재생에너지의 대표 주자 태양광발전

태양광발전은 이미 우리 생활에 깊숙이 들어와 있는 재생에너지원이다. 태양광 집진판을 어렵지 않게 볼 수 있고 또 태양광에너지에 대한 대중의 인식도 높은 편이다. 태양광의 신규설비 투자도 지속적으로 증가하고 있는데 그 이유와 세계적인 동향에 대해 알아보자.
글 이석호, 조일현 에너지경제연구원 신재생에너지연구실 부연구위원 그림 이은호

2017년 12월, 2030년까지 재생에너지 발전량 비중을 2016년 7% 수준에서 20%로 높이고자 하는 재생에너지 3020 이행계획이 발표되었다. 3020 이행계획은 재생에너지 중 폐기물, 바이오의 발전 비중을 줄이고 신규설비의 95% 이상을 태양광, 풍력을 중심으로 한 청정에너지로 공급하는 것을 골자로 한다. 특히 태양광은 현재 설비용량 5.7GW에서 2030년에는 36.5GW로 증가하여 전체 재생에너지 설비 중 절반이 넘는 57%를 차지한다.
태양광 중심의 신규설비 투자는 세계적인 추세로, 이는 모듈 가격 하락으로 대표되는 태양광발전 비용 하락에 기인한 것이다. 그리고 비용 하락에는 태양광 보급에 경매 제도를 도입한 영향도 있다. 본고에서는 세계 태양광 동향을 살펴보고 태양광발전 가격 하락 요인을 살펴보겠다.

태양광은 비싼 발전원이 아니다

IEA에 따르면, 1990년부터 2015년까지 세계적으로 태양광이 연평균 45.5% 성장하여 풍력의 연평균 24% 성장을 크게 앞서며 재생에너지원 중 가장 빠른 증가율을 보였다. 반면, 비중이 높은 바이오매스와 수력은 같은 기간 1.1%와 2.4% 증가율을 보여 앞으로 세계 재생에너지 시장은 태양과 풍력 중심으로 재편될 것으로 예상된다. BNEF는 올해 세계 태양광 신규설비가 처음으로 100GW를 넘어설 것으로 전망했는데, 이는 10년 만에 10배 이상 증가한 것이고 2015년 이후 풍력 신규설비 규모도 넘어선 것이다.

모듈 가격 하락은 지금도 빠르게 진행

태양광발전 비용이 하락하는 주된 요인은 모듈 가격의 하락이다. 모듈 가격은 1976년 $82/W에서 2016년 $0.41/W까지 하락했다. 같은 기간 모듈의 학습률은 28%로 누적생산량이 두 배 증가할 때 가격은 28% 하락했다. 이는 석탄 8.3%, 천연가스 14~15%, 원자력 6%, 수력 1.4%의 학습률과 비교하여 높은 것으로, 태양광은 다른 에너지 기술보다 생산량 증가에 따른 가격 하락 효과가 더 빠르게 나타나고 있다.
모듈 가격의 하락 요인은 생산량이 늘며 축적된 학습효과와 더불어 기술 발전에 기인한다. 태양광 모듈의 효율성이 개선되고 있는데, 특히 2010년 이후 눈에 띄게 효율성 개선이 이루어지고 있다. 또 기술 발전으로 모듈 생산에 필요한 폴리실리콘 양이 점차 줄어들어 폴리실리콘 공급 증가로 인한 가격 하락도 모듈 원가 절감의 중요한 요인으로 작용하고 있다.
시장의 경쟁이 심한 것도 모듈 가격 하락의 중요한 요인이다. BNEF 추정에 의하면, 2017년 3분기 폴리실리콘, 웨이퍼, 태양전지, 모듈로 이어지는 가치사슬별 제조업체들의 실적이 상대적으로 좋았음에도 경쟁이 치열하여 대부분 기업의 이자 및 세전 이익(EBIT)이 10% 이하를 기록했다. 이렇게 경쟁이 치열하고 마진이 낮은 상황임에도 향후 시장을 바라보며 여러 중국 업체가 제조 부문에 신규 진출을 꾀하고 있어 경쟁은 더욱 심화될 전망이다.

경매제도로 가격은 더 빠르게 하락

재생에너지의 가격경쟁력이 확보되면서 각국 정부는 고정가로 지원하는 발전차액제도(FIT)의 요율 삭감이나 시장기반 정책으로 이행하고 있다. 그중 경매는 세계 재생에너지 정책 트렌드로 자리 잡았다. 기존에 경매 제도를 운영해왔던 중남미 등 개발도상국들에 더해 유럽 국가 등 주요 선도국이 경매 제도로 전환하고 있다. REN21에 따르면, 2015년 말까지 64개 국가가 경매 제도를 도입했다. 독일은 시범 경매를 바탕으로 2017년부터 본격적으로 경매 제도를 시행했다. 이웃 나라인 중국도 경매를 활용하고 있고 일본은 2017년에 처음으로 경매를 시행했다.
많은 국가가 경매 제도를 도입하면서 세계적으로 신재생에너지 경매 물량이 빠르게 증가하고 있다. 2010년만 해도 경매를 통한 태양광 보급은 미미했지만, 최근 경매 제도를 본격적으로 도입함으로써 2016년에는 태양광 신규설비 53.6GW 중 50%가 넘는 27.8GW가 경매를 통해 도입되었다.
태양광 가격 하락 추세는 경매로 인해 더욱 빠르게 진행되고 있다. 경매는 입찰가 경쟁을 촉발해 가격 하락에 기여한다. IRENA에 따르면, 경매를 통하여 2010년 $250/MWh 수준이던 태양광 낙찰 가격은 2016년 $50/MWh로 떨어졌다. 이런 경매의 효과는 풍력에서도 볼 수 있는데, 같은 기간 풍력의 낙찰 가격도 절반가량 하락했다. 경매의 낙찰 평균가는 평균 태양광 비용보다 낮아 경매를 통한 가격발견 기능은 발전차액제도(FIT) 요율 삭감의 근거가 되고, 시장 경쟁을 통한 가격 하락 역할도 하고 있다.
이미 많은 국가 및 지역에서 태양광은 더는 화석연료와 비교하여 비싼 에너지원이 아니고 태양광의 가격 경쟁력 확보로 세계적으로 태양광 보급이 급속히 늘고 있다. 이런 태양광발전 비용 하락은 모듈 가격 하락으로 대표되는 기술 진보와 경매 도입이라는 시장 제도적인 영향에 기인한 것이다. 매년 빠르게 변하는 태양광 시장이기에 내년엔 또 많이 달라져 있으리라 예상된다.