2022년 태양광의 발전단가, 0.049달러/kW

재생에너지의 발전단가(LCOE), 2022년(IRENA) (하) : 태양광

IRENA의 Renewable power generation costs in 2022에서..

 

 

앞서의 글에서 IRENA가 발표한 2022년도 재생에너지 발전단가 동향에 대해 정리한 바 있다. 2022년에도 재생에너지는 전 분야에서 단가 하락 추세를 이어갔다. 단가하락으로 그만큼 경쟁력이 개선되었음이 강조되었다. 특히 그리드패리트를 넘어선 육상풍력 및 태양광과 화석연료 간의 발전단가 격차는 더욱 벌어졌다. 그 결과 재생에너지가 갖는 에너지 안보 상의 이점이 더욱 명확해졌다고 한다

(-> 참조 재생에너지의 발전단가, 2022년 (상))

이하에서는 그 가운데 태양광 발전단가의 하락 추세와 더불어 2022년도 관련 동향에 대해 좀 더 자세히 소개해 둡니다.

 

 

 

태양광 발전이 가장 눈부시다. 2022년 태양광 발전단가는 0.049달러/kW

 

IRENA의 위 보고서는 각 재생에너지별로 발전단가 추이를 상세히 분석해 주고 있는데, 여기서는 눈부신 경쟁력 향상을 보여 온 태양광에 대해서만 좀더 추가해 둔다

 

태양광 발전의 드라마틱한 발전단가(LCOE) 하락은 아래 그림에서 볼 수 있다. 이미 살펴본 대로 2010년 KW당 0.445달러에서 2022년 0.049달러 약 1/10로 낮아졌다. 2022년에는 전년 대비 약 3% 추가 하락하였다고 한다. 이러한 단가 하락은 설비이용율(Capacity factor)의 지속적인 개선과 더불어 설치비용이 드라마틱하게 하락한데 따른 것임을 알 수 있다.

 

태양광 발전단가, 설치비용 및 설비이용율 추이 : 2010~2022년

*IRENA는 2022년 보고서에서 2021년 태양광 발전단가를 kW당 0.048달러로 추정했다가 이후 수정하였는데, 확정치는 0 051달러였다. 이를 기준으로 2022년에는 0.02달러 하락한 0.049달러로 추정하고 있다.

 

 

개별 국가 수준에서는 유틸리티 규모 태양광 PV의 가중평균 LCOE는 2010년에서 2022년 사이에 76%에서 89% 사이로 낮아졌다(아래 그림). 특히 모듈 가격의 하락이 드라마틱한데 2009년 12월부터 2022년 12월까지 유럽에서 판매된 결정형 태양광 PV 모듈의 가격은 91% 하락하였다고 한다. 또 2022년에 설치된 프로젝트의 글로벌 용량 가중 평균 총 설치비용은 876달러/kW로 2010년보다는 83%, 2021년보다도 4% 하락하였다고 한다.

 

 

 

더불어 태양광 발전 설비의 설치도 줄곧 확대되어 왔다. 태양광 PV 용량은 2010~2022년 사이에 26배 증가하여, 2022년 말 현재 1047GW를 넘어섰다고 한다. 특히 2022년에는 전년보다 36%가 더 많은 191GW가 증가하여 근래 최대의 증가를 기록하였다. 물론 여타 재생에너지에 비해서도 가장 많은 규모이다.

 

191GW 가운데 아시아가 112GW로 가장 많았다. 특히 중국이 86GW로 가장 많았고 인도가 13.5GW, 그리고 일본이 4.6GW로 그 뒤를 이었다. 다른 대륙에서는 미국이 17.6GW, 브라질 9.9GW, 네덜란드 7.7GW, 독일 7.2GW로 나타났다.

 

 

태양광의 눈부신 발전단가 하락은, 모듈 가격 하락이 주도.. 최근에는 최적화 등 시스템 기술 부각

 

발전단가 하락은 여러 요인에 의한 것이지만, 가장 큰 하락요인은 역시 태양광 모듈의 가격 하락이다. 2009년 말 ~ 2022년 말 사이에 유럽의 경우 91%(타입에 따라 88% ~ 94%) 하락해 왔다고 한다.

 

2021년 비용 인플레의 영향으로(폴리실리콘 가격 상승) 모듈 가격이 일부 상승하였지만(약 4~6% 상승), 2022년에는 다시 하락 추세를 이어갔다(3~4% 하락). 일반적 제품에서 고효율 제품 및 양면 패널에 이르기까지 전품목이 하락세를 보였고, 고효율 제품에서 더 많은 하락폭을 보였다. 특히 양면 모듈의 빠른 가격 하락으로, 양면 모듈의 점유율이 2019년 약 8%에 불과하였으나, 2020년 27%, 2021년 28% 그리고 2022년 30%로 높아졌다고 한다.

 

일부 원료나 소재의 가격 상승에도 불구하고, 효율 개선, 최적화 제조 기술 및 디자인 혁신 등을 통해 장기적으로 모듈 가격의 하락이 가능하였다고 한다. 모듈의 평균 효율은 근래에도 멈추지 않고 지속되어, 2020년 14.7%, 2021년 20.9% 그리고 2022년에도 21.1%의 개선이 이루어졌다고 평가한다. 기술적으로는 다결정 실리콘에서 단결정으로 이행, 양면 모듈 등이 거론된다. 향후로도 웨이퍼 및 셀과 모듈의 기술 면에서 다양한 발전으로 효율 개선을 통한 가격 하락은 이어질 것으로 기대된다.

 

예컨대 기술 발전의 결과 모듈(표준적 모듈)의 산출 전력이 2017년 350W에서, 최근에는 500W로 늘어났고, 이미 600W의 모듈이 상업화되기에 이르렀다고 한다.

 

태양광 총설치비용 하락의 주요 요인

 

태양광 발전 총 설치비용은 2010년 KW당 5124달러에서 2022년 876달러로 83%가 하락하였다(위 그림). 이 비용 하락분에서 가장 큰 비중을 차지하는 것은 모듈 비용으로 51%를 설명해 준다. 그리고 인버터가 10% 정도를 설명해 준다. 또 2016년까지는 모듈 비용의 하락이 컸다면, 그 이후로는 최적화 등 시스템 개선이 중요해졌다고 한다.

 

이렇게 태양광의 설치비용이 줄곧 하락해 오면서, 태양광이 재생에너지 가운데서도 가장 높은 경쟁력을 발휘해 온 것으로 풀이된다. 참고로 각국에서 태양광 설비비용의 하락 추세는 아래 그림과 같다. 대부분의 국가에서 높은 비용 하락을 경험해 왔고, 근자에 와서는 중국 등 후발 설치국에서 그 하락이 이어지고 있다. 중국과 함께 칠레, 터어키, 인도 등이 신규 설치를 주도하고 있다.

 

실제로는 2022년의 경우 적지 않은 국가에서 설치비용이 상승한 경우도 있다(유럽, 중동 아시아 등). 물론 대다수 국가에서 하락하였지만..

 

주요국에서 태양광 설치비용 추이 : 2010~2022년

 

 

한편 태양광 발전의 경쟁력 개선은, 설비이용율(capacity factor)이 높아진 것과도 궤를 같이 한다. 글로벌 가중 평균 설비이용율은 2010년 13.8%에서 2021년 17.2%로 높아졌으며, 2022년에는 16.9%(상대적으로 2% 감소)의 값을 나타냈다.

이는 다양한 요인에 기인하는데, 통상은 햇빛이 잘 드는 장소에 배치되는 비율의 증가에 의한 것이며, 근자에는 빛을 전력화하는 기술의 진화가 중요한 위치를 점한다. 예컨대 양면 모듈의 채택이나 추적기의 사용 등이 중요한 역할을 하게 되었다.

 

 

이상에서와 같이 태양광 발전의 평준화 비용은 드라마틱한 하락을 경험하며 재생에너지 가운데 발군의 경쟁력 향상을 보여주고 있다.

 

경쟁력 향상은 물론 다양 요인에 의한 것이었다. 대형 실리콘 생산 공장의 확대, 잉곳 생산 방법의 발전, 웨이퍼 가공 방식의 개선과 웨이퍼 대형화 등 셀 및 모듈 기술 발전과 더불어 이루어져 왔다. 2010~2022년 사이의 가격하락에서 모듈이 45% 기여하였고, 인버터가 9% 정도 기여하였다. 또 최적화 등 하드웨어의 개선이 약 10% 정도 기여했다고 한다(아래 그림).

 

태양광 발전단가(LCOE) 하락의 요인들

 

 

태양광 발전단가 하락은 전 세계적 추세, 최근에는 신흥 설치국이 주도..

 

마지막으로 발전단가 하락 추세는 아래 그림과 같이 각국에서 공히 확인된다. 2010~2022년 사이에 주요국에서 약 70~90%의 발전단가 하락이 확인된다. 근자에 와서는 중국, 인도, 호주, 칠레 등 신흥 설치국들이 그 하락을 주도하고 있다. 2010~2022년 사이에 중국은 89%, 인도는 90% 하락하여, 2022년의 경우 중국과 인도의 발전단가(LCOE)는 USD 0.037달러/kWh로 가장 낮았다. 호주가 0.041달러/kWh, 칠레 0.042달러/kWh 그리고 스페인이 0.046달러/kWh를 기록하는 등 상대적으로 높은 경쟁력 수준에 도달하였음을 알 수 있다. 이외 미국(유틸리티 규모 PV의 LCOE)은 0.058달러/kWh를, 일본은 0.092달러/kWh를 보였다. 일본의 수치는 중국의 약 2.6배 수준으로 상당한 격차를 보였다.

 

주요국에서 발전단가(LCOE)의 하락 추세 : 2010~2022년

 

 

-> 참조 재생에너지의 발전단가, 2022년 (상)

 

 

*보다 자세한 것은 아래를 참조하세요

-IRENA의 Renewable power generation costs in 2022