1. 시장 동향 및 전망
미국은 세계 주요 태양광 시장으로 부상하며, 중국과 함께 세계 태양광 시장의 성장을 주도하고 있다. 2016년 미국 태양광발전 신규 설치 규모는 14.8GW로 ‘15년 7.3GW 대비 약 2배 성장하였으며, 중국 34.5GW 신규설치에 이어 세계 2위를 기록하였다. 또한 미국 신규 발전설비 용량 중 태양광이 2016년 처음으로 천연가스와 풍력을 제치고 가장 높은 비중을 차지하게 되었다.
<그림 1> 미국 태양광 신규설치 동향 및 전망
자료 : BNEF
<그림 2> 에너지원 신규설치용량 점유율 동향
자료 : 미국태양광협회
2016년 미국에서 신규설치 규모가 크게 증가한 이유는 태양광 설비에 대한 투자세액공제(ITC, Investment Tax Credit)가 2016년말 만료 예정이었기 때문이다. 태양광발전 사업자들과 발전회사들은 ITC 만료 전 태양광 설비 투자를 진행한 것으로 보인다. 또한 기술발전에 따른 태양광발전설비 단가 하락으로 다른 에너지원 대비 가격 경쟁력이 향상된 것도 태양광 신규설치 증가에 기여하였다.
미국 태양광시장은 다양한 금융제도의 활용과 오바마 정부의 적극적인 신재생 에너지 확대정책으로, 태양광발전 누적설비용량이 2016년 40.3GW로 세계 총 303GW 중 13.3%를 차지하며, 중국 78.0GW, 일본 42.8GW, 독일 41.2GW에 이어 세계 4위이다. 발전소 규모의 태양광 단지가 가장 큰 부분을 차지하며 상업용·가정용 분산형 태양광발전도 지속적으로 증가하고 있다. 그러나 2016년 미국의 총 발전량 4,100TWh 중 태양광 발전은 1.4%로 아직은 적은 비중을 차지하고 있다.
2016년 태양광 신규설비용량 중 태양광발전소, 상업용 태양광발전, 가정용 태양광 발전이 각각 약 75%, 17%, 8%의 비중을 차지하였다. 캘리포니아주가 대규모 태양광 발전소와 분산형 태양광발전 양대 분야 모두 고른 성장을 이루며, 미국 태양광발전
시장의 성장을 견인하였는데, 2016년 누적설치용량 17GW로 미국 태양광 총 누적 설치용량 중 42%의 비중을 차지하였다. 2위인 노스캐롤라이나 3.7GW와도 비교적 큰 차이를 보이고 있다. ’16년 태양광 누적설비용량이 상위 5개 주들에 집중되어있는 경향이 있으나, 재생에너지 확대 정책을 통해 태양광 신규 설치 지역이 확대되며 주별 집중도가 완화될 것으로 전망된다.
<그림 3> 미국 주요 주별 태양광발전 현황(2016년)
자료 : 미국태양광협회, 산업은행 산업기술리서치센터
주별 신규설치 용량은 2016년 캘리포니아 1.74GW, 유타 0.41GW, 조지아 0.36GW, 노스캐롤라이나 0.34GW, 네바다 0.33GW 등의 순이었다. 캘리포니아에 위치한 세계 최대 규모의 태양광 단지 중 하나인 토파즈 솔라팜은 550MW 규모로 약 14만 가구에 전력을 공급하고 있다. 미국 퍼스트솔라사가 9백만개의 CdTe(Cadmium Telluride) 태양광 모듈을 설치하여 2014년 건설 완료하였으며, 미국의 박막 태양광 셀 강국으로서의 면모를 보여줬다.
미국 태양광산업의 고용인원 증가율은 타산업대비 높은 편으로, 일자리 창출에 기여하고 있다. 2016년 미국 태양광산업 고용인원은 26만명으로 2015년 대비 25%, 5만 1,000명이 증가하였다. 태양광발전 설치 분야 고용인원이 전체의 52%인 3만 8,121
명으로 가장 많았으며, 이어 태양광 관련 제조 및 프로젝트, 유통분야 등의 순으로 고용인원이 많았다. 주별로는 캘리포니아, 매사추세츠, 텍사스, 네바다, 플로리다 순이었으며, 특히 텍사스주가 높은 고용 성장세를 보이고 있다.
미국 태양광 시장 성장세는 둔화되나 지속적으로 성장할 것으로 전망되며, 2017년~2021년 동안 캘리포니아, 플로리다, 텍사스, 노스캐롤라이나, 애리조나에서 가장 많은 태양광 신규설치가 이루어질 것으로 예상된다. 미국 태양광 시장 투자는 2017년 198억달러로 2015년 318억달러 대비 감소하였으나, 이는 태양광 기술발전에 따른 단가하락에 기인한 것으로 추정된다. 대규모 태양광 발전소 투자 비중이 가장 높았으며, 이어 소규모 분산형 태양광발전, R&D 투자, Venture Capital과 Private Equity, 공모시장 투자 순이었다.
<그림 4> 태양광 신규설치 전망(2017~2021년)
자료 : 미국태양광협회
<그림 5> 미국 태양광 투자(2017년) 동향
자료 : BNEF
2. 기술 동향
미국의 태양광 기술 수준은 세계 최고인 것으로 평가된다. 환경부에 따르면, 미국 태양광 셀 기술력 대비 주요국 기술수준은 실리콘계1) 태양광 셀의 경우 2015년 기준 일본 99.6%, EU 98.5%, 한국 89.0%, 중국 82.7% 순이며, 비실리콘계 태양광셀의 경우 EU 97.3%, 일본 95.7%, 한국 87.0%, 중국 75.2% 순이다.
미국의 Sunpower사는 전면에 위치한 전극을 모두 후면에 두는 후면전극형 IBC(Interdigitated Back Contact) 단결정질 실리콘 셀을 개발하여 효율 20% 이상의 양산용 셀을 생산하였으며, 2015년 셀 변환효율을 최고 25.2%까지 달성하였다. 2017년 단결정실 실리콘 셀의 실험실에서의 최고 변환효율이 26.7%였던 점을 고려하면 고효율 단결정질 실리콘 셀의 한 종류로 분류될 수 있다.
저가의 기판사용, 단순한 공정 등을 통해 생산단가를 낮출 수 있고 응용범위가 다양하여 차세대 기술로 주목받고 있는 박막 태양전지 중 가장 두각을 나타내고있는 CdTe는 미국 First Solar사가 2015년 CdTe 셀 효율 21.5%를 달성한 바 있으며, 미국 대규모 발전용 시장에서 사용되고 있다. 또한 과거 미국의 Konarka사가 유기박막 태양광 셀의 실용화 개발에 있어 선두 주자 역할을 하기도 하는 등 미국의 태양광 기술 개발 및 R&D 투자가 매우 활발하게 이루어지고 있다.
태양광 발전시스템 및 태양광 공정장비기술 관련 특허출원의 경우 중소벤처 기업부에 따르면 2010년부터 2016년까지 누적 출원건수 기준으로 미국이 각각 41.9%(3,266건), 43.2%(3,376건)의 비중을 차지하며, 세계 최대 출원국으로서 태양광 분야의 기술을 리드하고 있다. 이어 일본, 한국, 유럽 순으로 태양광 발전시스템 및 공정장비기술 관련 특허 출원 비중이 높은 것으로 나타나고 있다.
<그림 6> 실리콘계 태양광 셀 기술수준
자료 : 환경부
<그림 7> 비실리콘계 태양광 셀 기술수준
자료 : 환경부
미국 태양광산업 성장요인
미국 태양광시장의 성장을 견인한 첫 번째 요소는 태양광 발전원가의 하락이다. 대규모 태양광발전소의 건설 비용 중 모듈이 가장 큰 비중을 차지하고 있는데, 모듈 제조설비 증설에 따른 공급 과잉, 아시아로부터의 저가 모듈 공급 증가로 모듈 가격이 하락하며, 건설비용이 감소하고 있다.
<표 1> 미국 태양광발전 설치비용 동향
자료 : BNEF
<그림 8> 미국 대규모 태양광발전소 설치비용 동향 및 전망
자료 : BNEF
두 번째로 연방정부와 주정부 차원의 다양한 지원제도이다. 미국 정부는 2005년에 개정된 「에너지 정책법」(Energy Policy Act of 2005)과 금융위기 이후 2009년 발효된「경기회복 및 재투자법」(American Recovery and Reinvestment Act)을 근거로 청정에너지에 대한 세금공제, 보조금, 대출 프로그램 등을 시행하여 태양광 보급·확대에 기여하고 있다. 에너지정책법은 주거용 및 상업용 태양광에 대한 세제혜택을 제공하며, 연방정부의 대표정책인 생산세액공제(PTC, Production Tax Credit), 투자세액공제(ITC, Investment Tax Credit) 등의 근간이 되었다.
생산세액공제는 신재생에너지원으로 생산한 전력을 제3자에게 판매한 기업에 대해 운전 개시 후 10년간 세금을 공제해 주는 것이다. 2013년 만료되었으나 2014년 갱신되어 2014년까지 건설에 착수한 발전소에만 소급적용하도록 하였다. 태양광발전에 대한 투자 세액공제 요율은 2015~2019년 30%, 2020년 26%, 2021년 22%, 2022년 이후 10%로 유지할 계획이다. 투자세액공제는 태양광발전 설치시 발생된 전체금액의 30%를 공제하며, 한도를 두지 않고 있어, 구글, 아마존과 같은 IT기업 등 민간 대기업들이 태양광 프로젝트에 참여하는 유인이 되었다.
「경기회복 및 재투자법」은 경기회복과 일자리 창출을 위한 오바마 행정부의 선거공약으로 시행되었으며, PTC, ITC에 대한 세제혜택 기간 연장, 세금 공제 대신 프로젝트 가치의 최대 30%까지 지원금 수혜 가능 등의 내용이 포함되어 있다. 기업은 연방정부와 주정부의 정책 지원을 모두 받을 수 있다. 상이한 전력시장 특징 등을 반영하여 각 주별로 신재생에너지 의무할당제(RPS, Renewable Portfolio Standard)를 도입하는 주가 확대되었다. 발전차액지원제도(FIT, Feed in Tariff)와 분산형 전원 확산을 위해 넷미터링(Net-Metering)을 시행하는 주들도 일부 있다.
한편 미국 에너지부에서는 선샷 이니셔티브(Sunshot Initiative) 프로그램을 통해 태양광 발전비용을 2020년까지 2010년 대비 75% 감소시키고자 국립 연구소, 민간기업 등을 지원하고 있다. 태양광 시스템 비용 절감을 통해 2050년까지 39만개의 일자리를 창출하고, 미국 전체 발전량의 27%를 태양광으로 공급하는 것을 궁극적인 목적으로 하고 있다.
세 번째로, 태양광발전설비 설치비용에 대한 자금조달을 용이하게 해 주는 미국 금융 시장의 발달이다. 그 동안은 가정용 분산형 태양광발전 설치 확대에 리스 및 PPA (Power Purchase Agreement) 계약이 큰 역할을 했다. 2017년에는 소규모 분산형 태양광발전 설치가 감소하였음에도, 가정용 태양광 발전설비에 대한 직접 소유가 늘어나면서 태양광에 대한 자산유동화 증권 발행이 13억달러로 가장 컸다. 태양광설치 중소기업의 니즈에 맞춘 금융상품이 발달하면서, 과거 미국 가정용 태양광 시장의 3대 기업인 Tesla (SolarCity 인수), Sunrun, Vivint의 판매가 감소하고, 새로운 기업의 진입을 유인하고 있다.
SolarCity는 2013년 그린 ABS를 발행하며 소규모 사업자를 대상으로 하는 태양광 사업을 진행해 성장하였으며, Mosaic은 태양광 크라우드 펀드 온라인 플랫폼을 제공하여 다양한 투자자들의 태양광 프로젝트 참여 유도 및 자금조달을 용이하게 하였다. 또한 On-Bill Financing 프로그램은 가정에서 초기에 큰 설치비용 부담없이 태양광 발전을 설치할 수 있게 하여, 소규모 분산형 태양광 발전이 확대될 수 있도록 하였다.
<그림 9> TOP 3 미국 가정용 태양광 기업 설치 실적
주 : Tesla가 2016년 11월 SolarCity 인수
자료 : BNEF
주요 이슈
미국내 태양광 셀과 모듈 제조업체인 수니바와 쏠라월드 아메리카는 저가의 해외 태양광 셀·모듈 수입 증가로 미국내 태양광 셀·모듈 제조기업들이 재정 악화, 파산, 공장폐쇄 등 큰 피해를 입었다고 주장하며, 2016년 4월 수입산 셀·모듈에 대한 반덤핑
조사 및 50% 관세를 부과할 것을 미국 무역위원회(ITC)에 청원하였다. ITC는 이후 공식적인 조사에 착수하여, 한국과 중국 등으로부터 수입되는 태양광 셀·모듈이 미국산업에 심각한 피해를 줬다고 2017년 9월 판정하였다. 그리고 수입산 태양광셀·모듈에 최대 35%의 관세 부과 등의 내용을 포함하는 세이프가드(긴급수입제한 조치) 발동 제안 권고문을 2017년 11월 트럼프 대통령에게 제출하였다.
2018년 1월 22일 미국 트럼프 대통령이 최종 승인한 태양광 세이프가드는 한국 등에서 수입한 태양광 셀과 모듈에 대해 2.5GW를 초과하면, 1년 차에 30%, 2년 차에 25%, 3년 차 20%, 4년 차에 15%의 관세를 부과하기로 결정하였다. 수니바와 쏠라월드가 요청한 관세율과 ITC가 권고한 관세율 수준 보다는 완화되었지만, 대미 수출 의존도가 높은 국내 태양광 산업뿐 아니라 수입의존도가 높은 미국 태양광산업에도 적지 않은 영향을 미칠 것으로 예상된다. 한국경제연구원은 미국의 태양광 세이프가드 조치로 국내 수출 손실액이 4년간 17억 100만달러(1조 8천억원)에 이를 것으로 추정하고 있다.
미국 태양광산업은 업스트림보다는 다운스트림이 발달하여 태양광 제품 중 약 80% 이상을 수입에 의존하고 있다. 미국의 2016년 태양광 셀 및 모듈 수입액은 총 84억 9,000만달러로 이중, 말레이시아산 수입액이 25억 3,100만달러로 가장 많았으며, 이어 중국산 수입액이 18억 500만달러였다. 한국은 13억 3,200만달러, 시장 점유율 약 15~16%로 미국에 세 번째로 수출을 많이 하였다. 이어 멕시코산, 태국산 등의 수입액이 많았다.
미국의 태양광 세이프가드 발동에 따라 미국 태양광 설치 수요가 위축되고 일자리가 감소할 것이다. 30%의 관세 부과로 대규모 태양광발전소 건설비용은 약 10%, 가정용 지붕형 태양광 설치 비용은 약 3% 정도 인상될 것으로 예상된다. 이에 따라 신규 대규모 태양광발전소 프로젝트 건설이 줄고, 지붕형 태양광 소비자의 가격 인상 부담을 증가시켜, 미국 태양광 시장의 성장을 둔화시켜 미국 태양광 패널 설치 및 유지보수업종 종사자의 대규모 실직을 유발할 수 있다.
또한 국내에서 생산된 태양광 셀의 약 70%가 미국에 수출되고 있어, 한화큐셀, LG전자, 현대중공업 그린에너지 등 국내 태양광기업들이 관세부과로 인해 미국 판매량이 줄어드는 것은 불가피할 것으로 보인다. 또한 미국에서 진행 중인 대규모 태양광발전소 프로젝트 진행에도 부정적인 영향을 미칠 것이다. 다만 태양광 밸류체인상 폴리실리콘을 생산하는 OCI와 같은 기업에 미치는 영향은 미미할 것이다. 그러나 미국발 보호무역 주의가 인도, 중국 등 다른 국가들로 확대될 수 있는 점을 주의깊게 살펴야 할 것이다.
<그림 10> 미국 셀·모듈 수입액(2016년)
자료 : BNEF
<표 2> 태양광 세이프가드 최종결정 주요내용
* TRQ(Tariff Rate Quotas) : 일정수입량은 무관세 혹은 저율의 관세를 부과하고, 이를 초과하는 물량은 높은 관세를 부과
자료 : 산업통상자원부
시사점
첫째, 미국 태양광시장은 중국과 함께 세계 태양광 시장에 중요한 영향을 미치고 있으며, 지속적으로 성장할 것으로 전망된다. 비록 태양광 세이프가드 조치에 따라 일시적으로 시장이 위축될 수는 있지만, 국내 기업들은 미국 태양광 시장과 지속적인 유대관계를 맺으며 장기적인 관점에서 프로젝트를 수주해야 할 것이다. 주별 상이한 태양광 지원제도 등을 활용하여 태양광 세이프가드 피해를 최소화하며, 미국 태양광 시장내 무수히 많은 신규 프로젝트에 참여할 수 있는 방안을 모색해야 할 것이다.
그리고 미국 세이프가드 조치가 4년 동안 시행된 후 새 정부가 들어서며 만료될지, 연장될지 등 다양한 변수들을 지속적으로 모니터링해야 할 것이다. 또한 미국발發 무역전쟁이 다른 국가들로 확대될 수 있는 가능성 등을 고려하여 수출 다변화 전략을 세워야 할 것이며, 유럽 지역 진출 뿐 아니라 성장가능성이 큰 개도국 진출을 적극 고려해 볼 필요가 있다.
둘째, 국내 태양광 기술에 대한 R&D 투자를 확대하여 태양광 셀에 대한 제품 경쟁력을 강화해야 한다. 우리나라는 반도체 산업의 발달로 태양광 기술이 우수한 편이나 아직 선진국에 비해서는 열위이다. 특히 비실리콘계 박막 태양광 셀에 대한 기술 수준이 전반적으로 미흡한 편이다. 하지만 다행히 페로브스카이트 태양광 셀에 대해서만은 우리나라가 원천기술과 세계 최고 효율을 보유하고 있다. 2017년 12월 한국화학연구원이 페로브스카이트 태양광 셀 분야에서 세계 최고 효율 22.7%를 기록해 공식인증을 받았으며, 최근 상용화를 위한 기술벤처기업이 설립되기도 하였다. 이에 페로브스카이트에 대한 연구지원을 더욱 강화하는 한편 차세대 태양광 셀 개발 노력을 경주해야 할 것이다.
셋째, 국내 태양광 내수 시장을 확대하기 위해서는 미국과 같이 다양한 태양광 금융상품 모델의 개발과 활성화를 통한 성장모델 구축, 적극적인 정부지원정책이 필요하다. 미국의 SolarCity가 그린 ABS 발행을 통해 조달한 자금을 기반으로 개인 및 소규모 사업자에게 태양광 설치 등의 사업을 진행해 성장한 것을 벤치마킹할 수 있다. 그리고 온라인 플랫폼을 활용한 크라우드 펀딩 활성화를 통해 개인이 손쉽게 태양광 프로젝트 사업에 참여하고 수익을 공유하는 것을 고려해 볼 수 있다. 또한 미국에서 투자세액공제 30%를 활용하여 구글, 애플과 같은 거대 IT기업과 JP모건, 씨티은행과 같은 투자은행 등 다양한 투자자가 미국
태양광발전사업에 참여하고 있는 점을 고려하여, 우리나라도 태양광 사업에 대한 세금 감면 확대를 통해 기업의 활발한 참여를 보다 적극적으로 유도하는 것이 필요할 것이다.
<그림 11> 미국내 주요 개발 중인 태양광 프로젝트 현황
자료 : 미국태양광협회, 산업은행 산업기술리서치센터 재구성
미국 태양광 시장은 중국과 함께 세계 태양광 시장의 성장을 이끌고 있는 양대 축 중 하나로 2016년 누적설치 규모는 40.3GW로 중국, 일본, 독일에 이어 세계 4위 이고, 신규설치 규모로는 중국에 이어 2위를 기록하였다. 그리고 미국의 신규 발전 설비 용량 중 태양광이 처음으로 2016년 천연가스와 풍력을 제치고 가장 높은 비중을 차지하였다. 한편, 미국의 태양광 기술 수준은 세계 최고로 평가되며, 2010년 ~2016년 동안 태양광 기술 특허를 최다 출원하여 세계 태양광 기술 발전에 기여하고 있다.
미국의 태양광 시장이 성장할 수 있었던 주요요인으로 기술발전(태양광 변환효율의 향상)에 따른 발전단가 하락뿐 아니라 정부의 적극적인 정책지원과 선진화된 금융 시장의 역할을 들 수 있다. 특히 투자세액공제 등 세제지원정책은 구글, 아마존과 같은 IT기업들이 태양광 프로젝트에 활발히 참여할 수 있는 토대가 되었으며, 그린 ABS 발행, On-Bill-Financing은 소규모 분산형 태양광 발전이 확대될 수 있도록 하였다. 또한 온라인 플랫폼을 활용한 크라우드 펀딩은 다양한 투자자들의 참여를 유도함으로써 태양광 프로젝트의 자금 조달을 용이하게 하고 있다.
미국 트럼프 정부가 2018년 1월 승인한 태양광 셀과 모듈에 대한 세이프가드 조치는 미국내 태양광 건설 비용 증가, 수요 위축, 일자리 감소를 유발하여 미국 태양광 시장의 성장을 저해할 수 있다. 또한 태양광 셀과 모듈에 대한 대미 수출 의존도가 큰 한국 기업에도 부정적인 영향을 미칠 것이다. 그러나 중·장기적인 관점에서 미국 태양광 시장은 그 잠재력으로 인해 지속적인 성장세를 이어가며 세계 태양광 시장에서 중요한 역할을 할 것으로 보인다.
이에 대한 대응방안으로 먼저, 국내 태양광 기업들은 유럽뿐 아니라 성장가능성이 큰 개도국으로 수출지역 다변화 모색과 동시에 미국의 주별 태양광 지원제도 및 법률 등을 잘 살펴, 세이프가드 조치의 영향을 적게 받으며 지속적으로 태양광 프로젝트에 참여할 수 있는 전략을 수립할 필요가 있다. 둘째, R&D 투자 확대를 통한 실리콘 태양광 셀 기술 발전으로 제품 경쟁력을 강화하고, 상대적으로 기술 수준이 낮은 비실리콘계 태양광 셀에 대한 연구를 강화해야 한다. 마지막으로 정부는 태양광 내수시장 확대를 위해 다양한 금융지원 방안 도입 및 활성화, 민간의 시장 참여 확대를 도모할 필요가 있다.
-출처: KDB미래전략연구소