태양광 패널 재활용 주목해야하는 이유!

 

태양광 패널 재활용이 큰 이슈로 떠오르고 있습니다.

 

한국태양광산업협회는 태양광 폐패널 발생량이 기하급수적으로 증가할 것으로 추산하고 있습니다.

에너지 효율 측면에서의 태양광 패널 수명이 20년정도인 것과 태양광 발전 시스템의 보급 시점이 2000년대 초반인 것에 따라 예상되는 추세입니다.

우리나라 태양광 패널 재활용의 현위치와

태양광 패널 재활용에 주목해야하는 이유까지!

 

이번 포스팅 끝까지 읽어보시고 좋은 정보 알아가시기 바랍니다.

 

---

1. 우리나라 태양광 패널 재활용의 현위치

 

해외대비 많이 늦은 태양광 패널 재활용

태양광 모듈은 태양전지 기본소자(셀)를 연결해 일정한 전압과 전류를 발생시키도록 한 장치로, 태양광 분야에선 패널과 혼용돼 같은 뜻으로 쓰입니다.

태양광 모듈은 재활용이 가능한 유리, 알루미늄, 실리콘, 구리 등으로 제작되기 때문에 적정 회수 및 재활용을 할 경우 최대 90%까지 회수및 재활용이 됩니다. 하지만 지금까지 우리나라에서는 수명이 다하거나 생산 과정에서 불량으로 판정되면 대부분 매립 처분돼 왔습니다.

현재 우리나라는 중대형 이차전지 및 태양광 패널의 재활용에 관한 다양한 응용기술과 부분적 원천기술을 보유하고 있는 상태이나 그동안 법과 제도의 부족으로 재활용 산업의 활성화가 그동안 어려운 실정이었습니다. 기술은 가지고 있으면서 그 필요성에 주목하지 않고 있었던 것이 사실입니다.

사실 국내를 제외한 해외에선 이미 신재생에너지 관련 재활용 활성화를 위한 노력이 진행되고 있었습니다.

실제 유럽은 2006년 9월26일부터 모든 종류의 배터리 생산자가 배터리 수거, 처리, 재활용에 수반되는 비용을 지불하도록 책임을 명시했고 2012년 8월13일 폐가전제품의 의무 재활용 관련 규정에 태양광 모듈을 포함했습니다.

미국은 연방정부 차원의 폐이차전지 생산자 책임제도가 존재하지 않지만 8개 주(州)에서 생 산자 책임 재활용 제도를 시행하고 있으며 폐태양광 모듈 관리를 기업의 환경책임으로 간주하고 있습니다.

일본도 사업자와 국민의 배출 책임을 명확히 하고 폐기물의 적정한 순환적 이용을 위해 2001년 1월 ‘순환형 사회형성 추진 기본법’을 시행했으며 2016년 3월 폐태양광 발전설비를 산업폐기물로 분류한 재활용 지침을 발표했습니다.

이에 2001년 첫 발을 뗀 국내 태양광 시장도 어느덧 20여년의 시간이 지났기 때문에 태양광 재활용 시장 확보를 위한 노력이 시급한 실정입니다. 태양광발전소의 통상 수명을 20년으로 판단하는 만큼 국내 1세대 태양광발전소가 그 역할을 다하는 시기가 왔습니다.

전문가들에 따르면 태양광발전소에는 규모에 따라 작게는 수십 장부터 많게는 수만장의 태양광 모듈이 설치됩니다. 여기서 수명이 다한 폐패널은 그동안 알루미늄 프레임을 제외한 나머지 소재 전체를 파쇄하거나 매립하는 방식으로 재활용돼왔습니다. 이렇게 처리된 폐패널이 환경오염을 유발한다는 지적이 이어져온 것입니다.

물론 국내에 설치되는 결정질 실리콘계 태양광 모듈에는 크롬, 카드뮴 등 유해 중금속이 포함되지 않았기 때문에 환경오염의 주범으로 지적하는 것은 옳지 않습니다. 정부가 이러한 성분이 사용된 태양광 모듈의 사용을 전면 금지하고 있기 때문입니다.
다만 셀과 전선 연결을 위해 납이 사용되는데 이마저도 매우 소량으로 산업통상자원부에 따르면 국내에서 사용 중인 태양광 모듈의 납 함량이 0.009%~0.02% 에 불과합니다. 관련 환경기준(0.1%, 전자제품등자원순환법)대비 매우 낮은 수준으로 일반 전자제품에 사용 되는 것과 비슷한 수준입니다.

한국에너지공단에 따르면 우리나라에서 태양광설 비에 대한 집계를 시작한 지난 1990년부터 2,000년까지 총 416만5,000W 규모의 태양광 모듈이 설치돼 현재 보급되고 있는 모듈(1장당 250W 설비)을 기준으로 하더라도 1만6,000장이 넘는 규모이며 태양광 모듈의 평균수명이 20년인 것을 감안하면 이들 중 많은 양은 방치되거나 이미 폐기됐을 가능성이 크다고 합니다.

걸음마 단계지만 희망은 많다!

 

폐모듈 재활용 산업은 정부가 추진하는 2050 탄소중립 비전을 달성하는 데 필요한 실질적인 기술 산업으로 성장하게 될 것이며 태양광에너지 발전을 통한 탄소감축과 동시에 재활용을 통한 탄소감축 효과로 탄소중립에 기여하는 신산업으로 성장해 나갈 것으로 기대되고 있습니다.

여타 신재생에너지 선진국들에 비해 다소 출발이 늦은 우리나라의 경우 폐패널 재활용에 대해 아직은 걸음마 단계라고 할 수 있습니다. 산·학·연·관이 힘을 모아 제도 정립 및 기술개발을 통해 이러한 변화에 대응하고 있지만 더욱 적극적인 지원이 필요한 상황입니다.

폐패널 발생량 전망에 대한 정확한 수치를 파악하기 위한 시스템이 아직 까지 부족하며 특히 재활용 또는 재사용 가능한 폐패널과 폐기해야하는 폐패널을 선별하는 기준 확립이 중요합니다. 또한 그러한 기준이 마련된 뒤 폐패널 발생량 수치를 전망하고 이에 대한 체계적인 관리가 진행 돼야 합니다.

국내 태양광산업은 확산기를 지나 고도화 단계에 진입했습니다. 생산에 집중하던 시기에서 이제는 관리와 폐기가 중요한 시기로 접어들었습니다. 노후발전소에 대한 리파워링, 폐패널에 대한 재활용, 재사용 등에 산·학·연·관이 노력이 더욱 필요한 시점입니다.

생산-소비-폐기는 제조산업이 하나의 완성된 생태계를 구축하기 위해서는 필수적인 요소라고볼 수 있습니다. 이는 태양광산업뿐만 아니라 모든 제조산업이 이러한 과정을 통해 하나의 완성된 생태계를 구축하고 발전해온 것이 사실입니다. 이에 국내 태양광산업 역시 이러한 단계를 거치며 고도화되는 과정을 겪고 있는 것입니다.

태양광 재활용은 생태계 구축의 마지막 단계에 접어들었음을 의미하며 이를 통해 더욱 성숙한 국내 태양광산업이 되는 계기가 될 것입니다.

 

 

 

2023년부터 생산자 책임 재활용 제도(EPR) 도입

태양광 폐패널 재활용 의무를 이행하지 않는 업체는 2023년부터 1㎏당 727원의 부과금을 징수합니다. 태양광 업계에 생산자 책임 재활용 제도(EPR) 도입을 앞두고 이뤄진 개정입니다.

 

2023년부터 태양광 패널 생산업자는 재활용 분담금을 공제조합에 내게 됩니다. 공제조합은 태양광 폐패널을 일괄 수거해 재활용합니다.

 

2000년대 초반부터 전국적으로 설치되기 시작한 태양광 패널은 사용기한이 20년정도 입니다. 조만간 폐패널 처리 수요가 급증할 수 밖에 없는 상황입니다. 태양광 쓰레기 대란을 막기 위해 생산자 책임 재활용 제도를 도입한 것입니다.

 

전문가들은 궁극적으로 사용 기한을 늘려 태양광 패널 폐기분을 줄여야 한다고 조언하고 있습니다. 홍수열 자원순환사회경제연구소장은 "재활용도 좋지만, 궁극적으론 제품 수명을 연장해야 폐기물 문제를 해결할 수 있다. 내부 부품을 교체해서 새것처럼 업데이트하는 방식이 좋다"고 말했습니다.

 

국내에는 아직 다 쓴 태양광 패널을 재사용하기가 쉽지 않다고 합니다. 충북태양광모듈연구센터에 따르면 20년이 지난 국내 태양광 패널은 관련 인증이 말소된다고 합니다. 20년 후 정상적으로 기능하는 패널도 대부분 중고로 해외에 수출되고 있습니다. 이에 대해 환경부 관계자는 "한국환경산업기술원에서 관련 기술을 연구·개발하고 있지만 당장 현장에 적용하기는 어려운 수준"이라고 말했습니다.

 

 

 

2. 태양광 패널 재활용에 주목해야하는 이유

 

폐 태양광패널 재활용 시장 폭발적 성장 전망

국제에너지기구(IEA)에 따르면 태양광 발전량 자체는 오는 2050년까지 지구 전체 발전의 40%에 육박할 것으로 전망되고 있다고 합니다.

전세계적으로 탄소중립 달성을 위한 재생에너지 확대가 늘어나면서 자연스럽게 수명이 다된 태양광 패널을 재활용하는 시장도 점차 확산될 전망입니다. 

 

미국 온라인매체 더버지는 노르웨이의 세계적인 에너지 전문 컨설팅업체 리스타드에너지가 최근 펴낸 보고서를 인용해 폐 태양광 패널을 재활용하는 시장이 빠른 속도로 성장할 것으로 전망된다고 보도했습니다.

쓰레기 매립지로 직행하던 폐 태양광 패널을 재활용해 나오는 각종 태양광 발전 자재를 생산하는 업체들이 앞으로 매우 활기를 띄면서 태양광 패널 재활용 시장이 매년 급성장하여 2030년정도에는 전세계적으로 27억달러(약 3조5000억원) 규모에 달할 것으로 보고서에서 전망하고 있습니다.

현재 글로벌 태양광 패널 재활용 시장 규모는 1억7000만달러(약 2000억원) 수준이므로 불과 8년 사이에 20배 가까운 폭발적인 성장세가 예상된다는 뜻입니다.

 

지금까지 태양광 패널을 재활용하는 시장이 활성화되지 못하고 폐 태양광 패널이 쓰레기장으로 대부분 직행할 수 밖에 없었던 이유는 재활용을 통해 얻을 수 있는 마진이 형편없이 적었기 때문이라고 합니다. 그러나 최근들어 태양광 패널을 재활용하는 혁신적인 기술들이 나오면서 그 마진 폭이 앞으로는 커질 것으로 예상되고 그에 따라 관련시장도 크게 확대될 것으로 보인다고 리스타드에너지에서 전망했습니다.

 

현재 태양광 발전 인프라는 관련 자재가 전세계적으로 부족한 상황이어서 확충에 애를 먹고 있는데 재활용을 통한 자재 생산이 늘어난다면 태양광 발전 업계에도 숨통이 트이고 재활용 업체들도 수혜를 입는 윈윈 구도가 가능할 것으로 예상된다고 합니다.

이에 따라 폐 태양광 패널을 재활용해 만들어지는 관련 자재의 전세계 시장 규모도 오는 2050년이면 80억달러(약 10조5000억원)에 이를 것으로 예상하고 있습니다.

리스타드에너지의 보고서에 따르면 폐 태양광 패널로 만든 자재가 전체 태양광 발전 관련 자재 시장에서 차지하는 비중은 현재 0.08% 수준으로 극히 미약하지만 앞으로는 빠른 성장을 거듭해 2040년정도면 전체의 6%로 급증할 것으로 전망됐습니다.

리스타드에너지에서는 “계속 오르는 국제 에너지 가격, 태양광 패널 재활용 기술의 발전, 정부 차원의 규제 강화 등으로 쓰레기장으로 향하던 폐 태양광 패널이 재활용업체로 향하는 새로운 흐름이 조성되고 있다”면서 “재활용 태양광 패널의 비중이 앞으로 크게 늘어나면서 관련 업체들의 재활용 처리 단가도 계속 줄어들 것”이라고 내다봤습니다.

정부 차원의 규제가 강화되고 있다는 것은 폐 태양광 패널의 재활용을 의무화하는 나라가 갈수록 늘고 있다는 얘기입니다. 우리나라의 경우도 이 의무를 이행하지 않는 업체에 대해 2023년부터 부과금을 징수한다고 예고해놓은 상황입니다.

 

 

 

폐 태양광 패널서 얻는 주자재는 알루미늄, 은, 구리, 폴리실리콘

태양광 폐패널을 재활용해 새로 만들어낼 수 있는 자재 가운데 시장에서 가장 가치가 큰 것은 알루미늄, 은, 구리, 그리고 태양광 패널의 주원료인 폴리실리콘입니다.

현재 이들 핵심 소재의 원만한 수급에 문제가 있는데 재활용을 통하면 이 문제를 상당부분 극복할 수 있게 될것입니다.

은의 경우 태양광 패널에서 차지하는 물리적인 비중은 0.05% 밖에 되지 않지만 가격으로 따지면 14%나 될 정도로 태양광 패널의 주요 소재입니다.

그러나 재활용 업체들 입장에서 문제는 재활용하는데 들어가는 비용 대비 수익이 낮다는 점이었는데 재활용 비용을 낮추는 기술이 현재 여러 기업에서 나오고 있어 재활용 비용을 줄이고 이를 통해 생산하는 관련 자재의 가격을 높이는 일은 머지 않은 문제라는게 리스타드에너지 보고서의 전망입니다.

국제재생에너지기구(IRENA)에 따르면 폐 태양광 패널을 비롯해 태양광 발전 시스템에서 전세계적으로 나오는 폐기물의 양은 지난 2016년 기준으로 50만t 수준이었으나 2030년정도면 800만t으로 급증할 것으로 우려되고 있다고 합니다.

 

폐태양광 패널 대란? 문제 없다!

태양광 모듈은 실리콘이나 은, 구리 외에도 코발트, 니켈, 망간, 리튬 등의 희유금속들로 구성되며 이들 자원의 회수 기술은 이미 국내 다수기업이 기술력을 가지고 있어 재활용사업을 통한 산업성장이 기대되고 있는 상황입니다.

사실 일각에서 2023년 이후 쏟아져 나올 폐패널에 대한 대비가 미흡하다는 주장이 나오고 있지만 업계에선 큰 우려가 없다는 주장입니다. 폐패널이 전부 재활용되는 것은 아니며 발전효율이 새제품에에 미치지 못하지만 발전자체가 가능한 패널은 재사용을 하고 있다고 합니다.

모듈은 시간이 지날수록 초기대비 발전효율이 지속적으로 하락하는데 일반적으로 알려진 모듈 수명 20년은 초기 성능대비 80% 이하의 성능을 보이는 시점을 뜻하며 더 이상 발전할 수 없는 고장난 시점이 아니라고 합니다. 이에 태양광 패널은 20년을 사용하고도 규정된 조건 하에서 운전이 보장된 최대출력 기준으로 평균 정격출력 80% 이상의 전기를 생산할 수 있어 일부에선 재사용을 하고 있습니다.

태양광 패널은 평균 연간 0.3~0.9% 효율 저하가 발생한다고 합니다. 현재 국내에서 수거되는 대부분의 폐패널이 이러한 효율 저하가 원인입니다. 수거되는 폐패널의 90%가 재사용이 가능하며 이미 중동 등 일조량이 풍부한 지역으로 상당량 수출되고 있는 상황입니다.

물론 파손, 결함, 불량 등의 이유로 해당 수명을 채우지 못하는 폐패널도 매우 많은 상황이라고 합니다. 이러한 제품은 리사이클, 바로 재활용돼 새롭게 태어납니다. 정부 역시 이러한 점을 인식하고 폐패널에 등급을 매겨 재사용과 재활용 가능한 폐패널로 구분하는 업계 표준을 제시할 수 있는 연구개발을 진행하고 있다고 합니다.

태양광 재활용, 기술개발 ‘적극’

태양광발전소의 핵심 설비인 태양광 모듈은 태양광산업이 고도화되면서 기술적으로 가장 빠르면서 다양하게 변화하고 있습니다. 태양광 폐패널 재활용에 대한 기술도 이러한 변화에 대응할 수 있어야 하는 상황입니다.

신재생에너지 선진국인 유럽은 이미 이러한 변화를 준비하고 있습니다. 에너지공단에 따르면 유럽, 일본, 중국을 중심으로 태양광 모듈 수명연장을 위한 고장 수리뿐만 아니라 현존하는 태양광 모듈을 위해 업그레이드된 재활용 계획 및 기술 수립, 지속가능한 태양광 모듈을 위한 소재 개발 및 신규 태양광 모듈 디자인 등의 연구가 진행되고 있습니다. 또한 기존 폐패널 원자재와 부산물을 더욱 효율적으로 회수 및 정제하기 위해 다양한 분야의 혁신적인 기술을 결합하는 시도도 이어지고 있습니다.

정부는 태양광 폐패널에 대한 국민적 불안이 높아지자 지난 몇 년간 관련 제도 도입과 설비 구축을 준비해 왔으며 대응방안을 완성하고 있습니다. 단순히 수명이 다된 태양광 패널로 인해 발생할 수 있는 환경오염을 방지에 그치지 않고 폐패널을 활용해 경제성을 확보하고 새로운 시장을 창출하는 방법을 시도하고 있는 것입니다. 그 중 하나가 태양광 폐패널 전문 재활용센터 구축 및 전국적인 확산입니다.

산업부는 충청북도 진천군 문백면 은탄리 문백정밀기계산업단지 앞 군유지 1만5,935㎡를 태양광 재활용센터 부지로 최종 확정해 준공을 완료했습니다. 해당 태양광 재활용센터는 1년에 3,600톤의 폐모듈을 처리할 수 있습니다.

설비 구축에 발맞춰 기술개발도 원활하게 진행되고 있습니다. 에너지기술연구원 연구진이 상온에서 동작해 에너지소모량을 기존 공정대비 1/3 수준으로 줄이고 고품위 소재 회수가 가능해 수익성이 2.5배 우수해진 태양광 폐패널 재활용 기술을 개발했습니다. 상온에서 스크레이퍼를 이용해 패널을 분리시킴으로써 기존 열적 공정대비 연간 64%의 수준으로 전력 소모를 줄였습니다. 또한 비파쇄 방식이기 때문에 파·분쇄로 인한 부품·소재들이 한데 섞일 가능성을 원천적으로 차단해 고순도 물질 회수가 가능하다고 합니다.

함께 보면 좋은 글                                 

2022.09.15 - [경제] - 태양광 패널 재활용 국내 주도 기업!

태양광 패널 재활용 국내 주도 기업!

 

토스 환전 (100% 환율 우대) 및 수령 방법, 쉽고 빠르게!

토스 환전 (100% 환율 우대) 및 수령 방법, 쉽고 빠르게!