일본 태양광 산업의 역사와 미래 – 과거, 현재, 그리고 차세대 태양전지까지

태양광 발전은 전 세계적으로 친환경 에너지원으로 각광받고 있으며, 일본 역시 오랫동안 태양광 산업을 발전시켜 왔습니다. 한때 세계 시장의 절반을 차지할 정도로 강력한 경쟁력을 보유했지만, 현재는 중국을 중심으로 한 해외 기업들의 급격한 성장에 밀려 시장 점유율이 크게 감소한 상태입니다.

하지만 일본은 여전히 기술 혁신을 기반으로 차세대 태양전지 개발을 통해 새로운 도약을 준비하고 있습니다. 이번 글에서는 일본의 태양광 산업이 걸어온 길과 현재 상황, 그리고 앞으로의 가능성에 대해 살펴보겠습니다.

일본 태양광 산업의 시작 – 오일쇼크를 계기로 한 기술 개발

일본의 태양광 발전 산업은 1973년 오일쇼크를 계기로 본격적으로 시작되었습니다. 당시 석유 의존도가 높았던 일본은 에너지 안보의 필요성을 절감하고, 정부 주도의 "선샤인(Sunshine) 계획"을 통해 태양광 기술 개발을 적극적으로 지원하기 시작했습니다.

이후 1994년에는 주택용 태양광 발전 보조금을 도입하며 태양광 패널 보급을 확대했고, 2000년대 초반까지 세계 시장 점유율 50%를 기록할 정도로 큰 성공을 거두었습니다. 일본 기업들은 높은 기술력을 바탕으로 세계 태양광 시장을 주도했으며, 당시만 해도 일본이 태양광 산업의 선두 주자로 자리매김할 것이라는 기대가 컸습니다.

 

경쟁 심화와 시장 점유율 하락 – 중국의 부상

2005년 이후, 일본 태양광 산업은 급격한 변화를 맞이하게 됩니다. 주요 원인은 중국의 시장 진입과 급성장이었습니다.

• 2004년 독일에서 도입된 발전차액지원제도(FIT, Feed-in Tariff)로 인해 태양광 패널 수요가 급증하자, 중국은 저렴한 인건비와 대규모 생산 능력을 바탕으로 가격 경쟁력을 갖춘 태양광 패널을 대량 생산하기 시작했습니다.
• 일본 기업들은 생산 체제 확대와 글로벌 시장 대응이 늦어지면서 경쟁력을 점차 상실했습니다.
• 일본의 태양광 패널 점유율은 2000년대 중반 50%에서 현재 1% 미만까지 급락하였습니다.

이 과정에서 일본 정부와 기업이 적극적으로 대응하지 못한 점도 문제로 지적됩니다.

• 정부 차원의 지속적인 투자 부족
• 민간 기업의 글로벌 경쟁력 약화
• 실리콘 등 원재료 확보에서의 어려움

결국 일본의 태양광 산업은 제조보다는 기술 개발 중심으로 방향을 전환할 수밖에 없었습니다.

 

차세대 태양전지 개발 – 일본의 반격?

현재 일본은 기존 실리콘 태양전지를 넘어 차세대 태양전지 개발에 집중하고 있습니다. 특히 가장 주목받고 있는 것이 페로브스카이트 태양전지(Perovskite Solar Cell)입니다.

① 페로브스카이트 태양전지란?

페로브스카이트 태양전지는 기존 실리콘 태양전지보다 가볍고, 유연하며, 저온 공정으로 생산이 가능하다는 강점을 갖고 있습니다. 즉, 건물 외벽, 창문, 차량 지붕, 심지어는 IoT 기기에도 적용할 수 있는 혁신적인 기술입니다.

• 2009년 일본 연구자들이 최초로 개발
• 2012년 영국·일본 연구진이 공동으로 고체형 페로브스카이트 태양전지 개발
• 최근 10년간 발전 효율이 3~4% → 26.7%까지 급격히 향상

② 일본의 주요 기업 및 개발 현황

일본은 2025년부터 페로브스카이트 태양전지의 상용화를 본격적으로 추진할 계획이며, 여러 기업들이 이 시장에 뛰어들고 있습니다.

1) 세키스이화학(Sekisui Chemical)

• 필름 타입의 페로브스카이트 태양전지를 개발 중
• 건물 외벽 및 다양한 IoT 기기 적용을 목표로 연구
• 내구성과 대형화 기술에서 세계적인 경쟁력을 보유

2) 에네코트 테크놀로지스(Encoat Technologies)

• 차세대 태양전지 개발 전문 기업으로, 경량화 및 대면적 기술에 집중
• 페로브스카이트 태양전지를 건축물 및 인프라에 활용할 수 있도록 연구 중

3) 도요타(Toyota)

• 자동차용 페로브스카이트 태양전지 개발
• 전기차(EV) 및 하이브리드 차량에 적용해 충전 효율을 극대화하는 연구 진행

4) 가네카(Kaneka)

• 기존 실리콘 태양전지 기술을 활용해 페로브스카이트-실리콘 탠덤형 태양전지 개발
• 고효율 제품 개발을 목표로 연구 중

5) 파나소닉(Panasonic)

• 건물 벽면 및 창문에 부착 가능한 페로브스카이트 태양전지 연구
• 기존 태양광 시장에서의 경쟁력을 바탕으로 제품 상용화를 추진

 

일본 태양광 산업의 미래 – 가능성과 과제

일본은 과거 태양광 산업에서 높은 기술력을 보유하고도 시장 주도권을 상실한 아픈 경험이 있습니다. 하지만, 페로브스카이트 태양전지와 같은 차세대 기술을 통해 다시 한번 글로벌 경쟁력을 확보하려는 움직임을 보이고 있습니다.

① 긍정적인 전망

• 페로브스카이트 태양전지는 기존 실리콘 태양전지의 단점을 보완하는 혁신 기술
• 다양한 환경에서 활용 가능 (건물 외벽, 창문, 차량 등)
• 경량화 및 유연성으로 기존 설치 한계를 극복 가능
• 일본이 원천 기술을 보유하고 있어 국제 경쟁력 확보 가능

② 해결해야 할 과제

• 양산 체제 확립 및 생산 비용 절감이 필수
• 기술 유출 방지를 위한 특허 및 지적재산권 보호 전략 필요
• 국내 수요 창출 및 해외 시장 개척 병행 추진
• 폐기 및 재활용 시스템 구축 필요

마무리... 일본 태양광 산업은 다시 도약할 수 있을까?

한때 세계 태양광 시장을 주도했던 일본은 2000년대 중반 이후 중국의 급성장에 밀려 경쟁력을 잃었습니다. 하지만, 현재는 차세대 태양전지 기술 개발을 통해 새로운 돌파구를 모색하고 있습니다. 특히 페로브스카이트 태양전지는 기존 실리콘 태양전지의 한계를 극복할 수 있는 혁신적인 기술로 평가받고 있으며, 일본은 세계 최초 개발국이라는 강점을 살려 시장을 선점하려는 전략을 추진 중입니다. 앞으로 일본이 기술 혁신과 공급망 강화를 통해 태양광 산업의 새로운 리더로 자리 잡을 수 있을지 주목할 필요가 있습니다.