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태윤 누
5 years ago
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1 연구원안혜영 연구원박선현 연구원김유진 28 년 6 월 4 일제 35 호 (Status and competitive analysis of the global solar cell industry) 태양광산업의고성장세의영향으로태양전지시장도연평균 4% 이상의고성장지속 태양광산업의성장에따라핵심기술인태양전지산업도크게성장하여 2 년대이후연평균 4% 이상의고성장세를지속함 태양전지는크게결정질실리콘 (Crystalline-Si) 태양전지와박막형 (Thin Film) 태양전지고구분되고있음. 그동안안정성과높은효율성의장점을내세워결정질실리콘태양전지가전세계생산량의 9% 이상을차지해옴 그러나최근원재료인실리콘공급부족으로인해박막형태양전지의수요는급격히증가하고있음. 박막형태양전지의생산능력은 21 년까지연평균약 12% 의고성장이예상됨 태양전지시장은현재일본, 유럽, 미국이주도 태양전지시장은일본, 유럽, 미국이전세계생산량의 9% 에달하며시장을주도함. 반면국내태양전지시장의비중은약 1% 에불과한상황 국내태양전지산업의기술은선진국대비 7% 수준. 결정질실리콘태양전지의경우비교적기술수준이선진국에근접해있으나, 박막형태양전지의기술수준은매우취약한것으로평가됨 박막형태양전지부문에서선진업체와의기술협력이요구됨 박막형태양전지는효율성이쉽게개선되지않으며, 상업화기간이길지않아결정질실리콘태양전지대비수명과신뢰성에대한검증이이루어지지않음 이에따라국내태양전지업체들이박막형태양전지시장에진입하기위해서는내부연구개발을통한직접적인진출보다는선진업체들의기술도입을통한진입이필요한상황임 박막형태양전지부문에서오랜연구경험을가지고이미상용화진행되고있는미국및독일의태양전지업체와의기술협력이가장효과적인것으로분석됨 a-si 박막형태양전지의경우, 국내업체가초기생산기술력을보유하고있으므로, 선진업체와의기술제휴를통해상용화기간을단축할수있을것으로예상됨 화합물의박막형 ( CdTe, CIGS ) 태양전지의경우, 선진업체와의기술격차가매우크므로, 기술력과상용화능력을갖춘업체와의 M&A를통해시장에진입하는것이효율적일것으로판단됨

2 The solar cell market has continued to grow over 4% per year on average on the back of rapid growth in the solar energy industry The solar cell industry, which is the core of the solar energy industry, has continued to post average annual growth of over 4% since 2. Solar cells can be broadly classified as Crystalline-Si and Thin Film cells. Crystalline-Si cells are comparatively safe and efficient, and thus account for over 9% of global solar cell production. However, recent shortages in silicon, which is a key raw material for solar cells, have led to sharply rising demand for Thin Film cells. Production capacity for Thin Film cells is expected to grow rapidly at about 12% per year until 21. The solar cell market is dominated by Japan, Europe, and the U.S. Japan, Europe, and the U.S. dominate the solar cell market and account for 9% of global production. Korea accounts for roughly 1% of the total market. Domestic solar cell technology is about 7% that of developed nations. Crystalline-Si technology is at a similar level to developed countries, but Thin Film technology is much less advanced. Technological collaboration with advanced companies in the Thin Film sector is needed The efficiency of Thin Film cells is difficult to improve, and due to their relatively recent commercialization, their lifespan and reliability have yet to be tested against that of Crystalline-Si cells. As a result, in order to successfully enter the Thin Film cell market, domestic solar cell companies should aim to adopt technology from more advanced companies rather than pursuing in-house research and development. Collaboration on technology with U.S. or German firms that have already commercialized Thin Film cells and have built up experience in researching the sector would be most efficient. In the case of a-si Thin Film cells, domestic companies have the technology to manufacture the early stages, and by forming a technology-sharing partnership with a more advanced company, the time to market could be shortened. In the case of compound Thin Film cells (CdTe, CIGS), the technological gap with advanced companies is fairly large. Entering this market through an M&A deal with a company that has the necessary technology and commercialization ability is recommended.

3 I. 태양전지의미래성장성검토 1. 태양전지의종류및기술현황 태양전지는실리콘반도체의일종으로태양광발전의핵심기술임태양전지는태양광발전의핵심기술로태양전지및관련시장이전체태양광발전시장의 35% 를차지함태양전지는광기전력효과 (Photo Voltaic Effect) 를이용하여빛에너지를직접전기에너지로변환시키는반도체소자임여기서광기전력효과란반도체의 p-n 접합부나정류작용이있는금속과반도체의경계면에강한빛을입사시키면반도체중에만들어진전자와정공이접촉전위차때문에분리되어양쪽물질에서서로다른종류의전기가나타나는현상임태양전지는실리콘반도체의일종임. 그러나가장큰차이점은회로가아니기때문에포토, 식각등의공정이필요없고셀제조과정에서의부가가치가반도체에비해떨어지기때문에그만큼소재의효율성등특성이반도체보다더욱부각되고있다는점임 그림 1 태양전지의종류 자료 : 데이코산업연구원소 태양전지의종류 : 결정질실리콘태양전지가전세계태양전지의 9% 를차지재료에따라실리콘태양전지와화합물반도체태양전지, 유기태양전지등으로나눌수있는데기판의종류에따라실리콘웨이퍼와유리등에따라 Bulk형과박막형으로나뉨. Bulk형실리콘태양전지는다시실리콘결정의종류에따라다결정과단결정으로나뉨단결정실리콘태양전지는결정의방향이같아서전자이동에걸림돌이없기때문에유전 하나금융경영연구소 1

4 하나산업정보 효율이좋고흐린날에도비교적효율적으로발전할수있다는장점이있음반면, 다결정실리콘태양전지는추가정제과정이필요없고웨이퍼사용량도단결정타입보다적기때문에단결정타입에비해가격이 3~4% 저렴하지만변환효율이낮은단점이있음전세계태양전지시장의 9% 이상을차지하면서가장널리사용되고있는결정질실리콘태양전지는석영, 모래등의원재료를정제하여금속규소 ( 순도 99%) 를만들고, 이를다시정련하여태양전지용폴리실리콘 ( 순도 % 이상 ) 을만듬이후생산되어진폴리실리콘을정제하여단결정혹은다결정잉곳을만든후이를절단하여실리콘웨이퍼를만들고웨이퍼위에 PN 접합과전극을형성하면최종적으로태양전지가만들어지는제조공정을거치고있음한편태양광발전시장의높은성장으로실리콘원료의공급부족이지속되자실리콘웨이퍼의두께를줄이거나태양전지의효율을높이기위한노력이지속됨 표 1 주요박막태양전지기술현황 기술 a-si CdTe CIS/CIGS 장점 기술적으로안정적, 공정구현이용이한편전환효율이높음제조비용이낮음다양한기판이가능함다양한기판가능 단점 전환효율이낮음 카드뮴등의독성물질 제조공정이복잡함 전환효율 자료 : 삼성경제연구소 이에따라기존업체및신규진출업체들은박막형태양전지분야로사업영역을다각화하거나또는박막태양전지시장으로신규진출을시도하고있음. 현재전세계적으로수백 MW 용량의박막태양전지생산공장이건설중에있음현재경쟁력있는기술은비정질실리콘, CdTe 그리고 CI(G)Se 박막태양전지이며, 실리콘품귀현상으로이들제품의성장은더욱두드러짐. 생산규모는연간 5 1MW 이상의증설이추진중이며실리콘기판기술과의연계가이루어지고있는것으로나타남비정질실리콘, CdTe의경우모듈의효율및안정성은이미결정질실리콘제품과의경쟁이가능하며현재효율향상및저가공정개발을위한기술개발이진행중임 표 2 CdTe 박막모듈생산량 ( 단위 : MWp) 업체명 비고 생산단가 $1.25/Wp First Solar (USA) 2 6 -Ohio, USA -모듈생산량 13위 -astern Germany -박막모듈생산량 1위 -Malaysia 각각 1-95% 독일로수출 Antec (Germany) 4(1) Single junction, a-si/mc-si 자료 : 삼성경제연구소 2 하나금융경영연구소

5 표 3 비정질 Si 박막모듈생산량 ( 단위 : MWp) 업체명 비고 United Solar Ovonic (USA) 22 28(6) 6 18 Triple junction cell Kaneka (Japan) Single junction, a-si/mc-si Mitsubishi Heavy Industries(Japan) 9(1) 13 34(68) a-si/mc-si Shenzhen Topray (China) 1 Sharp(Japan) 8.2 a-si/mc-si-> triple junction 셀효율 11% -> 13% 모듈효율 8.6% -> 1% Sanyo(Japan) 5 ErSol Thin Film GmbH 스위스의 Oerlikon Solar Erson 4 (Germany) 장비 Schott Solar (Germany) a-si/mc-si Q-cell 8 25 CSGSolar 회사지분 21.7% 소유 (Germany) CdTe 분야투자 자료 : 데이코산업연구소 2. 국별경쟁상황 일본, 유럽, 미국이태양전지시장을주도하는가운데중국의무서운추격이전개일본, 유럽, 미국이전세계태양전지시장을주도하고있으며이들국가생산량이약 9% 에이르는것으로나타남최근중국, 대만, 필리핀은최근 2년간최고의성장률을나타내면서기존기술보유국의위치를위협하고있으며특히중국은최대생산국인일본과독일을머지않아따라잡을것으로예상됨한편, 198년태양전지의가격은 $3/W에이르렀으나점차하락세를기록하여현재는약 $3/W 수준인것으로조사됨 하나금융경영연구소 3

6 하나산업정보 그림 2 각국별태양전지생산량및생산비중 그림 3 태양전지가격하락추이 스페인, 75.3MW, 4% 기타, 137.4MW, 7% 한국, 18MW, 1% 4 3 ($/W) 미국, 21.6MW, 11% 2 독일, 514, 28% 일본, 919.8MW, 49% E 자료 : Report IEA-PVPS 자료 : 데이코산업연구소 국내태양전지산업의기술은선진국수준에가까운편이나국산화율은아직미흡국내태양전지분야는다른분야대비기술수준이선진국수준에가까운편이나아직까지국내에서는단결정태양전지의소량생산만이가능한상황현재삼성SDI, KPE, 네스코쏠라등의회사가태양전지생산능력을확보하고있으나, 생산규모가작고가격경쟁력이열위에있어본격적인수익을내지못하는있음국내태양광발전산업의기술수준은폴리실리콘원료분야와박막태양전지, 그리고제조장비분야에서선진국대비매우취약한것으로평가됨선진국대비국내태양전지산업의기술수준은실리콘태양전지가 72%, 박막태양전지 66%, 축전지 77% 로비교적타태양광산업대비양호한수준을나타내고있음. 그러나축전지를제외한나머지전지의국산화율은국내전체태양광산업평균이하를나타냄그동안벌크형태양전지로의투자가주를이뤄왔으나, 최근한국철강및 LG전자등의업체들을중심으로박막형태양전지에대한투자가진행되고있음한편국내에산업기반이이미형성된단결정기판및태양전지, 결정계실리콘태양전지모듈등의부문에서는타부문대비기술력이높은것으로평가됨상대적으로기술수준이높은기판, 실리콘태양전지, 모듈등의분야의제작및생산에있어서는국산화율이 7 8% 로높게나타났으나그이외에폴리실리콘원료제조분야및박막형 / 다결정태양전지, 건물일체형태양전지 (BIPV) 모듈분야에서의기술개발은시급한상황국내에서도태양광발전산업에대한관심이높아지면서학교및정부기관연구소를중심으로진행되던기술개발이기업을중심으로사업화와연계되면서활성화되는추세임 4 하나금융경영연구소

7 그림 4 태양광분야별국내기술수준 78 (%) 태양광산업전체 62 6 실리콘태양전지 박막태양전지 축전지 자료 : 데이코산업연구소 그림 5 태양광분야별국산화율 9 (%) 태양광산업전체 실리콘태양전지 박막태양전지 축전지 자료 : 데이코산업연구소 3. 태양전지의향후시장전망 1) 태양광발전산업의성장성 태양광발전산업은타신재생에너지산업대비높은성장세기록태양광발전은 2년대이후연평균 38% 의설치증가율을보이면서타신재생에너지 ( 풍력 28%, 바이오매스 3.5%, 지열 3.%) 대비가파른성장세를보임또한전세계태양광발전규모는 1999년 22MWp 규모에서연평균 4% 성장하여 26년에는 2,24MWp 수준에도달하였으며중장기적으로도태양광발전의성장추세는지속될것으로예상됨유럽신재생에너지협회에따르면, 현재태양광에너지의사용비중은전체신재생에너지중.1% 수준에불과하나, 향후고성장세를지속하여 24년경에는전체에너지대비약 25%, 신재생에너지대비 3% 이상을점유할것으로분석됨 현재국내태양광발전시장규모는미미한수준이나기술수준향상및정부지원강화등의요인으로향후성장성이큰것으로판단국내태양광산업은 27년말기준태양광발전신규설치누적용량이약 6MW 규모로세계태양광발전총설치용량의 1% 수준으로유럽, 일본, 중국에비해크게뒤쳐져있는수준국내태양광발전시장은설치 서비스사업위주로이루어져있어핵심제품인태양전지는거의수입에의존해왔으나, 28년을기점으로신규진출하는업체가본격등장하면서소재부터전지, 모듈등전방산업업체들이시장에진출하는상황산업자원부는신재생에너지생산시설에대한융자지원을 3년간꾸준히증가시켜왔으며오는 212년까지국내태양광발전설치용량을 1.3GW로늘려한국태양광산업을세계 3위안에진입시키겠다는육성계획안을마련하고있음 하나금융경영연구소 5

8 하나산업정보 지금까지는국내에보급되는상업용설비모듈의 85% 이상을해외수입에의존하고있었으나, 최근국내기업들의적극적투자로국내업계의시장점유율이증가하고있으며향후수출확대도예상됨 - 외산점유율 : 주택용 26년 61.%, 27년 7월 45.% 사업용 26년 85.4%, 27년 7월 85.2% - 태양광수출실적 : 26년약 4,5만불, 27년약 1억 8천만불 26년폴리실리콘의국내생산이성공함에따라국내기업에의한소재부터시스템까지의일괄생산이가능해졌으며, 세계수준의반도체기술과연계할경우발전가능성은무한한것으로평가됨 국내태양광발전량은꾸준히증가하고있으며, 24년정부지원사업시작이후보급량급증국내보급시장은세계평균을크게상회하는급속한성장세를보여 24년 2.6MW, 25년 5MW, 26년 22MW, 27년 44MW, 28년에 1MW으로예상됨에따라 22년국내보급규모는 4GW, 23년 18GW, 수출규모는 22년연간 1조 4천억원에서 23년 6조원에이를것으로전망신재생에너지의총발전량중에서태양광에너지의비중은 1998년이후연평균약.67% 로여전히낮은편이나, 자가용을중심으로매년증가하고있어 26년에는신재생에너지전체발전량중.15% 의비중으로크게상승함특히정부가태양광에너지지원사업을시작한 24년을기점으로보급량이급격한증가추세를보이고있으며, 26년사업용태양광발전보급량이급상승하여상대적으로가정용분야와균형을이루어가고있음 그림 6 국내태양광에너지연도별생산량 그림 7 국내태양광에너지연도별보급용량 (toe) 사업용 자가용 25, 2, 15, (kw) 사업용 자가용 4 1, 2 5, 자료 : 한국에너지관리공단신재생에너지센터 자료 : 한국에너지관리공단신재생에너지센터 6 하나금융경영연구소

9 영구적인친환경에너지로향후원가절감이가능할것으로보여성장성유망독일의기후변화협의회에따르면태양에너지의이용가능량은전세계연간에너지소비량의약 2,859배에이르는것으로조사되었으며, 이는풍력및바이오매스가각각 2배, 2 배정도의규모인것에비해무한정의양을보유하고있는것으로분석 212년이후 Kyoto Protocol의 2차의무대상국으로선정이유력한국내의경우에도온실가스감축의무가본격화될것으로예상됨에따라온실가스배출등의환경저해요인이전혀없는친환경에너지로서태양광에너지의수요증가가예상됨태양광에너지는국내에서도무한정자체조달이가능하여석유나천연가스처럼수입에의존하지않아도되며, 입지조건에크게영향을받지않아지역및규모에상관없이설치가가능하고기술개발로설치비용이절감될경우유지비용이타에너지원대비낮은수준이라는장점을보유 OECD국가들의에너지원별이용률을살펴보면화석연료, 수력등의비중이줄어드는반면신재생에너지가차지하는비중은지속적으로증가하는추세이는초기투자비용이과다하게소요됨에도불구하고신재생에너지가화석에너지의고갈문제와환경문제에대한유일한해결방안이라는관점에서각선진국은정부주도하에신재생에너지에대한과감한연구개발및보급정책을추진해오고있음특히 EU를중심으로미국, 일본등의국가들은기술개발과시장기반확보를토대로기존에너지원과의가격경쟁력을극복해나갈것으로예상 2) 태양전지시장의성장성 태양전지시장 : 급격히성장하고있으며각기관들의전망치가최근상향조정됨전세계태양광산업은 1999년 26년까지연평균약 4% 이상의성장률을나타내면서급격한속도로성장, 27년기준세계태양전지시장은약 6억달러에이르는것으로추정태양광산업의성장에따라핵심기술인태양전지산업도크게성장하여 1999년 287MW에불과하던생산량이 26년에는연평균 43.5% 성장하여 2,536MW를기록함 21년태양전지시장규모에대한전망은관련업체나조사기관마다큰편차를보이지만시장전망치는최근상향조정되는추세를보이고있음 - Photon International은 26년에는 21년태양광발전규모를 1GW 수준으로예상하였으나최근발표에서는전망치를 14GW로상향조정하였으며, CLSA(Credit Lyonnais Securities Asia) 의경우 24년예상치 5.2GW를 25년 6GW로상향한이후 26년 4월에는다시 1GW로상향조정하였음 26년말현재전세계태양전지생산의약 9% 는안정성, 높은효율, 2년이상의내구성이라는장점으로인해웨이퍼기반의결정질실리콘태양전지기술을기반으로제조됨 하나금융경영연구소 7

10 하나산업정보 그림 8 전세계태양전지생산량추이표 4 조사기관별태양전지시장전망 ( 단위 : GW) 3, 2,5 (MW) 2,536 조사기관 전망 CLSA(26.4) , CAGR : 43.5% 1,815 EPIA/Greenpeace(26.9) ,5 ` 1,256 LBBW(26.3) , Citigroup(25.6) Solarbuzz(26.3) Bank Sarasin(26.3) 자료 : Photon International, 27 자료 : 산업자원부보도자료, 현대증권 최근원재료인실리콘공급부족으로박막형태양전지수요증가실리콘의공급부족으로실리콘가격이지속적인상승세를보이자, 실리콘의사용양을줄이거나아예사용하지않는박막형태양전지의수요가증가함관련기관의조사에따르면 26년이후에는박막형태양전지사업참여기업수가실리콘웨이퍼사업참여기업수를앞지른것으로나타남 27년현재박막형태양전지의생산능력은전년대비 1배이상증가한약 887MW에이르고있으나, 변환효율이낮은한계로인해상용화가널리이루어지고있지않아실제생산량은크게미치지못하는것으로나타남최근연구개발능력의향상으로변환효율이상승하고있어상용화가보편화될경우, 전체태양전지중박막형태양전지가차지하는비중은더욱확대될전망박막전지종류별로는 a-si( 비결정질실리콘 ) 의비중이가장크며있으며 CdTe 그리고 CIS/CIGS의비중도점차확대될것으로예상됨 27년약 887MW에이르던박막형태양전지의생산능력은연평균 12% 의증가세를보이며, 21년에는약 9,46MW로확대될전망 8 하나금융경영연구소

11 그림 9 박막형태양전지생산능력추이 그림 1 박막형태양전지종류별비중 1, (MW) 9,46 8, 6, 4, CAGR : 119.7% 2,752 5,543 a-si 45% CIS/CIGS 22% 2, 887 CdTe 33% 27P 28E 29E 21E 자료 : 삼성경제연구소, Credit Suisse 주 : 27 년기준자료 : 삼성경제연구소, Credit Suisse II. 해외주요태양전지업체현황 1. 미국 BP-Solar BP는신재생에너지부문에서가장대규모의투자가진행되고있는업체로, 그룹차원에서 22년까지전세계에너지의 5% 를신재생에너지로공급한다는계획을추진중태양광사업분야는세계적인에너지회사인 BP의대체에너지사업부문중가장핵심이되는사업부문으로 3년의경험을가지고있으며, 현재전세계적으로 2,2여명의직원을보유태양에너지를이용한전력생산을위해태양전지및모듈을생산함과동시에발전사업에참여하고있으며, 주거상업및산업부문에서고품질의태양광전력시스템을설계, 제조, 마케팅및설치하는업무를수행하고있음 BP-Solar 는세계적인석유회사인영국 BP의자회사로스위스의 SOLAREX를합병한이후대규모글로벌태양광회사의하나로자리매김함현재단결정및다결정실리콘태양전지와태양전지모듈을생산. 27년기준세계태양전지생산량의 6.4%, 그리고태양전지모듈생산량의 4% 를생산함으로써세계시장에서각부문에서 8위에이름 BP-Solar 의주요생산시설은미국, 스페인, 호주, 중국, 인도에위치함. 전세계에미국 2개의공장을포함하여총 5개의공장을보유하고있음 27년기준 BP-Solar 의태양전지생산능력은 228MW까지확대된것으로조사되고있으며, 27년생산량은 115MW에이름 (26년 93MW, 25년 15MW). 특히 Federick 공장은연간 5MW의다결정실리콘웨이퍼설비를갖춘공장으로, 태양전지설비는 35MW임향후웨이퍼설비를 6MW로증설할계획이며, 그에따라태양전지설비도확장할계획 하나금융경영연구소 9

12 하나산업정보 그림 11 BP-Solar 의태양전지생산능력 16 (MW) 자료 : BP annual report 국내시장에서 BP Solar는지난 7년간태양광발전을위한태양전지, 모듈공급및선진기술을제공하고있으며, 26년국내최초로 UN승인을받은 CDM(Clean Development Mechanism, 청정개발체제 ) 프로젝트인동해 1MW급태양광발전소건설에설계및모듈공급자로참여하였음 - 26년 8월 ( 주 ) 에스에너지와함께국내태양광사업역사상가장의미있는프로젝트중의하나로평가되는동해태양광프로젝트에서발전설계, 설치및시운전은물론, 프로젝트에필요한태양전지모듈및제반부대시스템주변장치들을책임공급하는계약을체결하고주도적인역할을담당 BP Solar는국내태양광전지시장이 212년까지 1GW 규모이상이될것으로전망하고, 한국을태양광발전분야세계 1대시장중하나로발전시킬계획을가지고있음 First Solar LLC First Solar LLC는 1999년에설립되어 22년상업용제품을출시한후 26년 11월나스닥에상장됨. 26년세계태양전지생산 7위로전세계생산량의 4% 를차지하며, 태양전지모듈생산은 9위로전세계생산량의 3% 를차지 First Solar LLC는화합물계원료 (CdTe) 를이용하여차세대박막형태양전지를생산함. First Solar LLC가박막형태양전지부문에진출한이유는폴리실리콘소재부족으로원재료가격이급등하였기때문임현재미국과독일에생산시설을보유하고있으며, 박막형태양전지의수요가증가하자말레이시아에새롭게공장을건설할계획. 최근 1 2년간박막형태양전지의점유율확대는 First Solar LLC의생산량확대에기인한것으로분석됨 First Solar 의연간태양전지생산능력은 27년기준 21MW에이르며 29년말에는 57MW 까지확대할계획 First Solar 의 CdTe 박막형태양전지는 1% 범위의효율을달성한것으로알려지고있으며, 1 하나금융경영연구소

13 동사의발표에따르면변환효율은 27년 9월기준 1.5% 에이름각국의태양광프로젝트개발업자와장기모듈제공계약을체결함에따라 28년에서 212 년사이 3.4GW 이상의태양전지모듈생산이계획되어있는것으로알려짐 First Solar 는 28년현재 495MW의태양전지모듈생산능력을보유하고있으며, 향후추가적인공장설립을통해 29년에는 1GW까지생산능력을증가시킬전망전세계적으로박막형태양전지및모듈의수요가증가함에따라 First Solar 의영업실적은 26년흑자로전환되었으며, 매출액은 26년, 27년 18%, 28% 의성장세를기록함. 27년기준매출액은 5억 4백만달러에이르는것으로나타남 그림 12 First Solar 의영업실적 6 매출액 영업이익률 ( 우 ) ( 백만달러 ) (%) 그림 13 First Solar 의모듈생산능력추이및전망 1,2 (MW) 1, 1, Shell Solar Shell Solar는최근 Siemens Solar를매입하여세계적인태양광업체로부상. 현재태양광발전용웨이퍼생산부터최종소비자를상대한사업까지전영역을취급 Shell Solar에서는단결정및다결정실리콘태양전지부터 CIS(Copper indium diselenide thin Film) 까지다양한형태의전지가생산됨특히 CIS형태양전지의경우박막형태양전지중가장광전변환효율이높음. 또한결정계실리콘태양전지에비해제조공정또한단순화되어저비용화의가능성이높음 Shell Solar는 CIS형태양전지모듈을상업화한첫번째회사로알려져있으며현재 11% 의변환효율을기록하고있으며, 27년부터판매가이루어지고있는것으로나타남 27년 Shell Solar의 Si계태양전지및 CIS형태양전지의생산량은약 15MW에이르는것으로추정되며, 향후 CIS형태양전지의판매가본격화될경우높은성장세를기록할전망 하나금융경영연구소 11

14 하나산업정보 그림 14 Shell-Solar 의태양전지생산능력 16 (MW) P 자료 : Photon International Evergreen Solar Evergreen Solar는 1994년설립된회사로 String Ribbon 웨이퍼를전문적으로생산하고있으며이를바탕으로결정질실리콘태양전지를생산 21년 6월폭 3.2 인치태양전지 ( 효율 12%) 모듈라인인 Cedar Line(TM) 에대해인증을받았으며, 23년 Double ribbon 용 furnace 를도입하여, 27년말기준효율 14.5% 를얻고있으며, 212년효율 18% 를목표로함 String Ribbon 이라는새로운공정은웨이퍼를시트처럼뽑아냄으로써실리콘사용량은 5% 까지줄이고, 기판제조에발생하는손실및공정또한줄일수있다는장점을지님그러나이공정에사용되는폴리실리콘은기존의폴리실리콘과차별화된제품으로공급이제한적이라는단점을지님. 이에따라참여업체수가적기때문에시장의확대가어려운것으로분석됨 25년에서 26년사이 134% 의성장세를보이며 1억 3만달러에이르렀던 Evergreen Solar의매출액은 27년 6,99만달러로전년대비 32% 나감소한것으로나타남 Evergreen Solar는폴리실리콘의원활한공급을위해국내폴리실리콘생산업체인동양제철화학과 27년 4월, 28년 1월두번에걸쳐장기공급계약을체결한편 Evergreen Solar는향후 BIPV 시장의중요성을감안하여 Solar Works, Inc. (VT) 와협력하여 Long Island Power Authority (LIPA) 주관프로그램에참여 12 하나금융경영연구소

15 그림 15 Evergreen Solar 의영업실적 그림 16 Sun Power 의영업실적 ( 백만달러 ) 매출액영업이익률 ( 우 ) (%) , 매출액 영업이익률 ( 우 ) ( 백만달러 ) 8.1 (%) Sun Power Sun Power 는 1988년고효율실리콘태양전지의상업화를목표로설립되었으며주택용, 상업용및대규모고효율태양광발전시스템을설계, 제조, 시공하는세계적인업체주로단결정질실리콘태양전지를생산하고있으며, 25년이후평판형태양전지에집광기술을적용하여변환효율이 2% 를넘어섬 Sun Power 의고효율태양전지제조방법은배면전극구조로입사광의양을줄이는금속전극이표면부위에는없도록하여전류량을수 % 향상시킬수있음 Sun Power 는 25년기업공개이후매년 2% 이상의매출성장을기록해왔으며영업이익또한흑자전환됨. 27년기준매출액은 7억 7천만달러, 영업이익은 2천 6백만달러를기록한편 26년썬파워는동양제철화학으로부터 4년간 (28년 -211년) 약 2억 5,만달러규모의폴리실리콘을공급받는장기공급계약을체결한바있으며, 동양제철에서공급받는폴리실리콘으로단결정실리콘잉곳을제조하는웅진그룹과의합작법인에도투자해왔음최근 28년 5월에는국내함평에 1.4MW 규모의태양광발전소를완공하였으며, 그외전주 2MW, SP태양광발전소 2.2MW, 광주 1MW 시스템까지세시스템을완공한바있음 Energy Photovoltaics, Inc (EPV) EPV 솔라는미국뉴저지주에본부를두고있으며주로 a-si ( 비결정질실리콘 ) 태양전지및 a-si 태양전지모듈을생산함동사는저가, 고성능의비결정질실리콘박막전지및모듈생산을위해제조장비를지속적으로개선해나감. 초기 EPV 솔라의 a-si 태양전지모듈의효율은 5% 에불과했으나 26년이후하이브리드구조를채택하면서안정화효율은 1% 까지향상됨동사는비결정질실리콘박막전지의가격경쟁력및우수한성능을앞세워, 유럽업체들과의장기적인공급협정이지속적으로체결되고있는것으로조사됨 하나금융경영연구소 13

16 하나산업정보 이에따라 27 년 6 월비결정질실리콘박막전지및모듈제조시설용량을늘리기위해약 7,8 만달러의자금을조달. 29 년에는연간제조능력을 85MW 이상확대할전망 표 5 미국주요태양광전지업체현황 ( 단위 : 백만달러 ) 업체 매출액성장률 (27 년기준 ) 영업이익률 총자산총부채주요사업내용 First Solar LLC 273.4% 27.3% 1, Sun power 227.6% 3.4% 1, Evergreen Solar -32.2% -36.6% (CdTe) 를이용하여차세대박막형태양전지생산 -First Solar 의 CdTe 박막형태양전지는 1% 범위의효율을달성 -결정질실리콘태양전지생산 -동양제철화학으로부터(28 년 ~11 년 ) 2억 5, 만달러규모의폴리실리콘을공급받는장기공급계약을체결 - 결정질실리콘태양전지생산 - 웨이퍼를시트처럼뽑아냄으로써실리콘사용량은 5% 까지줄일수있는 String Ribbon 공정도입 Energy Conv. Devices BP-Solar EPV Shell Solar 주 : 27년기준자료 : 데이코산업연구원 1.9% -32.4% 비결정질 (a-si) 박막형태양전지생산 - 단결정및다결정실리콘태양전지생산 - 비결정질 (a-si) 박막형태양전지생산 - 단결정및다결정실리콘태양전지부터 CIS 박막형태양전지등다양한형태의 전지가생산됨 - CIS 형태양전지는박막형태양전지중 광전변환효율 (11%) 이가장높음 2. 독일 Q-cell 22년처음사업을시작한 Q-cell 은최근급격히성장하여판매량기준으로 26년 1% 의시장점유율을기록하였으며기업차원에서의제품개발과독일정부의적극적인시장확대정책에힘입어시장참여이후줄곧흑자를기록 27년태양전지생산량은 37MW에달해세계선두업체인일본의샤프를제치고태양전지부문 1위에올라섬주요사업부문은결정질실리콘계태양전지임. 지속적인연구개발을통해 22년 14.3% 였던변환효율을 26년 15 16% 까지끌어올림 14 하나금융경영연구소

17 또한지속적인 R&D 활동을통해태양전지의효율향상에주력하고있으며 28년이후에는셀효율성은 18~21% 까지향상시킨다는계획임또한차세대태양전지수요에대응하기위해 1 3MW급박막형태양전지파일럿생산라인을운영중이며 28년 5 1MW급으로증설할예정동사는실리콘공급부족에대비하여안정적인공급처를확보하기위해 Elkem 사와 28 18년동안총 6.7만톤의 (1GW의태양전지생산이가능한양 ) 실리콘장기공급계약을체결함또한태양전지기판확보및전지, 모듈생산을목적으로미국 Evergreen Solar 와공동투자사인 EverQ 를설립 27년 Q-Cell 의매출액은전년대비 59.2% 증가한 8.6억유로를기록했으며영업이익률은 21.9% 에이름 28년에도연초부터독일및스페인의태양광발전사업자들의주문이급증하고있어 3% 대의고성장이기대됨 그림 17 Q-Cell 의태양전지생산능력 그림 18 Q-cell 의영업실적 (MW) , 8 ( 백만유로 ) 매출액영업이익률 ( 우 ) (%) E 자료 : Q-Cell Annual Report Ersol Solar Energy AG Ersol Solar Energy AG는 Eni SpA의자회사로 198년대초기부터태양광사업에진출하였으며, 1997년이후본격적으로태양전지제조및판매를시작 27년 12월현재실리콘, 웨이퍼, solar cell 부문에약 8명이상의인원을고용하고있음. 고용구조를살펴보면, 27년기준실리콘 23명, 웨이퍼 263명, solar cell 383명, 모듈 133명임동사의주요생산품은주로결정질실리콘계태양전지를제조하고있으며, 최근단결정실리콘잉곳및웨이퍼사업에진출했을뿐아니라모듈생산을위해자회사를설립하는등수직계열화달성을위해적극적인노력을기울임동사는 25년중국에모듈생산자회사를설립하고 26년 8월에는 Ersol Thin Film GmbH를설립하여박막분야에진출, 중기적으로용량 1MW를목표로하고있음 28년들어서면서 multicrystalline silicon wafer 공급을위해일본에위치하고있는세계적 하나금융경영연구소 15

18 하나산업정보 웨이퍼제조업체와공급계약을체결하는등 Supply-Chain 완성을통한효율성강화를추진 26년기준동사의태양전지생산량은 4MW에이르고있으며, 29년까지 22MW로생산규모를확대시킨다는계획임향후다양한태양전지수요에대응하기 26년 8월에는 ErSol Thin Film GmbH를설립하여, 결정질태양전지뿐만아니라박막형태양전지분야에도진출함동사의 27년매출액은전년대비 25.4% 증가한 1.6억유로에이르고있으며, 영업이익률은 25년이후지속적으로두자리수를기록하는등양호한실적을나타내고있음 그림 19 Ersol Solar Energy AG 의영업실적 그림 2 Solar World AG 의영업실적 매출액 영업이익률 ( 우 ) ( 백만유로 ) (%) 매출액 영업이익률 ( 우 ) ( 백만유로 ) 21 (%) Solar World AG Solar World AG는 1998년설립된회사로, 설립초기주로시스템분야에치중하였으나현재다양한자회사를통해전분야에걸쳐수직계열화를구축함 - Solar World AG : 마케팅, 플랜트개발, 엔지니어링 - Joint Solar Silicon GmbH & Co. KG : DEGUSSA AG와합작으로실리콘원료생산 - Deutsche Cell GmbH : 결정질태양전지생산 - Gallivare PhotoVoltaic : 스웨덴소재모듈생산 Solar World AG는주로결정질태양전지부문에진출하고있음. 26년 Shell Solar의태양전지생산시설 (8MW) 을매입하였으며, 미국의 RWE-Schott 의지분을매입함또한자회사인 Deutsche Cell GmbH은 26년기준약 51MW의태양전지를생산하고있는것으로조사됨독일과스페인, 남아프리카, 아시아, 그리고미국등지에 2,명이상의직원을고용하고있으며고용규모는해마다확대되고있음동사는최근 3년평균 5% 대의매출성장을기록하고있으며 2% 내외의높은영업이익률을나타내고있음. 27년기준매출액은 6.9억유로, 영업이익률은 21.9% 에이르고있음 16 하나금융경영연구소

19 그림 21 Solar World 의고용변화 1,6 1,4 1,2 1, ( 명 ) 자료 : Solar World 홈페이지 1, ,348 독일미국기타지역 Total 1, % Sunways Sunways는독일 Konstanz에설립된회사로다결정실리콘태양전지, 투명태양전지, 인버터생산등의부문에진출. 25년기준고용인은 213명에이름 26년기준동사의태양전지생산능력은 3MW로세계 2위권을기록하고있으며, 28년까지 8MW의생산을목표로하고있음최근에는박막실리콘태양전지분야에진출하기위해리히텐슈타인의 Unaxis AG와합작하여생산라인의건설을추진중인것으로알려짐 27년동사의매출액은약 2.1억유로로전년대비 4% 성장하였으나, 영업이익률은 1.3% 에그치고있는것으로나타남 표 6 독일주요태양광전지업체현황 ( 단위 : 백만유로 ) 업체 매출액성장률영업 (YoY) 이익률 총자산 총부채 주요사업내용 - 주요생산품은실리콘계결정질태양전지 Q-cell 59.2% 21.9% 2, ( 셀변환효율 : 15 16%) - 박막형태양전지파일럿생산라인을운영중 Solar World 33.8% 22.1% 1, 실리콘계결정질태양전지생산 - 초기주로시스템분야에치중하였으나현재다양한자회사를통해전분야에걸쳐수직계열화를구축 Sunways 4.2% 1.3% 실리콘계다결정질태양전지생산 - 최근박막형태양전지분야진출위해생산라인건설중 Ersol Solar 1.9% -32.4% 실리콘계결정질태양전지 - 26 년 8월에는 Ersol Thin Film GmbH 를설립하여박막분야에진출 주 : 27년기준자료 : 데이코산업연구소 하나금융경영연구소 17

20 하나산업정보 부록 : 해외주요태양전지업체별요약재무제표및주요지표 Sunpower ( 단위 : 천USD) 손익계산서 매출액 78, ,51 774,79 영업이익 -12,524 19,17 25,985 순이익 -15,843 26,516 9,22 대차대조표 총자산 317, ,836 1,653,738 총부채 425, 현금흐름 EBITDA ,323 64,228 NET DEPT -143, ,92 34,333 NET CASH FLOW 139,816 22,4 112,879 주가지표 주당순자산 (USD) 주당판매액 (USD) EV/EBITDA EPS (USD) ROE(%) Evergreen Solar 손익계산서 대차대조표 현금흐름 ( 단위 : 천USD) 매출액 44,32 13,146 69,866 영업이익 -19,657-28,338-25,578 순이익 -18,511-28,13-18,772 총자산 228,959 27, ,255 총부채 97,684 9, 9, EBITDA -11,851-12,618-7,942 NETDEBT -18,523 4,579-5,73 NETCASHFLOW 26,624-2,886 22,6 주가지표 ( 단위 : %) 주당순자산 (USD) 주당판매액 (USD) EV/EBITDA EPS (USD) ROE(%) 하나금융경영연구소

21 First Solar ( 단위 : 천 USD) 손익계산서 매출액 48,63 134,974 53,976 영업이익 -4,79 2,81 137,181 순이익 -6,551 3, ,354 대차대조표 총자산 453, ,51 1,319,51 총부채 45,17 8,697 18,165 현금흐름 EBITDA -2,757 2, ,737 NETDEBT -324,19-227, ,785 NETCASHFLOW 12,871 29,98 89,122 주가지표 ( 단위 : %) 주당순자산 (USD) #N/A 주당판매액 (USD) #N/A EV/EBITDA #N/A EPS (USD) #N/A.1 2. ROE(%) Energy Photovoltaics, Inc (EPV) ( 단위 : 천USD) 손익계산서 매출액 156,57 12, ,567 영업이익 43,383-27,221-36,799 순이익 49,562-18,76-25,231 대차대조표 총자산 198,63 596,342 6,679 총부채 9,333 24,728 24,252 현금흐름 EBITDA 59,233-1,936-13,59 NET DEBT -86,83-379, ,522 NET CASH FLOW 71,367 8,962-84,11 주가지표 ( 단위 : %) 주당순자산 (USD) 주당판매액 (USD) EV/EBITDA EPS (USD) ROE(%) 하나금융경영연구소 19

22 하나산업정보 Q-Cell 손익계산서 매출액 299, , ,9 영업이익 57, , ,7 순이익 39,932 95, ,8 대차대조표 총자산 456,64 634,468 2,588,3 총부채 48,578 31,965 43,7 현금흐름 EBITDA 74, ,84 259,6 NETDEBT -184,57-147, ,6 NETCASHFLOW 198,121-53, ,7 주가지표주당순자산 (EURO) 주당판매액 (EURO) EV/EBITDA #N/A #N/A 29.1 EPS (EURO) ROE(%) ( 단위 : 천 EURO) Solar World ( 단위 : 천EURO) 손익계산서 매출액 355, , ,588 영업이익 75,575 12,39 151,11 순이익 83,764 18, ,91 대차대조표총자산 444, ,417 1,685,648 총부채 69, , ,458 현금흐름 EBITDA 19,428 22,94 251,87 NET DEBT -48, , ,264 NET CASHFLOW 69,12 99,56 73,9 주가지표주당순자산 (EURO) 주당판매액 (EURO) EV/EBITDA EPS (EURO) ROE(%) 하나금융경영연구소

23 Sunways ( 단위 : 천EURO) 손익계산서 매출액 9, , ,482 영업이익 1, ,782 순이익 351 1,747 1,26 대차대조표 총자산 69,654 69,65 9,73 총부채 29,328 9,584 9,652 현금흐름 EBITDA 4,429 5,569 8,935 NET DEBT 26,522 5,787-4,54 NET CASH FLOW -11, ,359 주가지표주당순자산 (EURO) 주당판매액 (EURO) EV/EBITDA EPS (EURO)..2.1 ROE(%) ErSol ( 단위 : 천EURO) 손익계산서 매출액 64, ,771 16,176 영업이익 6,742 17,535 18,987 순이익 5,922 12,288 8,7 대차대조표총자산 234, , ,47 총부채 22,46 61, ,514 현금흐름 EBITDA 13,63 29,659 3,89 NET DEBT -16,749-11,76 67,955 NET CASH FLOW 125,495-66,48-28,635 주가지표주당순자산 (EURO) 주당판매액 (EURO) EV/EBITDA EPS (EURO) ROE(%) 하나금융경영연구소 21

<4D F736F F F696E74202D20BDC5C0E7BBFDBFA1B3CAC1F6C7D0C8B8C3E1B0E85FB1E8B5BFC8AF5F BC8A3C8AF20B8F0B5E55D>

<4D F736F F F696E74202D20BDC5C0E7BBFDBFA1B3CAC1F6C7D0C8B8C3E1B0E85FB1E8B5BFC8AF5F BC8A3C8AF20B8F0B5E55D> 국내 외태양광발전기술동향 2007. 6. 25. 김동환 1/34 목 차 1. 개요 2. 해외산업현황및전망 3. 국내산업현황 4. 발전방향 5. 요약및전망 2/34 개 요 전세계태양광산업의가파른성장 국가별, 업체별생산규모및시장분석소재수급불균형에따른예측및설비증설 non-si 계태양전지산업의확대 국내태양광산업의규모확대 설치용량의급격한증가각종설비확충및투자계획 세계