[스페셜 리포트] 태양광 산업분석

지구온난화 방지를 위한 온실가스 감축 필요성으로 석탄에너지 및 내연기관 자동차 등 화석에너지 기반의 에너지 인프라에 대한 교체 필요성이 증가하고 있으며, “전기자동차–태양광발전–에너지저장”으로 이어지는 친환경 패키지는 4차산업 혁명 시대의 핵심 인프라로 부상하고 있습니다. 글로벌 발전 산업은 이러한 추세에 따라 친환경 발전으로 빠르게 재편되고 있으며, 친환경에너지 중 태양광발전이 가장 큰 폭으로 성장할 것으로 예상됩니다. 이는 입지 선정 및 자원량에 있어 풍력발전 대비 태양광 발전이 강점을 가지고 있으며, 또한 발전단가 하락으로 친환경에너지 수요가 태양광발전을 중심으로 증가할 것입니다.

2020년 글로벌 코로나 팬데믹 사태에도 불구하고 글로벌 태양광시장은 성장세 지속하고 있습니다. 코로나19 사태 발생으로 2020년 전세계 태양광수요는 사상 처음 역성장할 것으로 예상되었으며, 2020년 1분기 설치량은 코로나19로 인하여 미국 및 유럽 경제봉쇄 조치에 따른 일시적 수요 쇼크로 전년 동기대비 75% 감소하였습니다. 2020년 2분기 이후 중국의 설치량 증가 및 미국 대형 태양광 프로젝트도 성공적으로 진행되면서 상황이 반전되었습니다. 대형 태양광 건설현장에 코로나19가 미치는 영향이 예상보다 작아 기존의 발주가 예정대로 진행되고 있으며, 경기부양을 위한 투자 계획도 태양광 수요 심리에 긍정적으로 작용하여 3분기 수요가 예상보다 호조를 보였습니다.

전세계의 온실가스 감축 목표를 담은 파리기후협약에 2021년 2월 19일 미국이 재가입함에 따라, 2020년 134GW 수준에서2021년 글로벌 태양광 시장은 전년대비 20% 이상 증가한 150GW를 넘어설 것으로 추산되며, 글로벌 경제가 안정화될 경우 2022년에는 200GW에 달하는 수요가 발생할 전망입니다. 또한, Wood Mackenzie의 2020년 4분기 시장 전망 자료에 따르면 글로벌 태양광 시장은 저탄소 정책에 기반하여 태양광 수요는 매년 5% 이상의 성장세를 유지하여 2025년에는 187GW의 수요가, 2050년 글로벌태양광 설치량은 7.6TW에 도달하여 글로벌 에너지 믹스 중 22%를 차지함과 동시에 2050년까지 태양광 산업향 신규 투자 규모는 약 U$4.2조에 달할 것으로 예상됩니다.

[딥서치 인공지능 뉴스분석 — 태양광발전]

[딥서치 경제지표 — 태양에너지 생산량, 발전량, 누적보급용량]

태양광 발전이란 태양의 빛 에너지를 전기 에너지로 직접 변환시켜 발전하는 방식으로 반도체의 성질을 이용하여 전류를 발생시켜 발전에 사용합니다. 태양광 발전의 핵심은 태양전지(Solar Cell) 입니다. 태양전지란 광기전력효과(Photovoltaic Effect)를 이용하여 빛에너지를 전기 에너지로 변환시키는 반도체 소자입니다. 광기전력효과란 금속과 반도체의 접촉면 또는 반도체의 p-n 접합에 빛을 받으면 반도체 중에 만들어진 전자와 정공의 이동으로 전기가 발생되는 현상을 말합니다. 태양전지는 P형 반도체와 N형 반도체를 접합시켜 만들고 상단과 하단부에 금속으로 이루어진 전극을 붙여 완성합니다. 태양광이 태양전지에 비추면 빛이 반도체에 흡수되면서 접합부에 정공(+)과 전자(-)가 형성이 되고, 정공(+)은 P형 반도체의 전극으로 이동하고 전자(-)는 N형 반도체의 전극으로 이동하여 부하를 통해 전기를 생성하게 됩니다. 이렇게 생성된 직류 전기를 인버터를 사용해 교류 전기의 형태로 송전탑에 보내는 것이 태양광발전의 원리입니다.

태양전지를 직렬/병렬로 연결하여 출력을 높이는 것처럼 수개의 태양전지를 연결한 것이 태양광 모듈입니다. 수개의 태양전지를 강화유리, EVA, 태양전지, EVA, back sheet 형태로 밀봉하여 모듈이 제조되며, 구조물에 설치 하기 위하여 모듈을 묶어 구성한 것이 어레이입니다. 수개의 모듈이 직렬과 병렬로 연결하여 태양광 발전 시스템을 구축하게 됩니다. 태양광 셀의 주원료인 폴리실리콘은 빛에 잘 반응하고 전기적 안정성이 높아 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 주요한 역할을 수행합니다. 잉곳(Ingot)은 폴리실리콘을 녹여 기둥 모양으로 만든 거대한 블록이며, 웨이퍼(Wafer)는 잉곳을 얇은 판으로 절단한 것입니다. 태양전지 및 모듈은 폴리실리콘으로부터 잉곳과 웨이퍼로 가공 후, 태양전지와 모듈화 과정을 거쳐서 상업용 발전이나 가정용으로 이용됩니다.

[태양전지 구성]

이렇듯 태양광 산업 밸류체인은 폴리실리콘부터 잉곳, 웨이퍼, 셀, 모듈 순으로 생산이 이 이루어지며, 폴리실리콘은 태양광 산업 벨류체인의 시작점으로 볼 수 있습니다.

국내에서는 OCI(연간 생산량 7만9000톤)와 한화솔루션(1만5000톤)이 사업을 영위해왔습니다. 2008년을 기점으로 기존 반도체용 폴리실리콘 업체들이 태양광 시장에 진출하기 시작했으며, OCI 같은 후발업체들이 잇따라 진출하면서 시장의 규모가 크게 확대되었습니다. 이후 정부 보조금 등을 업고 중국 실리콘 업체들이 난립하면서 전 세계 폴리실리콘 시장은 극심한 과잉공급 현상에 시달려 왔습니다. 현재 중국 폴리 실리콘 업체들은 가격경쟁력을 앞세워 시장을 잠식하고 있습니다. 폴리실리콘 제조원가에서 전기요금은 원가의 약 40%를 차지할 정도로 높습니다. 현재 국내 산업용 전기요금은 1kWh당 10센트인데, 이는 2009년보다 7.1% 상승한 수준입니다. 반면 중국 서부 지역의 경우 국내 전기 요금의 약 3분의 1 수준에 불과하며, 여기에 추가로 중국 정부 보조금까지 더해지면서 중국 업체들은 높은 원가 경쟁력을 바탕으로 국내 기업들과 비교할 수 없이 저렴한 가격으로 폴리실리콘을 전세계에 공급하고 있습니다.

[과거 5개년 폴리실리콘 가격동향(2015.12~2020.12)]

출처: 한국수출입은행 해외경제연구소, KoreaPds.

2021년 초 중국 상무부는 한국과 미국산 태양광 폴리실리콘에 반덤핑 관세를 계속 부과하기로 하였습니다. 중국 정부는 2014년부터 OCI에 4.4%, 한화솔루션에 8.9%의 반덤핑 과세를 부과해왔고, 최근 과세 기조를 2025년까지 연장하기로 하였습니다. 미국도 수입 태양광 셀과 모듈에 30% 관세를 부과하는 세이프가드 조치를 실시하였습니다. 2020년 기준 전 세계 폴리실리콘 시장은 6조원 규모로, 이 가운데 중국 업체들의 점유율은 64%로 추산됩니다. 현재 세계 1위 태양광 폴리실리콘 업체는 중국 GCL로, 연간 생산능력이 13만5000톤입니다. 3위 OCI의 연간 생산능력이 7만9000톤임을 고려할 때, 상당한 수준의 격차가 발생하고 있으며, 전 세계 시장에서 독일 바커, 미국 햄록, 일본 도쿠야마, 한국 OCI 등을 제외하면 나머지는 모두 중국 업체들이 차지하고 있습니다.

호황기였던 2008년 400달러대까지 치솟았던 폴리실리콘은 중국 업체의 공급 폭격에 가격이 폭락하였습니다. 2021년 전 세계 폴리실리콘 생산량은 약 62만톤까지 늘어날 것으로 전망되지만, 실제 시장 수요는 40~50만톤 수준에 불과해 과잉공급이 예상됩니다. 중국 주요 기업들과 생산 물량 및 가격에서 경쟁이 되지 않는 상황에서 한국산에 대한 중국의 반덤핑 관세 부과까지 연장되는 등 긍정적인 요소가 전무함에 따라, 국내 기업들의 폴리실리콘 국내 사업 철수는 불가피했습니다. 2020년 OCI는 군산공장의 태양광용 폴리실리콘 생산라인을 모두 철수하고, 자산 손상으로 처리하였으며, 한화솔루션 역시 폴리실리콘 원가경쟁력 확보가 어려워짐에 따라 2020년 2월 20일자 이사회 결의를 통하여 폴리실리콘 사업부를 철수하였습니다. 한화솔루션의 폴리실리콘 사업부와 관련하여 2019년과 2020년 인식한 영업손실은 각각 3,390억원, 378억원 수준이었습니다. 국내 유일하게 잉곳과 웨이퍼 사업을 했던 웅진에너지는 재무제표에 대해 계속기업 존속능력 등에 대한 불확실성을 포함한 사유로 감사의견이 거절되고 상장폐지 된 뒤, 최근 서울지방법원으로부터 회생계획안 인가결정을 받고 경영정상화 절차 및 인가 후M&A 등을 추진하고 있습니다.

[한화솔루션 사업보고서 — 중단영업]

이와 같이 2020년 국내 폴리실리콘 업체들은 중국계 폴리실리콘 업체들의 저가 물량공세를 이기지 못하고 국내 공장을 철수하였습니다. 하지만, 최근 중국 신장 위구르 자치구에 대한 불매 운동이 번지면서 비중국계 폴리실리콘 업체들이 반사 이익을 얻을 것으로 예상되고 있습니다. 태양광 시장 조사 업체 PV인사이트에 따르면 폴리실리콘 가격은 2021년 3월 3일에 1kg 당 15.63달러까지 상승하였습니다. 이는 2020년 최저치인 6.82달러에서 약 130% 상승한 가격이며, 2020년 12월 기준 단가인 10달러 선에 비해서도 큰 폭 상승한 수준입니다. 업계 관계자에 따르면 통상적으로 폴리실리콘의 손익 분기점(BEP)은 8달러 이며, 이를 고려했을 때 현재 폴리실리콘 가격은 매우 높은 수준으로 분석됩니다. 최근의 폴리실리콘 가격 강세는 중국 신장産 제품에 대한 미국 및 유럽 주요 국가의 보이콧으로 인하여 폴리실리콘 공급 부족 우려가 높아지고 있기 때문입니다. 실제로 미국 정부는 중국 신장 위구르 자치구 및 홍콩 자치구 등에서 벌어지고 있는 중국의 인권 유린을 지적하며, 중국 신장산 면화에 대해 수입 금지를 조치한 바 있으며, 미국 태양광 협회(SEIA)도 현지 태양광 업체들에게 신장산 폴리실리콘을 공급 받지 말 것을 촉구하고 있습니다. EU 내부에서도 인권 침해가 일어나는 지역에 대한 수입을 금지해야 한다는 주장이 대두되고 있으며, 유럽에서 유통되는 대부분의 태양광 제품에 해당하는 중국 신장 위구르산 제품에 무역 제재를 가하는 방안을 검토하고 있습니다.

현재 세계 Top-tier 폴리실리콘 업체들의 생산능력은 총 59만톤 규모로 추정되고 있습니다. 이 가운데 약 48%에 해당하는 28만톤 규모의 설비가 중국 신장에 소재하고 있습니다. 미국 및 유럽지역에서 신장산 폴리실리콘 불매가 본격화 될 경우, 2021년 전세계 폴리실리콘 예상 수요 규모인 40~50만톤 수준임을 고려할 때, 상당한 수준의 공급부족 현상이 발생할 수 있습니다. 신장산 폴리실리콘을 불매할 경우, OCI 3만톤, 독일 Wacker 6만톤, 미국 Hemlock 1만톤 등의 비신장산 폴리실리콘 생산량에 대한 의존도가 높아질 수 밖에 없습니다. 실제로 최근 태양광 모듈 업체들은 고객들로부터 제품이 신장과 관계 없다는 것을 증명하라는 요구를 받고 있으며, 이러한 고객사들의 요청이 반영되어 신장 외의 지역에서 폴리실리콘을 조달하려는 움직임이 확대되고 있습니다. 중국 신장산 폴리실리콘에 대한 불매운동은 일시적인 것이 아니라 ESG 경영에 대한 요구가 높아지는 추세에 맞춰 OCI를 포함한 비중국계 폴리실리콘 업체들에 유리한 상황이 이어질 것이라는 분석도 나오고 있습니다.

[딥서치 문서 검색 : 폴리실리콘 관련 증권사 리포트]

OCI의 말레이시아 자회사인 OCIM Sdn. Bbn.(OCIMSB)은 2021년 2월 세계 태양광 웨이퍼 업계 1위인 LONGi Solar와 폴리실리콘 공급 계약을 체결, 오는 2024년 2월까지 약 3년 동안 총 8억4,550만달러(약 9,630억2,450만원) 규모의 폴리실리콘을 납품하기로 하였습니다. 이는 OCI의 2019년 연결 기준 매출액의 35%에 달하는 규모에 해당합니다.

LONGi Solar는 중국 태양광 업체지만, 신장산 폴리실리콘 사용을 반대하는 고객사들의 요구에 대응하기 위한 업계 동향을 반영하여 이러한 장기공급계약을 체결한 것으로 분석됩니다. OCI는 이러한 폴리실리콘 글로벌 공급 부족 현상에 대응하기 위하여 말레이시아에 있는 태양광용 폴리실리콘 공장 증설을 진행하고 있으며, 증설이 완료되는 2022년 하반기 OCI 말레이시아 공장의 연간 생산 능력은 3만5,000 M/T으로 증가할 것으로 예상됩니다. 또한, 증설과 동시에 기존 공장에 대한 공정 개선으로 생산 효율을 높이기 위한 방안도 추진할 계획입니다.

[딥서치 기업 분석: OCI 증권사 컨센서스]

최근 서울시에서는 신규로 건축하는 건물의 옥상이나 벽면 등에 일정 크기(옥상 면적의 35~40%) 이상의 태양광 발전시설도 의무적으로 설치하도록 하는 환경영향평가 심의기준을 개정하였고, 그린뉴딜 정책 등으로 각 지자체들은 제로에너지건물들에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 또한, 정부의 한국판 그린 뉴딜 계획에 태양광은 그 어느 때보다 높은 주목을 받고 있습니다. 녹색도시 전환, 제로에너지빌딩, 신재생에너지 보급 확대, 스마트 그린산단 등 모든 그린뉴딜 계획이 태양광 산업을 기반으로 하고 있기 때문입니다.

환경오염 및 에너지원 고갈문제로 인하여 신재생 에너지원의 필요성이 증대되고 있는 현재 상황에서, 태양광 산업은 Sun Belt 지역 국가를 중심으로 정부의 보조금 지원 없이도, 기존 에너지원 대비 경제성 및 경쟁력이 개선되고 있으며, 향후 태양광 사업은 꾸준히 성장해 갈 것으로 전망되고 있습니다. 이러한 긍정적인 거시 경제 상황을 바탕으로 태양광 산업 내 기업들은 규모와 기술력을 기반으로 한 제조원가 경쟁력 및 조직 운영 효율성 확보에 보다 초점을 맞추어야할 것입니다.


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