태양광 산업의 돌파구는? New Technology & New Business Model: 알타디바이스(Alta Devices)와 솔라시티(SolarCity)

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이 기사를 통해서는 현재 태양광산업의 불황의 원인을 살펴보고, 이런 상황에서 돌파구를 마련하여 세간의 주목을 끌고 있는 두 미국 기업을 살펴본다. 갈륨-비소(Gallium Arsenide, GaAs)를 이용하여 고효율의 태양전지를 개발하면서도 현재의 난관을 슬기롭게 해쳐나가고 있는 알타디바이스(Alta Devices)와 태양광설비 설치, 관리, 대여에 초점을 맞춘 비즈니스 모델로 기대를 모으고 있는 솔라시티(SolarCity)이다.

 

태양광산업의 공급과잉, 앞으로 더 많은 피를 부를 것

 

지난 3월 중국 최대 태양광업체 썬텍(Suntech)이 파산했다. 작년에는 미국 태양광산업의 자존심 퍼스트솔라(First Solar)마저 경영난을 겪으면서 업계를 공포에 휩싸이게 하였다. 이러한 ‘위기’ 소식은 태양광산업 내에서 어제 오늘일이 아니다. 업계가 모두 얼어붙어 숨을 고르고 있다. 하지만 더 많은 출혈이 예상되고 있으며, 시장에서는 오히려 그것을 기다리고 있는 분위기이다.

 

MIT Technology Review에 따르면 전세계 태양광산업의 태양광생산 능력은 연간 60-70GW에 이른다. 하지만 올해 태양광 수요는 30GW 수준에 머무를 것으로 예상된다. 이런 공급과잉은 급격한 태양전지 가격하락을 일으켰다. GTM Research에 의하면 2011년 초에 비해 가격이 60%나 하락했다. 그럼에도 불구하고 태양전지 생산에 들어가는 부품소재의 가격의 하락은 그 수준에 따라와 주지 못했고, 이는 기업들의 수익 악화로 이어졌다. 이 공급과잉의 주요 근원지인 중국 정부 역시 이런 사태의 심각성을 인식하고 경쟁력이 떨어지는 회사들이 정리되어야 한다는 것을 인정한다. 현재 중국에 위치한 500여개나 되는 태양광 모듈 업체들을 다 데리고 갈 수는 없는 것이다.[1]

 

태양광산업 내의 혁신도 얼어붙어, 신시장 창출과 태양에너지 경쟁력 제고도 요원해져

 

이런 불황에서 신기술의 도입은 언감생심이다. 썬텍이 개발한 고효율의 Pluto 태양전지의 생산 증대는 꿈도 못 꿔볼 일이며, GE역시 CdTe태양전지 생산 계획을 멈추고 관련 부문 감축에 들어갔다[2]. 태양광산업 내에서의 혁신마저 이렇게 얼어붙자 신기술에 의해 열릴 것으로 예상되었던 신시장의 창출이나, 대체에너지로서의 경쟁력 제고 마저 더뎌지고 있다.

 

박막태양광 업체들이 그 대표적인 희생양이라고 할 수 있다. 박막태양전지는 기존 실리콘 태양전지의 효율에는 못 미치더라도 더 저렴한 생산단가로 인해 시장에 수요가 있을 것으로 기대를 모았다. 하지만 실리콘태양전지의 가격은 이들 박막태양전지 업체가 감당할 수 있는 수준보다 더 빠르게 떨어져 버렸다.[3]

 

이런 상황에 MIT Technology Review의 Kevin Bullis는 값싼 생산 단가로만 시장에서 경쟁하기에는 역부족이며, 저가이면서도 그 효율이 최소한 기존의 태양전지 수준에는 도달해야 한다고 강조한다.  또한 시장 진출을 노리는 기업들(Start-ups)을 위한 더 나은 전략을 다음과 같이 제시한다. “이들은 기존의 실리콘 태양전지보다 훨씬 고효율의 태양전지를 더 값싸게 제조할 수 있는 방법을 찾아야 한다. 이런 셀들은 더 고효율이기 때문에 패널을 더 적게 설치할 수 있게 해준다. 이를 통해 태양광발전설비의 와트당 설치단가를 낮출 수 있으며, 이는 이들 기업들의 경쟁력이 될 것이다.”

 

알타디바이스(Alta Devices): 고효율의 저가 태양전지 기술

Kevin Bullis가 그 예로서 지목한 기업이 바로 알타디바이스이다. 이 회사는 갈륨-비소를 이용하여 고효율의 박막태양전지를 저렴하게 만드는 것으로 주목을 받고 있다. 사실 갈륨-비소를 소재로 택한 것 자체는 대단한 일이 아니다. 이 물질은 이미 수십 년간 위성과 우주선용 태양전지에 이용되어 왔다. 이들의 진짜 혁신은 엄청나게 비쌌던 이 소재 통해 다양하게 활용할 수 있는 태양광모듈을 저렴하게 생산하는 것에 있다.

<사진 설명: 알타디바이스(Alta Devices)의 Flexible 태양전지. 박막태양전지지만 실리콘 태양전지보다도 효율이 높다. 출처: MIT Technology Review>

일단 갈륨-비소라는 소재에 대해서 더 살펴보자. 이 소재 자체는 여러 이유에서 거의 이상에 가까운 태양전지 소재라고 할 수 있다. 우선, 실리콘보다 훨씬 많은 빛을 흡수할 수 있다. 이 얇은 필름이 흡수하는 광자의 양은 100배 더 두꺼운 실리콘이 흡수하는 광자의 양과 같다. 게다가 이 태양전지는 실리콘 태양전지보다 열에 덜 민감하다. 그리고 이른 아침이나 늦은 저녁처럼 빛이 적은 환경에서도 실리콘보다 더 나은 성능을 보인다. 이렇게 우수한 환경적응력과 고효율성이 합쳐져 이 전지는 실리콘 태양전지보다 2-3배 더 많은 전기를 생산할 수 있다. 그 결과 에너지균등화비용(Levelized cost of energy, LCOE)이 kWh당 7센트에 이를 것으로 예상된다. 이 정도 수준이면 화석연료, 그리고 천연가스와도 경쟁할 수 있다(천연가스는 kWh당 10센트 수준). 기존의 태양광발전은 kWh당 20센트 수준이기 때문에 현저한 격차로 따돌릴 수 있다.[4]

 

하지만 태양전지 산업이 고도의 자본집약적인 산업이면서도 변화무쌍하여 이렇게 우수한 기술을 가지고도 실패하는 기업이 많다. 알타디바이스는 이런 문제를 해쳐나감에 있어서 명민함을 한번 더 보여준다. 일단 이 회사는 창업 이후에도 수년간 스케일을 키우지 않은 체, 이 기술의 공학적인 문제점들과 시장 메커니즘을 이해하면서 숨을 골랐다. GE, Sunmitomo, 그리고 Dow Chemical 등의 투자자로부터 1억 2천만달러의 펀딩을 확보한 지금도 위험성을 최소화 하기 위해 빠른 속도로 생산능력을 키우기 보다는, 일단 지적재산권을 이용해서 돈을 벌고 있다. 라이선스 계약, 조인트 벤처 등을 통하여 다른 태양광 제조업체들이 이들의 태양전지를 생산하게 하거나, 그들의 제품에 알타디바이스의 기술을 적용할 수 있도록 하고 있다.[5]

 

<사진 설명: 미국 국립신재생에너지연구소에서 발간하는 <태양전지 효율 차트(Research Cell Efficiency Records)>의 최신버전. 알타디바이스의 신기록이 나와있다. 출처: http://www.nrel.gov/ncpv>

알타디바이스는 올해 3월, 모바일 가전기기를 위한 30.8%의 고효율 태양전지를 개발했음을 밝혔다. 모바일 기기의 짧은 배터리 이용시간 문제를 해결하고자 하는 업체들과 협력해 온 것이다. 이들은 또한 군용 태양전지도 개발하여 오지에 투입되어 전력 공급을 받지 못하는 병력들이 필요한 전기 기기를 더 효율적으로 충전할 수 있도록 노력하고 있다.

 

솔라시티(SolarCity): 태양광설비 설치, 관리, 대여에 집중하는 비즈니스 모델

<사진 설명: 솔라시티(SolarCity)의 회장 엘론 머스크, 그는 인터넷, 전기차, 청정에너지, 그리고 우주개발으로까지 혁신의 영역을 넓혀가고 있다, 출처: www.success.com>

솔라시티는 창업초기부터 많은 이들의 관심을 모았다. 창업 아이디어를 제공한 장본인이자 현재 회장인 엘론 머스크(Elon Musk)는 미국 실리콘 밸리의 실세격인 페이팔(PayPal) 마피아의 일원이자, 전기 스포츠카 테슬라(Teslar) 그리고 우주여행 업체 스페이스엑스(Space X)의 창업자로서 유명하다. 그의 혁신 행보는 이렇게 태양광산업으로까지 이어져 솔라시티는 MIT Technology Review가 선정한 ‘세계에서 가장 혁신적인 50개 기업’ 중 10번째로 선택되기도 하였다.

 

많은 태양광기업들이 망하고 있고, 특히 미국의 태양광산업이 중국 업체들에 밀려 고전하면서 자신감을 일어가는 와중에도 솔라시티만이 성공의 길을 걷고 있는 비결은 바로 이들의 비즈니스 모델이다. 이들은 태양전지 생산이 아니라 설치에 집중하고 있다. 덕분에 많은 태양광 회사들을 망하게 했던 그 '태양전지 가격하락'의 덕을 톡톡히 보고 있다. 중국산 태양광패널에 대한 관세 조치가 취해진 이후에도 여전히 싼 값에 패널을 구입할 수 있기 때문이다.

 

이들은 초기부터 패널 생산보다는 패널을 더 많이 설치할 방법에 대해 연구하고 실행에 옮겼다.  태양광설비 리스 계약을 만든 것이다. 고객의 지붕에 무료로 패널을 설치해준 뒤, 거기서 생산되는 전기를 20년 동안 고객에게 기존의 전력가격보다도 더 싼값에 판매한다. 이를 통해 솔라시티는 신재생에너지 생산으로 얻는 세제혜택 또한 누릴 수 있다. 이런 사업방식은 앞으로 미국에서 붐을 일으킬 것으로 보이며, 이미 미국의 캘리포니아 주나 애리조나처럼 태양광 친화적인 주에서는 이미 설치에 있어서 일반적인 방법이 되었다.[6]

<사진 설명: 솔라시티는 태양광패널 생산보다는 설치, 관리, 대여에 집중하는 비즈니스 모델로 성공하였다, 출처: www.solarcity.com>

 

 “평균적으로 5분에 1명씩 신규 고객이 생겨나고 있다”고 할 만큼 고객들은 이들의 서비스에 열광했다. 작년 한해만 해도 고객이 243% 늘었으며, 10억 달러 상당의 태양광발전설비를 설치했다. 특히, 자금에 목말라 있는 지자체와 정부기관들은 솔라시티와 빠르게 손을 잡기 시작했다. 솔라시티가 제공하는 선불금 없는 설치 조건이 매력적이기 때문이다. 비용절감을 이유로 폐쇄 위기에 몰렸던 미국 캘리포니아의 학교 중 하나는 솔라시티와 계약을 채결하여 어떠한 선금도 지불하지 않으면서도 첫해에 12만 5천달러에 이르는 전기요금을 절감이 하게 되었다. 미국 국방부도 그 사례 중 하나이다. 미 국방부는 예산을 줄이면서도 2025년까지 에너지 소비의 25%를 신재생에너지로 충당해야 한다는 두 개의 문제를 솔라시티와의 거래를 통해서 단번에 해결할 수 있게 되었다. 솔라시티는 향후 5년간 미군을 위해 50억 달러 규모의 태양 에너지 프로젝트를 건설할 야심을 갖고 있다.[7]

 

솔라시티는 또한 파트너십에서도 특출난 모습을 보여주고 있다. 영업 담당자를 미국의 대형쇼핑센터 홈디포에 배치하고, 일본 자동차 기업 혼다와 파트너십을 하여 이들의 고객들에게 솔라시티 시스템에 대한 할인을 제공해 주고 있다.

 

솔라시티의 성공에 대한 세간의 관심이 거품이라는 논란이 없는 것은 아니다[8]. 솔라시티가 2017년으로 예정되어 있는 미연방정부의 청정에너지 보조금 철회 이후에도 계속해서 빠른 성장을 이어나갈 수 있을지는 아직 더 두고 봐야 한다. 하지만 지금까지 월가는 이 회사에 대해서 낙관적인 자세를 보여주고 있다. 지난 5월초 솔라시티의 수익보고서를 통해 큰 액수의 손실이 발표된 이후에도 솔라시티의 주식은 2012년 12월 기업공개 당시에 비하여 현재 거의 3배 올랐다. 장기간 동안 꾸준한 수익을 보여줄 수 있는 단순하면서도 예측 가능한 비즈니스 모델이라는 점에서 투자자들의 관심을 사로잡고 있는 것이다.

 

결론은 신중함과 명민함

두 기업에서 찾아볼 수 있는 공통점은 바로 신중함과 명민함이다. 두 기업 모두 산업의 매커니즘을 신중하게 지켜보며 기회를 노렸다. 솔라시티는 태양광제조 부문에서의 난투극으로부터 슬며시 빠져 나와 산업하류에 자리를 텄고, 알타디바이스는 혁신적인 기술을 확보한 이후에도 산업의 매커니즘과 기술적인 어려움들을 확인하며 수년간 기회를 엿보았다. 이후에도 알타디바이스는 무리한 설비 확충 보다는 지적재산권과 라이선싱 계약을 통한 수익 창출을 노리며 꾸준히 성장해 가고 있다. 이들의 혁신을 통해 계속해서 새로운 시장이 열리고 대체에너지로서의 태양에너지의 가능성이 제고되기를, 무엇보다도 우리 태양광기업들 사이에서도 세상을 깜짝 놀라게 할 혁신이 나오기를 기대해본다.

 

S.F. 단장 장익성(iksung.jang@gmail.com)

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[1] Kevin Bullis. "Why we need more solar companies to fail." MIT Technology Review. <http://www.technologyreview.com/news/512516/why-we-need-more-solar-companies-to-fail>. 2013.3.18

[2] Kevin Bullis. "GE Stalls Solar Factory Construction." MIT Technology Review. <http://www.technologyreview.com/view/428422/ge-stalls-solar-factory-construction/>. 2012.7.5.

[3] Ibid.

[4] David Rotman. "Alta Devices: Finding a Solar Solution" MIT Technolgy Review. <http://www.technologyreview.com/featuredstory/426972/alta-devices-finding-a-solar-solution/>. 2012.2.21.

[5] Ibid.

[6] Josh Dzieza, "Elon Musk-Backed SolarCity Thrives in Solar Power Sector," The Daily Beast, <http://www.thedailybeast.com/articles/2013/05/14/elon-musk-backed-solarcity-thrives-in-solar-power-sector>, 2013.5.13,

[7] Michael Lewis. "1 Solar Company That Is Out of This World." The Motley Fool. <http://www.fool.com/investing/general/2013/03/28/one-solar-company-that-is-out-of-this-world.aspx>. 2013.3.28

[8] Tom Gara. "Solar Story, Becoming a Solar Bubble." The Wall Street Journal. <http://blogs.wsj.com/corporate-intelligence/2013/05/20/the-solar-story-becoming-a-solar-bubble/>. 2013.5.20.

기타 참고자료

1. Dan Caplinger. "SolarCity's Plans for Faster Growth." The Motely Fool. <http://www.fool.com/investing/general/2013/05/10/solarcitys-plans-for-faster-growth.aspx>. 2013.5.10.

2. Catherine Tymkiw, "SolarCity surges to new high," CNN Money, <http://buzz.money.cnn.com/2013/05/13/solarcity-stock/>, 2013.5.13. 

3. Herb Greenberg. "SolarCity: Poster Child for Nutty Solar Market." CNBC. <http://www.cnbc.com/id/100758394>. 2013.5.22.

4. Katie Fehrenbacher. "Solar makers turn a laser-like focus on boosting the efficiency of solar cells". Gigaom. <http://gigaom.com/2013/03/04/solar-makers-turn-a-laser-like-focus-on-boosting-the-efficiency-of-solar-cells/>. 2013.3.4.