저원가 실현을 위한 웨이퍼 신기술 동향은?
2010년까지 급성장해 왔던 태양광 시장은 유럽의 보조금 축소, 글로벌 금융위기로 다소 주춤한 상태이다. 수요감소와 더불어 과다한 생산라인 투자로 인해 모듈 가격이 매년 급격히 감소하고 있으며 결정형 태양전지의 주요 부품인 웨이퍼 가격 또한 금년에 30%이상의 급격한 하락을 보이고 있다. 일부에서 하반기 태양광 시장을 낙관론적 행보를 예측했으나 상반기의 분위기가 지속적으로 이어질 것으로 보이며 모듈을 비롯한 모든 원재료 가격은 하락은 지속될 것으로 보인다. 이러한 상황에서 효율향상을 위한 신기술 개발과 원가 개선을 통한 가격 경쟁력의 확보는 업계의 존폐를 판가름 하는 중요한 사안으로 떠오르고 있다. 특히 태양광 밸류 체인중 웨이퍼의 경우 제조원가중 폴리실리콘 가격이 50~60% 를 차지하므로 수직계열화를 이루지 않은 경우 원가에 대한 부담이 상당히 커지고 있는 추세이다. 태양광 원가구조, 수직 계열 중국업체와 일반 업체 대비 약 30% 차이 보여 | | - 중국 Top-Tier 업체와 일반업체 대비 29% 차이
- 하반기 태양광 시장의 불황 예상으로 가격경쟁력 확보가 중점
- 저원가 기술 개발의 필요성 대두2011년을 기준으로 폴리실리콘, 웨이퍼 사업이 수직 계열화된 중국 Top Tier 업체와 폴리실리콘을 구매하여 생산하는 일반 업체의 원가가 29% 가량 차이 나는 것으로 조사되었다. 이미 저원가를 실현하고 있는 중국의 GCL 및 LDK 와 같은 중국 업체가 수직계열화까지 이룬 상태여서 향후 웨이퍼 업계의 경쟁력은 확연히 구분될 것으로 전망된다. 올해 하반기에도 태양광 시장이 상반기와 대비하여 크게 호전되지 않는 상황으로 전개되고 있으며, 전세계 웨이퍼 생산용량은 이미 과잉 상태로 접어들었다. 2011년을 기준으로 전세계 과잉 생산된 웨이퍼의 재고는 약 7.5GW로 집계되며 이는 향후 웨이퍼 가격 하락에도 영향을 줄 것으로 보여진다. 따라서 가격 경쟁력을 갖추지 못한 업체들은 경쟁력확보가 시급한 상황이다. [그림. 수직계열화 유(left) 무(right) 에 따른 총 비용]
이런 원가경쟁력을 확보하기 위해 저원가 기술 개발이 진행 되고 있다. 그 중 대용량 Ingot furnace개발, Mono like multi wafer개발, 박형 웨이퍼, Diamond wire saw 등으로 생산속도를 올리거나 원재료사용을 감소하여 저원가를 실현하는 기술들이 다각도로 개발 중이며 또한 선두 몇몇 업체는 이러한 신기술을 적용하여 신규라인을 증설 하여 최대한 원가를 줄이는 방향에 초점을 맞추고 있다. [그림. Wafer Demand & Production (2010~2013)]
[그림. 저원가 wafer 를 위한 주요 기술 개발 분야] | | | | | | | | 국내 태양광 업계 구조적인 위기 상황에 직면 | | - 국내 태양광 셀/모듈업체 매출 대폭 줄고, 영업이익 모두 적자기록
- 중국 태양광 업체는 매출 및 영업이익도 증가 추세
- 유럽 태양광 지원 축소에 중국과 일본은 내수시장 확대로 업계 지원최근 글로벌 태양광 시장이 유럽과 미국의 경기침체와 맞물려 최대 수요시장인 유럽에서 수요가 감소하면서 국내의 태양광업계가 큰 위기를 맞고 있다. 올 2분기 태양광 업체의 실적을 분석하여 발표한 결과에 따르면, 국내업체 중 가장 큰 태양광생산규모를 가지고 있는 현대중공업은 올 1분기 매출액 1억3천7백만불에서 2분기는 7천5백만불로 매출이 줄어들었다. 신성솔라에너지는 75백만불에서 43백만불로 역시 매출액이 대폭 줄었다. 에스에너지는 55백만불에서 38백만불로 매출액이 모두 대폭 감소하는 실적을 기록하였다. 영업이익율 또한 신성솔라에너지 -7.2%, STX솔라 -11.2%, 에스에너지 -5.1%등 국내에 거점을 둔 모든 태양광 셀/모듈업체가 적자를 기록한 것으로 나타났다.미국의 대표적인 태양광업체인 First Solar사는 올 2분기 영업이익율은 22.8%에서 12.1%로 반감되었으나 매출액은 같은 수준을 유지하였다. 독일의 대표기업인 Q Cells은 약 4.5억불의 분기 적자를 기록하여 회사의 파산 위기를 맞고 있다.[표. 한국, 미국, 독일의 주요 태양광 셀,모듈 업체 2011년 상반기 실적 분석]
(source: 각사 IR자료,솔라앤에너지 추정 및 집계,2011년 8월)반면 중국의 대표적인 태양광 제조사인 잉리는 1분기 약 5.3억불 매출에서 2분기 6.8억불로 매출이 증가하였고, 영업이익율은 16.5%에서 12%로 소폭 감소하였다. 트리나 또한 매출액이 5.5억불에서 5.6억불로 소폭 증가하였고 영업이익율은 15.3%에서 5.7%로 감소하였다. Jinko솔라는 매출액 3.5억불에 영업이익율 18%로 호조를 보였다. 한국의 한화그룹에서 중국의 솔라펀을 인수하여 중국에서 운영하고 있는 한화솔라원은 1분기 매출액 3.4억불에서 2분기 2.8억불로 감소하였고 영업이익율은 2분기에 7.8%를 기록하여 한국업체로서는 유일하여 플러스 영업이익율을 달성하였다. 전체적으로 중국업체는 올 2분기 매출액은 유지하였고, 영업이익율은 조금 떨어졌으나 대체적으로 10%내외의 영업이익율을 유지하는 것으로 집계되었다. [표. 중국의 주요 태양광 셀,모듈 업체 2011년 상반기 실적 분석]
(source: 각사 IR자료,솔라앤에너지 추정 및 집계,2011년 8월)솔라앤에너지의 분석에 의하면, 올해 들어 유럽 각국의 태양광 보조금 지원축소와 맞물려 태양광 수요가 위축되고 중국업체들의 공격적인 생산능력의 확장으로 공급과잉 상황이 도래된 것으로 판단된다. 또한 중국업체의 가격경쟁으로 올해 들어서만 태양광 모듈가격이 35~40% 하락하게 되어서 규모의 경제와 태양광의 수직계열화를 이루지 못한 한국과 미국,독일 업체들이 경쟁에서 매우 어려운 상황에 직면하게 된 것으로 분석된다.이러한 시장 상황에 맞물려 각국의 정부는 자국의 태양광산업의 지원을 위하여 태양광의 자체수요를 크게 늘려가는 정책을 속속 내어놓고 있다. 중국은 올해 태양광의 내수시장을 약 2.5GW~4GW로 확대시키고 향후 10년간 매년 약 5GW를 추가적으로 설치할 예정이다.
일본 또한 최근 신재생에너지 발전차액지원법안을 하원의 의결을 거쳐 상원에서 통과시켜서 2012년7월부터 법안이 발효하게 된다. 올해 일본의 설치시장은 약 1.2GW에서 1.6GW사이가 될 것으로 예측된다. 반면 한국은 올해 약 150MW정도의 태양광 설치시장이 기대되지만 이웃 일본과 중국의 약 10분의1에서 20분의1 수준으로 미비한 형편이다.올해 들어서 미국의 에버그린솔라와 스펙트라솔라 등이 파산되었고 중국의 쎈택도 M&A시장에 매물로 리스트 되어 있다. 또한 중국에서도 규모를 갖추지 못한 수많은 태양광업체들이 구조조정의 수순에 들어간 상황에서 우리나라에서도 범국가적인 차원에서
태양광산업에 대한 정책과 지원방안 등이 절실한 상황을 맞게 되었다. | |
폴리 실리콘
폴리실리콘(Poy Silicon)은 반도체(조건에 따라 도체 또는 부도체가 되는 물질) 로써 태양광 발전 및 반도체(메모리) 소재가 되는 원재료임. 폴리실리콘의 주요 성분은 Si(규소) 이며 규소의 순도에 따라 태양광용 폴리 실리콘과 반도체용 폴리실리콘으로 구분됨. 태양전지에서 빛에너지를 전기에너지로 전환시키는 역할을 하는 작은 실리콘 결정체들로 이루어진 물질으로, 일반 실리콘에 비하여 발수성이나 내화성, 산화 안정성, 저온 안정성, 가스 투과성 등이 뛰어난 것이 장점임.
태양광용 폴리 실리콘은 6N(99.9999%)의 순도를 가진 것
반도체용 폴리 실리콘은 11N(99.999999999%)의 순도를 가진 것
폴리실리콘을 이용하여 잉곳(Ingot)을 만들며, 잉곳을 얇게 잘라 웨이퍼(Wafer)를 만들며 웨이퍼를 이용하여 반도체 및 태양광 발전용 모듈(Module)을 만듬. 최근에는 고유가 및 석유자원등의 화석연료의 고갈 문제로 인하여 신재생에너지가 각광을 받고있으며 그중에서 청정에너지원인 태양광발전이 각광을 받고있음. 예전에는 수요에 비해 공급이 부족하여 문제가 되었는데, 최근에는 공급과잉으로 인해 폴리실리콘 가격이 상당폭 하락하였음.
폴리 실리콘 가격동향
태양전지의 핵심 소재인 폴리실리콘 가격이 ㎏당 50달러선 아래로 떨어졌다. 폴리실리콘 공급과잉 우려로 가격 하락이 예상됐지만,16주 연속 50달러대를 유지했던 가격이 40달러대로 내려앉았다.
시장조사업체인 PV인사이트에 따르면 21일(현지시간) 폴리실리콘 현물가격은 ㎏당 평균 49달러에 거래됐다. 한 주 전에 비해 3.92%(2달러) 떨어졌다. 한 달 전과 비교하면 5.59% 내렸다.
PV인사이트는 독일 이탈리아 등 주요 수요국들의 경기 불황이 연말에도 지속될 것으로 예상되면서 가격이 약세를 보이고 있다고 분석했다.
송준덕 삼성증권 연구원은 "전 세계적으로 폴리실리콘 수요가 가장 많은 유럽의 경제가 위축됐기 때문"이라며 "지난해 평균 60달러선에서 거래됐던 가격과 비교하면 최근 시세는 낮은 것"이라고 설명했다. 송 연구원은 "중국 업체들의 저가 제품 공세도 가격 하락세에 영향을 미쳤다"며 "마진율이 10%대인 모듈 · 웨이퍼 업체들이 단가 인하를 요구하는 것도 한 요인으로 작용했다"고 덧붙였다. 폴리실리콘 업체의 마진율은 50% 정도인 것으로 알려져 있다.
업계에서는 폴리실리콘 가격 하락은 이미 예상됐다는 반응이다. 업계 관계자는 "현재 잉곳 · 웨이퍼 등 태양광 관련 업체들이 전반적으로 손해를 보고 있는 상황에서 자연스레 폴리실리콘 가격도 내려갈 수밖에 없다"며 "제조단가가 25달러선이어서 가격이 정상화되고 있는 것으로 봐야 한다"고 지적했다.
이 관계자는 "폴리실리콘 가격은 등락을 거듭하면서 40달러 이하까지 내려갈 것으로 보고 있다"고 전했다. 백영찬 SK증권 책임연구원도 "폴리실리콘 산업이 정부 보조금 없이는 독립할 수 없기 때문에 경기가 호전되지 않는다면 내년까지는 약세를 이어갈 것으로 보인다"고 말했다.
중국 등의 수요가 관건이라는 지적도 있다. 송 연구원은 "다음달부터 내년 초까지 일본 중국 등에서 신규 태양광 수요가 늘 것으로 예상되기 때문에 가격이 반등할 가능성은 있다"고 전했다. 그는 "태양광 발전 원가가 낮아지면 화력 발전 대비 가격경쟁력이 생겨 수요는 더욱 늘어날 수 있다"고 말했다.
OCI 등 폴리실리콘 생산업체에는 중 · 장기적으로 호재로 작용할 수 있을 것이란 분석이다. OCI 주가는 이날 26만3000원에 장을 마감했다. 전날보다 7.88%(2만2500원) 떨어졌다. | | |
OCI 새만금 폴리실리콘 5공장 건설 차질 | |
OCI가 전라북도 새만금산업단지에 추진하는 대규모 첨단소재단지 구축사업이 당초 계획보다 지연될 것이란 우려가 증폭되고 있다.
OCI는 작년 8월 새만금산단 155만㎡(47만평) 부지에 2020년까지 약 10조원을 투자해 태양광 핵심원료인 폴리실리콘 5공장을 포함 나노실리카·카본소재 등을 생산할 수 있는 복합단지를 건설한다고 발표한 바 있다.
OCI는 새만금 투자의 첫단추로 우선 1조8천억원을 투자해 연산 2만4천t 규모의 폴리실리콘 5공장을 건설, 2013년 12월경 완공할 예정이다.
20일 관련업계 및 새만금위원회에 따르면, 새만금산단 건설을 위한 전력 인프라 구축이 난항을 겪고 있으며 매립공사도 준설토 부족으로 지연되고 있다. 이에 따라 OCI의 투자 및 완공시기에 걸림돌로 작용하고 있는 것.
전력인프라 구축을 위한 ´새만금 송전선로 사업´은 현지 주민의 반발로 해결점을 찾지 못하고 있다. 이는 새만금산단에 전력을 공급하기 위해 2012년까지 약 905억원을 들여 군산전력소-새만금변전소 구간(34㎞) 5개 읍·면·에 철탑 92개와 선로를 설치하는 사업이다.
시행자인 한전은 2009년부터 사업을 추진하려 했지만, 주민 반대에 부딪혀 아직 본공사 조차 시작하지 못하고 있다.
주민들은 송전철탑에서 나오는 전자파가 유해할 뿐만 아니라 자연경관도 해치고 부동산 거래에 불리하다며 지상철탑 설치계획에 강하게 반발하고 있다. 반면 한전은 예산 부담으로 전선을 지하에 묻는 지중화 사업은 어렵다는 입장이다.
또한 지난 2분기 시작할 예정이던 매립공사가 준설토(파낸 흙) 미확보로 지연돼 2012년 1분기 중 완공하려던 당초 목표가 어려울 것이란 목소리가 들린다.
한국농어촌공사에 따르면 1-2공구 매립에 소요되는 군산항 준설토 330만㎥중 270만㎥를 군산지방해양항만청이 군산-장항 항로에서 준설할 예정이었지만, 이 공사를 맡은 건설업체가 준설선 수급문제로 매립공사가 진행되지 못하고 있다.
매립공사를 마치더라도 도로 등 추가적인 인프라 공사가 남아 있기 때문에 매립공사가 지연될수록 산단 조성작업도 차질을 빚을 수 밖에 없다.
이와 관련 새만금위원회 관계자는 "전력공급 문제는 현지 주민들과의 원만한 협의를 통해 하루빨리 공사가 진행되도록 노력할 것"이라며 "준설토 공급 역시 계획대비 큰 차질이 없도록 적기에 공급하는 방안을 강구할 것"이라고 말했다.
한편 OCI는 기존 군산 폴리실리콘 1·2공장과 신증설을 진행중인 군산 3·4공장, 그리고 신규 추진할 새만금 5공장을 합쳐 연산 총 8만6천t의 생산능력을 확보함으로써 세계 1위 폴리실리콘 메이커로 올라선다는 목표다.
