듀폰(DuPont)를 통해 보는 태양광 부품·소재 산업

우리 대학생 태양에너지 기자단은 지난 6월 28일 듀폰 코리아 이노베이션 센터 개소식(관련기사)에 초청되어 태양광 산업에서의 듀폰의 위상을 확인할 수 있었습니다.

이번 기사에서는 듀폰을 통해 태양광 부품·소재산업을 살펴보도록 하겠습니다.
 
1. 태양광 산업에서의 듀폰

"태양광 부품·소재에 집중하는 회사"

 듀폰은 200년이 넘는 역사 만큼이나 많은 사업영역에서 다양한 제품들을 생산하는 종합과학회사입니다. 이런 듀폰은 우리가 태양광산업을 생각할 때 일반적으로 떠올리는 폴리실리콘이나 모듈 산업과는 다른 분야에서 활약하고 있습니다. 바로 '부품·소재' 산업인데요. 이 산업의 중요성이 점차 부각되고 있습니다.

<2011년 6월 28일 듀폰 코리아 이노베이션 센터 개공식에서 질의응답 중인 토마스 코넬리 듀폰 부회장 겸 CIO(최고 혁신 책임자)(左)와 임현택 듀폰코리아 사장(右)>

2. 부품·소재 산업의 부상

"부가가치 증대 예상"

현재까지는 폴리실리콘이 태양광산업내에서 높은 이익율을 보이고 있습니다. 하지만 태양광산업이 전반적으로 성장함에 따라 셀/모듈과 시스템 분야의 이익율이 점차 상승할 것으로 예상됩니다. 즉, 폴리실리콘 뿐만 아니라 모듈과 시스템에 사용되는 부품과 소재의 부가가치가 높아진다는 것입니다.

 

"태양광 산업 밸류체인 내 부가가치 정도는 더욱 완연한 스마일 커브(Smile Curve)의 모습을 보일 것으로 예상됨" <출처 : 탄력받고 있는 태양광 산업, 부품소재에 주목할 때, LGeri 양성진 연구원>

"효율성과 내구력 향상의 핵심"

최근 업계는 태양광 산업의 불황으로 인해 가격경쟁력과 성능 향상의 압박을 동시에 받고 있습니다. 이런 상황을 해결할 열쇠는 바로 태양광 소재와 부품 산업이 쥐고있습니다.

1) 효율성
일반적으로 태양전지의 효율은 고순도(순도 99.9999999% 이상) 폴리실리콘과 웨이퍼가 좌우한다고 합니다. 하지만, 부품과 소재 혁신을 통한 개선 가능성도 무시할 수 없습니다. 그 대표적인 예가 '전극 페이스트'입니다. 이는 듀폰이 개발해낸 제품으로, 태양전지 셀에서 생산된 전기를 원활히 이동할 수 있게 함으로써 1998년 10%에 머무르던 태양전지의 효율이 현재 18%까지 향상되는데 크게 기여한 바 있습니다.

<듀폰 전극 페이스트 - 솔라메트, 출처 : 솔라투데이>

2) 내구성
태양전지는 25년 이상 사용해야하는 제품입니다. 따라서 그 내구성이 매우 중요하다고 할 수 있습니다. 이 내구성을 결정 짓는 것은 전기를 생산하는 셀을 감싸는 3가지 제품입니다. 바로 봉지재(Encapsulation)필름-EVA Sheet, 백시트, 커버유리입니다.

<그림 자료를 통해서 각 제품이 어떻게 이용되는지 확인하실 수 있습니다. 원본 : DuPont Materials Innovations for the Photovoltaic Industry>

세 가지 제품은 모두 습기등과 같은 주변 환경으로 부터 셀을 보호해야 하면서 동시에,
EVA는 접착역할과 변색 방지 기능, 백시트는 보다 강한 내구성, 커버유리는 일반 유리의 3배에 이르는 충격강도와 높은투과율 같은 고유의 품질을 갖추어야 합니다. 

3) 시스템 효율 제고
부품과 소재 부분에서 큰 부분을 차지하는 제품이 바로 인버터입니다. 태양광발전용 인버터는 일반 인버터와 달리 까다로운 기능들을 갖추어야 합니다. 인버터의 온도 상승에 따라 효율이 낮아지는 것을 막기위한 온도처리기술, 일사랑에 따라 변하는 최대 출력점을 추적하는 MPP(Maximum Power Poin)트랙킹 기술이 그것입니다. 인버터는 오늘의 주인공인 듀폰과는 거리가 멀지만, 이 역시 태양광 발전 시스템 전체 비용중 10%정도를 차지하는 중요한 제품인 데에 반해, 아직까지는 SMA를 비롯한 독일기업들이 장악하고 있는 분야입니다.

<2011년 6월 28일 듀폰 코리아 이노베이션 센터 개공식에서 질의응답 중인 토마스 코넬리 듀폰 부회장 겸 CIO(최고 혁신 책임자)>

3. 태양광산업에서의 듀폰의 성과
1) 퀸즈 어워드 수상
앞서 언급드린 바와 같이 듀폰은 전극 페이스트를 개발하여 태양전지의 효율이 현수준 만큼 올라오는데 크게 기여하였습니다. 듀폰은 이러한 공로를 인정받아 영국 여왕으로 부터 퀸즈어워드(글 하단 참고자료)를 수상하였습니다.

2) 부품·소재 산업의 일인자

"업계의 표준"

듀폰은 무려 25년 동안이나 꾸준히 태양전지관련 제품들을 연구하여 제공함으로써, 세계 태양광 산업의 재료·소재 부문의 표준이 되었습니다.

"최대의 재료 판매 회사"

듀폰은 태양광 재료·소재 분야 세계 1위의 기업으로 성장하였습니다. 이를 통해 2010년 매출10억 달러를 기록하였고, 2014년에는 20억 달러를 목표로 하고 있습니다 

"제품간의 시너지효과 창출"

듀폰은 태양광 모듈 생산에 필요한 10개 이상의 아이템을 생산, 업계에서 가장 광범위한 포트폴리오를 보유하고 있으며, 이들 소재와 제품간의 시너지효과를 낼 수 있는 조건을 연구하여 제공함으로써 최적의 솔루션을 제공할 수  있습니다. 이는 단지 아이템을 묶어서 판매하는 것을 넘어서는 것이라 평가할 수 있을 것입니다.
 

4. 우리도 부품·소재 산업에 주목하자!

다른 모든 기업들이 폴리실리콘이나 모듈 생산에 집중할 때, 듀폰은 자사의 강점을 살려 태양광 부품과 소재에 집중했다는 것이 매우 인상적이라고 입니다. 하지만 이런 모습을 우러러 보고 있을 수만은 없겠습니다. 우리 국내 기업들도 앞으로 성장가능성과 필요성이 높은 이  산업에서 크게 활약할 날을 기대합니다.

<출처 : 탄력받고 있는 태양광 산업, 부품소재에 주목할 때, LGeri 양성진 연구원>

참고자료
LG경제 연구원, "탄력받고 있는 태양광 산업, 부품·소재에 주목할 때", 2011.6.22
듀폰제공자료, "DuPont Materials Innovations for the Photovoltaic Industry"

퀸즈 어워드

퀸즈 어워드  영국에서 기업의 뛰어난 성과를 인정하고 치하하는 목적으로 제정된, 기업 실적 부문에서는 가장 저명한 상으로, 국제 무역, 혁신, 지속 가능한 성장 등 세가지 부문으로 나눠 시상된다.

S.F. 장익성 (iksung.jang@gmail.com)