중국 태양광 독주, 한국의 ‘탠덤셀’로 깨트릴 수 있을까?
태양광, 풍력, 수력 등 신재생에너지 분야에서 중국이 세계 시장을 장악하고 있다는 사실은 이미 널리 알려져 있습니다. 특히 태양광 시장은 중국이 95% 이상을 점유하고 있다고 해도 과언이 아닐 정도로 압도적인 위치를 자랑합니다. 이러한 중국의 독주에 맞서 한국 정부와 기업들이 ‘탠덤셀(Tandem Cell)’이라는 새로운 기술로 세계 최초 상용화의 도전장을 내밀었습니다. 오늘은 탠덤셀 기술: 중국 태양광 독점 깰 한국의 비책 에 대해 알아보려합니다. 과연 이 탠덤셀이 중국의 거대한 태양광 산업을 흔들 카드가 될 수 있을지, blog.eomeo.net에서 심층적으로 분석해봅니다.
중국의 태양광 패권: 저가 넘어 기술 혁신까지
중국의 태양광 산업은 단순히 저렴한 가격 경쟁력을 넘어 이제는 기술력까지 세계 표준을 주도하고 있습니다. 폴리실리콘부터 셀, 모듈, 인버터, 그리고 최종 태양광 발전소 건설에 이르기까지 모든 밸류체인을 수직 계열화하여 세계 시장의 70~80% 이상을 장악하고 있습니다. 한국 또한 2019년만 해도 30% 이상을 국산 셀로 충당했으나, 현재는 중국산 셀이 90% 이상을 점유하며 국내 시장조차 위협받는 상황입니다.
중국이 연간 400GW 이상의 태양광 발전 설비를 신규 설치하는 규모는 상상을 초월합니다. 이는 우리나라 전체 발전 용량의 세 배를 넘는 수치이며, 최근 인공지능(AI) 데이터 센터의 폭발적인 전력 수요를 감안할 때, 이러한 에너지 생산 능력은 미래 AI 기술 패권과도 직결됩니다. 실제로 전 세계 신규 발전원의 90% 이상이 풍력과 태양광이며, 이를 잘 활용하는 중국이 AI 데이터 센터 확산에서도 우위를 점할 수밖에 없는 구조입니다. 이와 관련하여 AI와 에너지, 그리고 미국 증시의 새로운 기회에 대한 심도 깊은 분석은 AI와 에너지 미국 증시의 새로운 기회 글을 참고하시면 좋습니다. 또한 AI와 반도체 산업의 활력에 대한 내용은 AI와 반도체 증시 활력에서 더 자세히 다루고 있습니다.
물론 미국의 트럼프, 바이든 행정부 모두 중국산 태양광 제품에 대한 수입 장벽을 높이며 자국 산업 보호에 나서고 있지만, 이미 고착화된 중국의 리더십을 단숨에 뒤집기는 어려운 현실입니다.
차세대 태양광 기술, 탠덤셀의 등장
이러한 상황에서 한국이 주목하는 것이 바로 차세대 태양광 기술인 ‘탠덤셀’입니다. 탠덤셀은 기존 실리콘 태양광 셀 위에 ‘페로브스카이트(Perovskite)’라는 신소재 층을 쌓아 올리는(적층) 방식을 의미합니다. 페로브스카이트는 높은 전력 효율을 자랑하지만, 내구성이나 열 안정성 등 아직 상용화에 필요한 단점들이 남아있습니다. 따라서 실리콘과 페로브스카이트를 융합한 탠덤셀은 완전한 페로브스카이트 상용화로 가기 위한 중간 단계이자 교두보 역할을 할 것으로 기대됩니다.
탠덤셀의 혁신적인 장점:
- 비약적인 효율 증대: 두 개의 셀이 태양광의 다른 파장을 흡수하여 전력으로 전환하는 비율을 극대화합니다. 기존 실리콘 셀의 이론적 한계가 28~29% 수준인 반면, 탠덤셀은 30%를 넘어 최종적으로 40% 이상의 효율을 목표로 합니다. 이는 발전 단가를 획기적으로 낮출 수 있는 강력한 무기가 됩니다.
- 미래 확장성: 궁극적으로 개발될 페로브스카이트 단일 셀은 유연하고 투명하며 필름 형태로 제작이 가능합니다. 이는 전기차 유리, 건축물 외벽, 심지어 의류 등 현재 상상하기 어려운 다양한 분야에 태양광 발전 기능을 접목할 수 있는 혁명적인 가능성을 제시합니다. 테슬라의 일론 머스크도 전기차 충전 문제를 해결할 궁극적인 비전으로 이러한 기술을 언급하기도 했습니다.
한국 정부의 의지와 기업의 기술력
현 정부는 ‘초혁신 경제 전환’의 15대 선도 프로젝트 중 하나로 차세대 태양광(페로브스카이트)을 선정하며 집중적인 육성 의지를 보이고 있습니다. 2028년까지 탠덤셀 모듈을 세계 최초로 상용화하겠다는 목표는 한국이 이 분야에서 선도적인 역할을 하겠다는 강력한 메시지입니다. 지난 3년간 부진했던 R&D 투자도 다시 활성화되어 2030년까지 정부 예산이 집중될 것으로 예상됩니다.
국내 기업들의 기술력 또한 세계적인 수준입니다. 한화큐셀(Hanwha Q CELLS)은 세계 최초로 탠덤셀 효율 28.6%를 인증받았으며, 최근에는 29%에 육박하는 기술력을 선보이며 개발 막바지 단계에 있습니다. HD현대에너지솔루션 또한 HJT(이종접합) 방식의 탠덤셀 개발을 빠르게 진행하며 한화큐셀을 추격하고 있습니다. 이들 기업의 경쟁은 한국 탠덤셀 기술 발전에 긍정적인 영향을 미치고 있습니다.
현재는 실험실 수준의 개발이 상당 부분 완료된 상태이며, 중요한 것은 상용화 라인 구축과 밸류체인 형성입니다. 중국은 이미 1GW 규모의 탠덤셀 상용화 라인을 구축 중인 것으로 알려져 있습니다. 한국은 시장 규모가 작다는 현실적인 제약이 있지만, 정부가 100~200MW 규모의 시범 라인 구축 및 공공기관 의무 구매 등을 통해 초기 시장을 열어준다면 기업들이 사업을 확장하는 데 큰 도움이 될 것입니다.
글로벌 탠덤셀 개발 경쟁 현황
탠덤셀 및 페로브스카이트 기술은 아직 어느 한 국가가 헤게모니를 완전히 장악했다고 볼 수 없는 초기 경쟁 단계입니다. 한국 외에도 주요 국가들이 활발하게 개발에 참여하고 있습니다:
- 일본: 페로브스카이트 원천 기술 개발국가로, 카네카(Kaneka), 미츠이(Mitsui) 등 여러 기업이 개발을 진행 중입니다. 다만 상용화 속도는 다소 느린 편입니다.
- 중국: 론지(LONGi), 진코솔라(Jinko Solar) 등 상위 태양광 업체들이 3~4년 전부터 빠르게 개발을 추진하여 이미 1GW 규모의 상용화 라인을 구축 중입니다.
- 미국: 퍼스트 솔라(First Solar)를 비롯한 여러 태양광 스타트업들이 페로브스카이트 연구에 적극적입니다.
- 유럽: 독일, 폴란드 등 일부 국가에서도 두각을 나타내는 기업들이 연구 개발에 힘쓰고 있습니다.
이러한 상황은 한국에게 기술 리더십을 확보할 수 있는 절호의 기회를 제공합니다. 기존 실리콘 태양광 시장에서 중국과의 격차가 너무 커진 상황에서, 아직 상용화되지 않은 탠덤셀 분야에서는 동등한 선상에서 경쟁할 수 있기 때문입니다.
탠덤셀, 미래 에너지 패러다임을 바꿀 열쇠
오늘은 탠덤셀 기술: 중국 태양광 독점 깰 한국의 비책 에 대해 알아 보았습니다. 탠덤셀은 단기적으로 발전 효율을 극대화하여 태양광 발전의 경제성을 더욱 높이고, 장기적으로는 유연하고 투명한 차세대 페로브스카이트 태양광 기술로 가는 중요한 다리 역할을 합니다. 완전한 페로브스카이트 태양광 시장이 열리면 실리콘 수요는 점차 줄어들겠지만, 페로브스카이트의 내구성 문제를 해결하고 대규모 상용화가 이루어지기까지는 최소 10년 이상의 시간이 필요할 것으로 예상됩니다. 따라서 과도기적 단계인 탠덤셀에 대한 투자는 미래 에너지 산업의 주도권을 잡기 위한 필수적인 전략이라고 할 수 있습니다.
한국의 탠덤셀 기술이 성공적으로 상용화된다면, 이는 단순히 국내 에너지 자립을 넘어 세계 신재생에너지 시장의 새로운 혁신을 주도하고, 에너지 안보와 산업 경쟁력을 동시에 강화하는 중요한 전환점이 될 것입니다. 지금이야말로 정부와 기업, 그리고 국민 모두가 차세대 태양광 기술에 대한 이해와 지원을 아끼지 않아야 할 때입니다.
