태양광 R&D의 발전 방향을 논의하고 연구 성과를 공유하는 ‘태양광 R&D 한마당 FAIR' 가 국가과학기술위원회 주최로 지난 6일 세종대 광개토관에서 진행됐다.

이번 행사에는 태양광 분야 연구를 수행하고 있는 연구책임자 170여명을 비롯해 산·학·연 및 정부 관계자 400여명이 참석했으며, 태양광 산업의 국내외 동향과 연구사례 소개, 정부의 태양광 R&D 투자방향 발표의 순서로 진행됐다.

김도연 국과위 위원장은 인사말에서 “태양광 분야는 시장의 침체와 태양전지 가격 하락으로 위기감이 고조되고 있다”며 “국가적 차원의 R&D 방향을 제시하는 한편, 연구주체 간 교류협력을 촉진할 수 있도록 지속적으로 노력 하겠다”고 밝혔다.

그리드페리티 시대의 선택, 태양광

태양광 발전이란 태양의 빛에너지를 광전효과를 이용해 전기에너지로 바꿔주는 태양전지를 이용한 발전 방법을 말한다. 우리나라 태양광 산업은 2008년부터 국내 신재생에너지 산업의 중심으로 작용해 2010년 신재생에너지 산업 전체 투자액의 80%, 전체 매출의 70%를 차지할 만큼 크게 성장했다. 총 매출액 중 수출로 거둬들이는 수익은 74%에 달할 정도로 수출 효자 분야이기도 하다.

고효율 박막태양전지가 포함된 태양광 기술은 작년 4월, 정부가 발표한 ‘신성장동력 10대 프로젝트’에 이차전지 핵심소재, 에너지절약형 전력반도체, 스마트콘텐츠 등과 함께 포함되어 주목을 받기도 했다.

박진호 영남대학교 화학공학부 교수는 ‘태양광 분야 국내외 동향’이란 제하의 주제발표를 통해 세계적으로 태양광 발전 규모는 2006년도부터 2010년까지 77% 이상 성장했고, 향후 2015년까지는 2011년 대비 20%가 성장할 예정이라며 이 분야의 투자는 미래 우리나라의 국익을 위해 반드시 필요하다고 강조했다.

박 교수는 이런 성장의 요인으로 빠르게 도달하고 있는 그리드페리티(GRID PARITY)를 꼽았다. 그리드페리티란 신재생에너지 발전단가와 기존 화석에너지 발전단가가 같아지는 균형점을 말한다.

전 세계적으로, 기초 연료의 가격 상승과 더불어 후쿠시마 사태 이후 핵 발전 시설을 축소하는 나라가 늘고 있어 기존 전력 가격 대비 태양광 단가의 격차는 빠르게 좁혀지고 있는 상황.


이 때문에 유럽에서는 공동 연구 프로젝트인 SET 플랜을, 미국에서는 Sun Shot Initiative 출범을 통한 신재생에너지 분야 연구 프로젝트를 진행하며 태양광 발전 시대를 준비하고 있다. 2008년부터 뒤늦게 태양광 분야의 투자를 시작한 우리나라는 ‘5+2 광역경제권 선도 산업 육성 사업’을 비롯한 기초 연구 육성 정책 을 통해 세계와의 격차를 좁혀 나가고 있는 모습이다.

박 교수는 “2008년부터 지난해까지는 연습경기에 참여해서 배우는 단계였다면 2015년 GRID PARITY에 도달할 때 우리나라의 본격적인 경기가 시작된다. 지금은 선택과 집중의 육성전략이 필요하다”고 강조했다.

태양광 발전, 제 2의 반도체 산업으로 육성할 계획

국가과학기술위원회 홍재민 심의관은 ‘태양광분야 정부 R&D 투자 방안’이란 제하의 주제발표를 통해 현재 우리나라가 겪고 있는 위기 상황을 R&D의 집중 육성을 통해 이겨내자고 말했다.

태양광 분야에 정부 R&D 투자 규모는 약 1,988억 원으로 세계 3위 수준이다. 이중 결정 실리콘의 투자비용이 744억, 실리콘 박막이 298억, CIGS 282억원에 달하며 최근 5년간 연평균 예산 증가율은 36.9%에 이른다.

그러나 이런 투자에도 불구하고 국제적 경쟁력을 갖춘 대표적 기술개발 성과는 미흡한 실정이다. 결정질 실리콘은 중국에 비해 가격 경쟁력이 떨어지고, 고효율 실리콘, 박막, 차세대 분야도 기술선진국에 비해 전반적으로 열세다.

홍 심의관는 앞으로 제 2의 반도체 산업으로 태양광 발전을 육성할 계획이며, 이를 위해 1세대부터 3세대까지 중요 기술 분야를 나눠 핵심 전략을 수립할 예정이라고 밝혔다.


1세대 결정질 실리콘의 경우 중국발 위기를 극복하기 위해 중요 핵심기술에 대한 산학연 공동 프로젝트를 지원해 고효율, 저가화 기술 투자에 집중할 계획이며, 동시에 한국형 공정 및 장비 개발을 진행하게 된다.

2세대 CIGS, 연료감응 기술은 시장 적용성 확대를 위한 Flexible CIGS 태양전지를 개발 등으로 시장의 규모를 늘리고, 선도 기술 조기 확보, 대체 태양전지, 고전압용 CIGS등을 통해 원료수급에 따른 문제 발생을 최소화 할 계획이다.

유기, 차세대가 포함된 3세대는 장기적인 관점에서 지속적인 투자를 할 것이며 원천기술 확보, 디자인과 마케팅 분야의 개척을 통한 새로운 가치 창출을 도모할 예정이다.

홍 심의관은 이를 위해 기술 분야별 R&D 허브를 지정해 이 허브를 중심으로 한 산학연 협력을 펼쳐나갈 계획이며, 범부처적 태양광 R&D 마스터플랜을 수립해 공동기획에 따른 협력안을 만들어 나가겠다고 밝혔다.