세계 / Global

미국, 태양광으로 달리는 차세대 모빌리티에 주목

- 올해 첫 태양광 자동차 판매 시작 -

- 태양광 패널 시장도 꾸준히 성장 -

 



조 바이든 행정부의 탄소 배출 감축을 위한 친환경 재생에너지 정책에 따라 미국의 태양광 패널 시장이 각광을 받고 있다. 그 중에서도 태양광으로 달리는 차세대 모빌리티 앱테라(Aptera)의 태양광 차량이 공개되며 주목받고 있다. 한국에서는 현대자동차가 차량 지붕에 태양광 패널을 설치한 ‘솔라루프(Solar roof) 시스템’으로 주행 중 충전 가능토록 한 신형 쏘나타 하이브리드 차량을 2019년 7월 출시하며 부분적 태양광 차량을 선보였지만 미국에서 100% 태양광으로만 동력을 얻는 차량 판매가 시작된 것은 이번이 처음이다.

 

증가하는 태양광 패널 수요 


미국 태양에너지산업협회(Solar Energy Industries Association·SEIA)에 따르면, 태양광 패널 설치는 2030년까지 2배 이상 증가할 전망이다. 특히 발전소·전력공급업체(Utility) 부문의 규모가 비약적으로 성장할 전망이며 모빌리티 등에 사용될 비가정용(Non residential) 패널 설치도 증가할 것으로 예측된다.


미국 태양광 패널 설치 용량 전망(2010~2030년)

(단위: 메가와트DC, MWdc)

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자료: SEIA(Solar Energy Industries Association)


또한 시장조사기관 스타티스타(Statista)에 따르면 2050년 미국이 100% 재생에너지 사용 체제로 전환될 경우 예상되는 에너지 사용 비율에서도 태양열 발전소가 육상풍력발전소(30.9%)에 이어 24.1%로 두 번째를 차지했다. 이어 해상풍력발전(17.5%), 가정용 루프탑 태양열(8%), 상업·정부용 루프탑 태양열(7.4%) 등이 뒤를 이었다.


2050년 미국의 100% 재생에너지 전환시 예상되는 에너지원별 사용 비율

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자료: Statista(2021.1) 


한편, 글로벌 태양광 패널 제조 업계에서는 주로 중국 기업들이 선두를 차지하고 있는 가운데, 한국의 한화 큐셀이 2020년 기준 태양광 패널 제조사 6위에 랭크되어 두각을 나타내고 있다. 


2020 글로벌 태양광 패널 제조사 순위

(단위: %)

순위

제조사

2018년 대비 2019년 성장률

1

JinkoSolar Holding Co., Ltd.

25

2

JA Solar Holdings Co Ltd

17

3

Trina Solar Limited

20

4

LONGi Solar Technology Co Ltd

25

5

Canadian Solar Inc.

20

6

Hanwha Q CELLS Co., Ltd.

33

7

Risen Energy Co., Ltd.

46

8

First Solar Inc.

104

9

GCL System Integration Technology Co., Ltd.

17

10

Shunfeng Photovoltaic International Limited

21

자료: GlobalData

   

차세대 모빌리티와 태양광 패널


증가하는 태양광 패널 수요에 따라 태양광을 동력으로 움직이는 자동차 개발도 탄력을 받고 있다. 시장조사기관 알라이드마켓리서치(Allied Market Research)는 글로벌 태양광 자동차 시장이 2023년까지 약 3억 2950만 달러 규모에서 2030년까지는 약 4조 876억 달러 규모로 증가할 것이라고 분석하며, 세계 시장에서 미국이 가장 크게 성장할 것이라고 전망했다. 미국의 태양광 자동차 시장은 2023년까지 1억 3850억 달러 규모에서 2030년 1조 8194억 달러 규모로 성장할 것으로 예상된다. 


일찌감치 2016년 미국 최대의 태양광 발전 업체인 솔라시티를 인수하며 태양광 패널과 지붕용 태양광 타일, 태양광 패널로 생산한 전기 저장 배터리 파워월(Powerwall)등의 개발에 힘써온 테슬라(Tesla)는 인수 당시부터 태양광 자동차 개발 포부를 밝힌 바 있다. 테슬라는 모델3에 태양광 패널을 설치하려다 포기했지만 최근 트위터를 통해 전기 사이버트럭 모델의 지붕에 태양열 패널 설치 가능성에 대해 다시 밝혔다. 관련 업계 스타트업들의 행보는 더욱 주목을 받고 있다. 태양광 패널 설치를 통한 100% 태양광 동력 전기차 스타트업 앱테라 모터스와 험블 모터스 등이 출시를 앞두고 있기 때문이다.  


(Aptera Motors) 2006년 캘리포니아주 샌디에이고에 설립된 회사로 고대 그리스어로 ‘날개 없는(wingless)’이라는 뜻을 가진 태양광 전기차 스타트업 앱테라 모터스는 올해 첫 대량 생산에 들어간다. 앱테라에 따르면, 올해 안에 차량 인도를 목표로 지난해 12월부터 선주문을 받았으며 선주문 시작 24시간만에 첫 목표 생산 대수였던 330대를 완판했다. 2021년 2월 기준 7,500명이 구매를 위한 디파짓을 지불한 상태다. 가격은 2만 5,900 달러부터 시작한다. 앱테라가 출시한 태양광 전기차는 바퀴가 3개인 3륜차로 차량 지붕의 태양광 패널을 통해 충전된 태양열로 하루 약 45마일에서 1,000마일(최고 사양)까지 주행이 가능하다. 곡선 디자인으로 설계되어 공기 저항을 적게 받는 장점이 있으며 올해 말 안전성 테스트를 앞두고 있다. 앱테라 모터스의 공동창업자인 크리스 앤소니(Chris Anthony)와 스티브 팸브로(Steve Fambro)는 “가장 효율성이 좋은 자동차를 개발하는 것이 가장 큰 비전이었다. 지구가 주는 본연의 자원인 태양열을 통해 후세들이 안전하고 재미있게 운전할 수 있게하는 것이 목표다”라고 웹사이트에 앱테라 출시 동기를 밝혔다. 또한, 언론 인터뷰에서는 “미국에서 교통 수단은 지구온난화의 가장 큰 주범”이라며 “바이든 행정부가 가장 중점적으로 두는 현안 중 하나가 탄소 감축 이라는 점을 고려하면 점차 내연기관차들이 사라질 것을 확신한다”고 말했다.


앱테라가 출시하는 3륜 태양광 자동차

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자료: Aptera 트위터, Washington Post  

  

앱테라 차량 지붕을 덮은 태양광 패널 모습

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자료: Aptera 웹사이트

 

(Humble Motors) 2020년 캘리포니아주에서 포드(Ford) 출신 연료 전지 엔지니어, 페라리(Ferrari), 피아지오(Piaggio) 출신의 자동차 전문가들이 모여 창립한 험블모터스는 태양광 패널을 설치한 5인승 스포트유틸리티 차량(SUV) '험블 원(Humble ONE)'을 최근 공개했다. 험블모터스에 따르면 차량 지붕과 창문에 82.45 평방피트(square feet)의 태양광 패널을 설치한 이 차량은 하루 최대 60마일의 주행이 가능하다. 생산 시작은 2024년이며 고객 인도 시점은 2025년으로 예정되었다. 가격은 10만 9,000 달러부터 시작한다. 일반 전기차보다도 높은 가격임에도 불구하고 선주문 디파짓이 2000만 달러를 넘었다고 험블 모터스측은 밝혔다.

  

험블 모터스의 첫 태양광 자동차 험블 원(Humble One)

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자료: Humble Motors 웹사이트

 

이밖에 세계적으로는 독일의 태양광 자동차 스타트업인 소노모터스(Sono Motors), 네덜란드의 신생 자동차 제조업체인 라이트이어(Lightyear), 2인승 태양광 스포츠카 이모투스(Immotus)를 선보인 호주의 EVX 벤처스, 중국의 하너지(Hanergy) 등이 있다.

 

왜 태양광 차에 주목하나


미 에너지부에 따르면, 태양광 전기 차량은 내연기관 차량과 하이브리드 차량에 비해 효율성이 높다. 가솔린 차량의 경우, 차량을 움직이기 위한 동력에 쓰이는 가솔린 연료는 12~30%에 불과하며 72% 정도의 나머지 에너지는 모두 엔진에서 소모된다.  25% 정도는 공기 저항력, 구름 저항(rolling resistance)을 통해 휠에서 소모된다. 하이브리드 차량에서도 역시 21~40%의 연료만이 차량 동력 생산에 사용되며, 가솔린 차량과 비슷하게 대부분의 에너지(약 69%)는 엔진에서 열로서 소모된다. 따라서 연료 손실과 열 손실을 최대한 줄이면서 연료를 동력 에너지로 변환하는 면에서는 태양광 전기차가 월등히 효율성이 높다는 것이다. 전기차의 경우 에너지 전환 효율성이 60~100%에 달했고 공기 저항에서만 에너지 전환 손실이 있기 때문에 차량을 낮고 둥글게 만드는 특징을 가지고 있다.


태양광 차 장단점

                                    장점

                                                       단점

-휘발유 같은 화석에너지처럼 고갈되지 않으므로 영구적임

-탄소 배출 제로화를 실현해 친환경적임

-열효율성이 뛰어나 연료 손실이 거의 없음

-유지비가 내연기관차에 비해 적다고 업계 관계자들은 주장하고 있음

-야간 시간 충전이 어려울 수 있음

-가속성이 떨어질 수 있음

-공기저항 방지를 위한 낮은 차체, 안전성 문제가 발생할 수 있음

-태양 전지는 반도체 소자로, 이를 만들기 위해 사용되는 화학물질이 결국 환경오염을 시킨다는 우려 존재

 

시사점


전통적인 내연기관차에서 하이브리드로, 전기차, 수소차, 태양광 자동차로까지 자동차 업계의 패러다임 전환은 계속되고 있다. 모든 전환의 중심에는 ‘재생에너지’가 있다. 10년 전 테슬라가 전기차를 출시했을 때, 세상이 지금의 테슬라를 상상하지 못했던 것과 같은 이치로 태양광 자동차도 아직은 낯설게 느껴지만 미래에는 대표적인 자동차의 모델이 될 수 있다. 한국에는 크고 작은 태양광 관련 기업들이 포진해 있기 때문에 각각의 기술을 잘 살려 아직 시작 단계에 있는 미국의 태양광 자동차 스타트업들의 동향을 파악하고 관계를 형성하는 것이 중요하다. 코로나19라는 악재에도 불구하고 전 세계적으로 태양광 시장이 성장세를 이어가고 있는 것과 조 바이든 행정부가 청정에너지 인프라 구축에 2조 달러 투자 계획을 발표한 것도 한국 기업들에게 기회로 작용할 것으로 보인다. 


재생에너지 개발 확대나 연방 기관 및 건물의 태양광 발전 채택 등을 위한 입법 안건을 마련해 제시하는 미국 태양에너지산업협회(SEIA) 같은 기관을 주시하는 것도 중견 기업들에게 도움이 될 수 있다. J 태양광 패널 전문 기업의 마케팅 매니저 D씨는 KOTRA 디트로이트 무역관과의 인터뷰에서 “태양광 산업이 성장에도 불구하고 아직까지 자동차에 들어가는 태양광 패널의 수요는 미미한 수준이다. 하지만, 바이든 행정부의 친환경 재생에너지 지원 정책과 탄소 중립에 맞물려 증가할 것으로 기대하고 있다”며 “준비하는 기업들만이 기회를 잡을 수 있다”고 강조했다.



자료: Department of Energy, Solar Energy Industries Association, GlobalData, Statista, Aptera, Humble Motors, Washington Post, Allied Market Research

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