건이 향 후 우리의 과제이며 발전방향의 전략목표가 될 수 있다.
현재 LG그룹의 태양광산업 수직계열화 체계구축, 현대중공업의 태양전지 및 모듈사업 확대, 동양제철화학의 폴리실리콘원료 산업진출로 세계적 메이저업체 등극, 이외 삼성 및 효성, SK 등 대그룹의 태양광산업 진출로 한국태양광산업은 그 진입의 폭이 대단위로 확대되었으며 태양광원료 - 태양전지- 태양광모듈 - 태양광설치 및 시스템 - 태양광 발전까지 이어지는 태양광 Value chain별 사업의 다양한 영역확대는 한국형 태양광산업이 이미 안정적인 진입을 통해 향후 국제적수준의 태양광산업분야를 선점하고자 하는 당찬 행보를 보여주고 있는 증거이다.
현재 가장 큰 시장을 형성하고 있는 다결정 실리콘 태양전지와 시장점유율이 빠르게 상승하고 있는 박형 실리콘, 실리콘 박막, 화합물 박막 태양전지의 경우에는 아직 기술개발 초기 단계로 기술의 국산화를 위해 산-학-관이 컨소시엄을 구성하고 기술력을 집중하고 있다. 또한 다결정 실리콘 소재부터 태양전지까지의 상위기술은 반드시 선진국 수준의 기술력을 확보하여 국산화기술이 글로벌마켓을 선점하도록 가속해야할 부분이다.

Ⅳ. 한국형 태양광을 위한 선택과 집중
태양광 기술의 역량을 키우기 위한 가장 중요한 이슈 중에 하나는 태양광 기술을 전공한 인력의 양성이다. 태양광 기술이 최근 급격히 부각되었기 때문이기도 하지만, 현재 이 분야에 대해 전문적인 교육의 기회를 제공할 수 있는 고등교육기관은 국내에 그리 많지 않다. 연구소나 기업에서는 우수한 인력을 위한 인센티브 제공을 확대하고 정부는 태양광 선진국의 우수인재 활용 및 교류를 위한 사업을 진행시켜 선진국 기관들과의 적극적인 인적교류를 통해 선진 기술력 습득 및 태양광국제화를 위한 미래 신성장 동력원으로 기틀을 마련하여 차세대 자원 확보에 긍정적인 투자를 시작해야한다.
국내 기술수준 선진화 및 국산화 달성의 목표아래 태양전지 분야는 반도체, 디스플레이 분야 인력 및 자원의 역량을 효율적으로 접목시키는 것이 중요하다. 선진국 수준의 기술력과 생산력을 갖추도록 하려면 결국 시장의 확대가 동반되어야 하며 이를 위해 인력과 자원을 한 곳에 집중하여 선진국 수준의 양산기술력을 조기에 확보하고 적정시기에 기업으로의 기술이전을 통해 시장변화에 능동적으로 대응하는 것이 바람직하다.
동이 터 오르는 아침을 맞이하는 한국의 태양광은 분명 미래에 붉게 빛나는 노을과 같이 찬란한 역사를 만들어갈 것이다.

임희진
한양대학교 세라믹 공학석·박사
일본 오사카대학교 교환연구원
한양대학교 연구교수
미국 캔사스주립대학교 교환교수
현재 고려대학교 신소재공학부 연구교수
현재 지식경제부 태양광사업단 사무국장