스포트라이트
First Solar (FSLR): 미국 태양광 제조 챔피언 구축
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태양광 붐과 중국의 지배
우리의 기사 “태양 에너지 시대 – 인류를 위한 밝은 미래”에서, 우리는 태양광 에너지의 부상이 장기적으로 우리의 에너지 공급에 혁명을 일으키고 있음을 설명했습니다.
이는 태양광 패널 비용이 지속적으로 감소하고 효율성이 계속 상승함에 크게 좌우되었습니다.
출처: EIA
이는 2025년에 2,960억 달러 규모의 거대한 태양광 시스템 시장을 창출했으며, 2034년까지 1조 1천억 달러로 성장할 것으로 예상되며, 연평균 성장률은 인상적인 16.4%에 달합니다.
하지만 서구 산업과 정치 질서 관점에서 문제가 있습니다: 태양광 생산 붐이 거의 전적으로 중국 중심이며, 다른 대형 생산업체들도 대부분 아시아에 위치하고 있으며, 보통 중국 부품을 조립해 생산합니다.
출처: Statista
이는 특히 미래 에너지 믹스가 태양광 중심이 될 경우 서구 경제에 큰 타격을 줍니다. 배터리와 희토류 공급 등 그린 에너지 생태계의 나머지 부분도 중국이 강하게 통제하고 있다는 점이 도움이 되지 않습니다.
이 때문에 트럼프 행정부는 중국과 무역 전쟁을 벌이고 2025년 4월 동남아시아 태양광 패널에 최대 3,521%의 관세를 부과했습니다.
그리고 미국에서 대규모로 태양광 패널을 제조하는 한 기업이 이러한 무역 긴장의 주요 수혜자가 될 수 있습니다: First Solar (FSLR ).
FSLR 가격 차트
실리콘 vs 페로브스카이트 vs 카드뮴 텔루라이드
실리콘 지배
현재까지 약 90%의 태양광 패널이 실리콘 기반 기술로 제작되며, 대부분이 폴리실리콘 설계를 사용해 기존의 단결정 실리콘 설계를 대체했습니다(단결정 실리콘은 내구성이 높지만 비용 효율성은 낮음).
출처: EIA
하지만 폴리실리콘 기술의 연구개발도 점점 수익 감소 단계에 접어들고 있습니다. 따라서 업계는 태양광 패널 효율을 높이는 다양한 방법을 모색하고 있습니다.
다른 생산 방식이 주도권을 잡기 시작했으며, 이는 더 넓은 스펙트럼의 태양 에너지를 포착할 수 있는 페로브스카이트 기술입니다.
페로브스카이트의 약속
페로브스카이트는 종종 박막 태양전지라고도 불리며, 고유한 결정 구조 덕분에 태양 에너지를 포착합니다. 페로브스카이트 박막 태양전지는 First Solar와 카드뮴 텔루라이드 박막 전지와 함께 기술적 초점이 됩니다.
‘박막’이라는 용어는 전기를 생산하는 데 필요한 물질 층이 매우 얇아 보다 유연하고 가벼운 태양전지를 만들 수 있음을 의미합니다.
자연 발생 페로브스카이트는 칼슘과 티타늄 산화물(CaTiO3)로 구성되며, 다른 광물도 “ABX3” 규칙을 따르는 화학식으로 동일한 결정 구조를 가질 수 있습니다.
페로브스카이트 태양전지는 실리콘과 결합하거나 독립형으로 설치할 수 있습니다.
최근까지 박막 전지는 비교적 새로웠으며 무게가 중요한 응용 분야에서 주로 사용되었습니다. 해결해야 할 지속적인 문제는 페로브스카이트 전지가 폴리실리콘 전지보다 훨씬 빨리 열화된다는 것이었습니다.
2009년에 최초의 페로브스카이트 태양전지가 제작된 이후 기술은 크게 발전했으며 현재는 폴리실리콘 전지보다 효율이 높습니다.
이 분야는 과학적으로 급성장하고 있으며, 최근 몇 년간 연구실과 대학에서 많은 새로운 개발이 이루어졌습니다, 예를 들어:
- 알루미나 나노입자를 사용해 페로브스카이트 태양전지 수명을 10배 연장.
- 아미디미움으로 페로브스카이트 전지의 열화를 방지.
- 박막 전지를 사용해 자율 드론의 비행 시간을 연장
- 페로브스카이트의 비태양광 응용도 다양합니다: 페로브스카이트 발광 다이오드(PeLEDs)부터 증착식 페로브스카이트가 차세대 반도체에 전력 공급, 페로브스카이트 기반 레이저, 혹은 페로브스카이트 기반 광자 컴퓨팅까지.
카드뮴 텔루라이드 대안
카드뮴 텔루라이드는 실리콘 기반 전지보다 효율이 높은 또 다른 박막 태양전지 기술이며, 현재 First Solar가 선호하고 실리콘 전지에 대한 가장 성숙한 대안입니다.
대부분 자동화된 제조 공정이기 때문에 인건비 차이에 덜 민감합니다. 이는 서구 국가에서 현지 판매 시 운송 비용을 없앨 수 있어 경쟁력을 크게 높입니다.
First Solar 개요
First Solar는 1999년부터 활동해 온 잘 확립된 태양광 기업으로, 미국 및 서반구 전체에서 가장 큰 태양광 패널 제조업체이며 미국, 인도, 말레이시아, 베트남에 제조 시설을 보유하고 있습니다.
오하이오 공장은 서반구에서 가장 큰 태양광 제조 면적을 차지하고 있으며, 2025년에 앨라배마에 새로운 공장을 가동할 예정입니다.
이 회사는 기존의 결정질 실리콘 기술을 사용하지 않고 자체 독점 박막 광전지를 사용합니다. 카드뮴 텔루라이드 기반으로 대부분의 실리콘 전지보다 효율이 높으며 비용이 낮고 대량 생산이 용이합니다.
First Solar의 카드뮴 텔루라이드 박막 태양패널은 30년 후에도 원래 성능의 89%를 유지할 정도로 내구성이 뛰어나며, 박막 전지와 일반 태양패널 모두에서 선두적인 성능을 보입니다. 일반적으로 30년 이상 장기간 배치하면 자원 소비가 감소합니다.
출처: First Solar
카드뮴 텔루라이드는 더운 기후에서 연간 에너지를 4% 더 생산하고, 고습도 조건에서도 추가로 최대 4% 더 생산하여, 습도와 열이 보통 폴리실리콘 패널의 성능을 저하시키는 고절연 환경에서도 더 높은 성능을 발휘합니다.
First Solar의 성장 및 시장 점유율
이 회사는 1999년에 퍼리즈버그에 74,000평방피트 규모의 시설을 설립했으며, 처음에 50개의 일자리를 창출했습니다.
현재 연간 16GW의 정격 용량에서 2026년까지 25GW로 생산 능력을 빠르게 확대하고 있습니다. 이 중 14GW는 미국 오하이오, 앨라배마, 루이지애나에 위치합니다.
또한 누적 15억 달러의 연구개발 투자를 통해 역사적으로 R&D에 매우 집중해 온 기업입니다.
회사의 박막 기술은 전반적으로 실리콘 기반 태양패널보다 환경 친화적이며, 전 과정에서 탄소 발자국과 물 사용량이 실리콘 패널 대비 각각 최대 4배 낮습니다.
매년 First Solar 제품은 전 세계 운영 및 공급망에서 배출되는 온실가스 양보다 7배 이상을 상쇄합니다.
First Solar 제조
다른 생산 공정
회사가 박막 반도체 기술에 집중함으로써 완전한 수직 통합이 가능해져 실리콘 기반 태양패널 산업과 근본적으로 다릅니다.
폴리실리콘 정제와 같이 각 단계마다 별도 공장이 필요한 전통적인 방식과 달리, First Solar는 원료에서 완제품까지 4시간 이내에 생산할 수 있습니다.
출처: First Solar
궁극적으로 First Solar는 기존 결정질 실리콘 기술에 비해 반도체 재료를 98% 적게 사용합니다.
수직 통합은 전략적 이점을 제공하는데, 이는 First Solar가 중국 공급망에 완전히 독립할 수 있게 해줍니다. 대신 반도체 공급망을 활용해 새로운 공장을 18개월 이내에 건설·운영할 수 있습니다.
자원 및 재활용
카드뮴 텔루라이드 생산은 다른 광산 활동의 부산물이며, 최근까지는 귀중한 자원이라기보다 광산 폐기물로 여겨졌습니다. 카드뮴은 아연의 황화광석 정제 과정에서, 그리고 일부는 납과 구리에서 추출되며, 텔루라이드는 구리 및 구리-금 포리성 광상에서 생산됩니다.
따라서 First Solar 패널을 생산하기 위해 새로운 광산 개발이 필요하지 않아 환경 프로파일이 더욱 개선됩니다.
또한 박막 태양패널은 재활용률이 매우 높아 최대 90%의 재료를 회수할 수 있습니다.
이는 다른 유형의 태양패널보다 더욱 중요합니다. 카드뮴은 중금속으로, 폐기 시 토양과 수자원을 오염시킬 위험이 있기 때문입니다.
재활용된 모듈 스크랩의 5-10%는 주로 유리 미세 입자로, 먼지 제어 시스템과 고효율 입자 공기(HEPA) 필터 시스템으로 포집됩니다. 따라서 이 “폐기물 흐름”은 카드뮴 함량이 낮고 장기적인 오염 위험을 초래하지 않습니다.
출처: First Solar
재활용 공정의 기술적 용이성 덕분에 First Solar는 “재활용 서비스 계약”을 체결했으며, 이를 통해 회사는 태양모듈의 수명 종료 시 책임을 선제적으로 부담합니다.
이는 판매 촉진과 오염 위험 감소에 도움이 될 뿐만 아니라, 카드뮴 텔루라이드의 순환 공급을 가능하게 합니다.
“모듈 하나를 판매할 때마다, 우리는 수명 종료 시 모듈을 회수·재활용하는 서비스를 함께 판매합니다.
이는 유럽에서 규제가 도입되기 8년 전이었습니다. 현재 우리는 전자 폐기물 지침에 따라 PV가 그 일부가 되도록 하고 있습니다.”
First Solar는 폐쇄되는 태양광 농장에 이동식 재활용 유닛을 배송해 현장 재활용을 가능하게 하는 방안을 연구 중이며, 불필요한 운송을 최소화하려 합니다.
태양광 기술 발전: First Solar의 다음 단계
First Solar의 연구·제품 개발 팀은 2025년까지 박막 CdTe 셀 효율을 25%로, 2030년까지 28%로 끌어올릴 전망을 제시했습니다.
장기적으로 First Solar는 카드뮴 텔루라이드 박막 경험을 페로브스카이트 기술에 접목해 더욱 효율적인 태양패널을 만들 계획입니다.
출처: First Solar
2024년 4분기에 First Solar는 “제조와 유사한 조건을 시뮬레이션하는 기술 샘플 생산을 위한 개발 라인”을 확보하기 위해 페로브스카이트 용량을 확대했습니다.
페로브스카이트 박막과 카드뮴 실리콘 박막을 결합한 탠덤 셀도 가능하며, 이는 회사 기술의 최종 단계가 될 가능성이 높습니다.
지금까지는 카드뮴 텔루라이드 박막에 주력했지만, First Solar의 비실리콘 태양패널 제조 및 박막 대량 생산 전문성은 페로브스카이트 분야에서도 큰 선행 이점을 제공할 수 있습니다. 특히 해당 분야 최고 연구자들과의 깊은 연계가 이를 뒷받침합니다.
시장 상황
Made In America
관세, 무역 전쟁 및 중국의 희토류 수출 금지 상황에서 서구 국가들의 재생 에너지 산업 미래는 예측하기 어려워졌습니다.
희토류 부족은 공급망 내 많은 기업에 심각한 영향을 미칠 수 있으며, 특히 자석(풍력 터빈, 전기차)과 같은 부품이나 중국에서 수입되는 폴리실리콘·태양전지에 의존하는 기업에 큰 타격을 줄 수 있습니다.
하지만 아시아 태양광 패널 수입에 대한 사실상 금지는 First Solar에 거대한 기회가 됩니다. 카드뮴 텔루라이드는 희소 자원이 아니며 중국에 의존하지도 않으며, 회사는 다른 재료 역시 미국산으로 조달한다는 전략을 명확히 했습니다.
이는 Series 7 모듈에 100% 미국산 유리와 강철을 사용한다는 것을 포함하며, 수입 강철·알루미늄 관세가 50%까지 상승하는 중요한 요인입니다.
이들 공급업체는 추가적인 공급망—예를 들어, 오하이오에서 생산된 유리는 미시간에서 채굴된 모래와 와이오밍산 소다 회를 사용합니다—에 의해 뒷받침됩니다.
More Demand Than Supply
이 “Made-in-America” 공급망은 미국이 태양광 투자 속도를 대폭 가속화함에 따라 큰 도움이 됩니다.
출처: First Solar
더 넓은 맥락도 중요합니다. 미국은 AI 분야를 선도하고 재산업화를 추진하면서, 난방·교통·제조 분야에서 화석 연료 솔루션에서 점진적으로 전환하고 있습니다.
이 모든 목표를 달성하려면 막대한 신규 전력 용량이 필요하며, 가스·핵·태양광 등 모든 에너지원이 수요를 충족시켜야 합니다.
회사는 현재 주문 적체가 증가하고 있으며(2025년 1분기에만 +0.6GW), 2030년까지 총 66.3GW에 달할 것으로 보고 있습니다.
출처: First Solar
따라서 새로운 행정부가 일부 태양광 보조금을 철회하더라도, 관세 영향, 중국과의 탈동조 전략적 중요성, 급증하는 태양광 수요, 그리고 미국 내 다양한 대규모 트렌드에 따른 전력 수요 증가가 First Solar에 유리하게 작용할 것입니다.
Conclusion
First Solar가 무역 전쟁의 혜택을 받을 수 있는 독특한 위치에 있음에도 불구하고, 현재까지 주가에 큰 영향을 미치지 못했습니다. 이는 재생 에너지 산업 전체가 트럼프 행정부의 적대적 태도에 우려를 가지고 있기 때문입니다.
이는 풍력 프로젝트, 전기차 생산, 배터리 생산, 혹은 실리콘 기술에 의존하는 태양패널 제조업체에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다.
이러한 위험은 First Solar에는 적용되지 않으므로, 혁신적인 태양광 기술에 투자하려는 투자자에게 기회가 될 수 있습니다.
장기적으로 현재 지정학적 혼란을 무시한다면, 박막 태양전지가 실리콘보다 뛰어난 수율을 보이는 것이 핵심 요인입니다. 현재 카드뮴 텔루라이드의 우위를 도전할 수 있는 것은 페로브스카이트 기술뿐이며, 두 기술은 제조 공정이 많이 겹치고 실리콘 기반 전지와는 겹치는 부분이 거의 없습니다.
이는 중국 기업이 국제 시장에서 심각한 경쟁자가 될 수 없다는 의미는 아니며, 특히 LONGi Green Energy Technology의 (601012.SS) 34.85% 효율 실리콘-페로브스카이트 탠덤 태양전지가 그 예시입니다.
하지만 미국 내 어느 정도 보호된 시장을 확보할 가능성은 First Solar에게 지금까지는 중국 기업만이 누리던 규모와 공급망 통제력을 제공할 수 있으며, 이는 그들이 태양광 산업을 지배하게 만든 요인입니다.
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