건물일체형태양광 생태계 활성화 방안 발표
전 세계적 초기단계...“2026년 시장 3배 확대”

[에너지신문] 산업통상자원부가 지난 11일 ‘건물일체형태양광(BIPV, Building-Integrated PhotoVoltaics) 산업생태계 활성화 방안’을 전격 발표했다.

BIPV는 전력생산과 함께 건축자재의 기능을 갖춘 특수 태양광 설비다. 별도의 모듈을 설치하는 일반 태양광과 달리 지붕, 옥상에 별도의 구조물을 설치할 필요가 없어 도심지역에 적용이 용이하고, 부수적으로 도시미관 개선 효과도 기대할 수 있다.

그러나 이러한 장점에도 불구, 보급 속도는 더디다. BIPV 시장의 현황과 전망을 살펴보고, 산업부가 이번 발표에서 시장 활성화를 위해 어떤 고민을 했는지 들여다봤다.

건물일체형 태양전지(Building-Intergrated Photovoltaics, BIPV) 설치 모습.
▲BIPV(Building-Intergrated Photovoltaics) 설치 모습.

글로벌 시장, 5년 뒤 3배 성장 전망

BIPV는 국토 면적이 좁고 도시화로 고층건물이 많은 우리나라 환경에 최적인 태양광 설비로 많은 주목을 받아 왔다. 창호, 외벽, 지붕 등 설치 가능한 위치가 다양하며 별도의 태양광 설비라기 보다는 자체 전력생산이 가능한 건축자재에 가깝다. 단순히 건물 외벽에 모듈을 장착하는 ‘건물부착형태양광(BAPV, Building-Attached PhotoVoltaics)’과는 본질적으로 다르다.

별도의 부지가 필요없고, 건물의 디자인과 융화돼 다양하게 활용할 수 있어 주민수용성 확보에 용이한 것이 가장 큰 장점으로 꼽힌다. 제로에너지건축물 의무화 확대 등으로 건물태양광 수요가 늘고 있어 보급 여건이 좋아진 점도 긍정적이라 할 수 있다.

글로벌 BIPV 시장은 2021년 기준 1.6GW(27억달러)에서 2026년 5.6GW(76억달러)로 3배 이상 확대될 것으로 전망되나, 일반 태양광 시장과 비교해 아직 초기 단계에 머무르는 수준이다. 현재 미국과 유럽을 중심으로 시장이 형성되고 있으며 중국, 인도, 호주 등에서 보급 확대가 예상된다.

BIPV 기술을 주도하고 있는 미국, 유럽 기업들은 경제성과 심미성 확보에 중점을 둔 다양한 제품의 개발 및 출시를 추진하고 있다. 현재 BIPV 시장의 선도기업은 영국 Solarcentury, 독일 Belectric, 미국 First Solar, 일본 Solar Frontier, 중국 Yingli Solar 등이 있다.

주요 선진국들은 제로에너지건축 활성화, FIT 보조금 등을 통해 건물태양광 확산을 도모하고 있다. 특히 제로에너지 건물 확대를 위해서는 지붕, 옥상 등 기존에 많이 설치되던 수평면은 물론 창호, 벽면 등 수직면의 활용 역시 불가피해 경제성이 낮은 BIPV에 대한 지원을 확대하는 추세다. 프랑수, 중국, 스위스 등은 BIPV에 특화된 보조금 정책을 통해 일반 태양광 대비 최대 2배 수준의 보조금을 지급하고 있다.

우리나라의 BIPV 보급 실적은 초라하다. 공공기관을 중심으로 누적 534건, 총 31MW에 그치고 있다.

현재까지 민간 보급은 사실상 제로에 가까운 수준이나, 제로에너지건축물 인증이 2025년 민간건물로 확대 시행되면 이를 기점으로 보급이 급증할 것으로 예상된다. 현재 BIPV 모듈 제조사 및 전문 시공사는 각각 10개사 내외로 중소기업을 중심으로 초기 시장이 형성되는 단계다.

정부는 공공건물에 대해 재생에너지 공급 의무비율을 설정하고 BIPV에 대해서는 높은 보정계수를 적용, 경제성을 보완한다는 전략이다. 제로에너지 건축물의 의무화를 단계적으로 확대, 내년부터 500m² 이상 공공건물, 2025년 이후에는 1000m² 이상 민간건물까지로 확대한다. 보조금의 경우 설치비의 70%를 지원하고 있다.

산업부는 “그간 박막 계열 등 다양한 BIPV 모듈 개발을 지원해왔다”며 “최근에는 건설시장 수요에 기반해 안전성, 심미성, 경제성 등을 고려한 R&D를 추진 중”이라고 밝혔다.

BIPV 생태계 활성화를 가로막는 장애요인으로 관련 시공기준 및 KS 인증의 미비를 꼽을 수 있다. BIPV에 대한 일반 정의 외에 설치유형에 따른 별도 분류기준이 없어 BAPV와 구분이 불명확하고 설치 위치나 유형에 따라 준수해야 할 건축 및 안전기준, 요구성능, 설계·시공 가이드라인 등 세부 기준이 부재한 상황이다. 특히 KS 인증에 대한 의무규정이 없어 일반 태양광 KS 인증을 득한 모듈로 시공하는 경우 건자재 성능 시험이 누락되는 상황이 발생한다.

이건창호, 서울시 신청사 천창 BIPV 시공 사진
▲서울시 청사 천장에 설치된 BIPV. 

용량 위주의 보급제도와 지원체계 분산도 BIPV 확산의 장애요소로 지적되고 있다. 현행 신재생 공급인증서(REC)는 건물태양광 유형 구분 없이 설비용량에 따라 동일한 가중치를 부여하고 있어 경제성이 낮은 BIPV는 채택이 불리하다.

아울러 통합 성능평가 인프라 부재로 기업들은 건축·전기 분야로 분산된 개별 시험기관에 각각 실증 및 시험평가를 의뢰해야 하는 상황이다.

경제성, 안전성, 심미성 등도 시장의 요구치에 제대로 부응하지 못한다는 평가다. 일반 태양광 또는 건축 마감재에 비해 가격이 높고 발전효율, 이용률 및 유지관리 측면에서도 일반 태양광에 밀린다. 또 단열, 기밀, 내화 등 건자재로써의 성능 검증 및 실증 데이터 부족으로 건축 관련 제도 적용과 기준 마련에 어려움이 있다. 시장이 아직 활성화되지 않다 보니 건축 디자인과 어울리는 형태, 색상, 기능 등 다양성도 부족하다.

무엇보다 BIPV 활성화를 가로막는 가장 큰 장애물은 고비용·저효율, 즉 심각하게 떨어지는 경제성이다. 2020년 건축설계 전문가 대상 설문조사 결과 BIPV 적용에 가장 큰 애로사항으로 ‘비용대비 낮은 효율’이 47%로 압도적인 1위였다. 정책적 지원과 제도 개선 못지않게 R&D 에 대한 투자도 반드시 이뤄져야 하는 이유다.

국내 BIPV 활성화, 이렇게 진행된다

산업부가 최근 발표한 BIPV 생태계 활성화 방안에 따르면 ‘KS 인증’을 받은 제품을 ‘시공기준’에 따라 설치하면 BIPV로 명확히 인정받는 체계를 구축하고, 이를 제도 전반에 일관되게 적용한다.

BAPV 등과 명확히 구분될 수 있도록 위치, 형태, 기능에 따른 분류기준을 마련하고 관련 전문가로 구성된 위원회 운영을 통해 이를 주기적으로 점검 및 개선한다. 유형별로 설계·시공시 준수해야 할 건축·전기 관련 법령상 기준(내화, 전기안전 등) 및 성능 가이드라인 등을 종합 제시하고 하자 발생시 원인 규명이 용이하도록 단계별 감리기준도 마련한다.

아울러 정부 보급사업 지원시, BIPV KS(KS C 8577)인증 모듈 사용을 의무화해 BIPV에 필요한 건자재 성능시험을 받도록 개선하고, 일반 KS인증(KS C 8561, 8562)을 득한 제품의 경우 안전성 등 건자재 성능 요구사항 중심으로 시험항목을 대폭 간소화한다.

보급사업 지원시 사전 검토 절차를 신설, 시공 전 사업자 요청시 내구성, 안전성 등 설계 적절성 확인을 지원한다. 이는 시공 후 설계 및 설치 변경이 어려운 BIPV의 설비 특성을 고려, 문제 발생을 사전에 예방하기 위한 것이다.

초기시장 창출을 위한 제도적 지원도 강화된다. 낮은 경제성, 소규모 발전용량 등 BIPV 확산의 제약요인을 보완할 수 있도록 보급 제도상의 설치 유인을 강화하는 것이 핵심이다.

시장 확산 속도를 고려, 건물태양광 보조금의 지원 비중은 BIPV 중심으로 단계적 전환하고 설치유형별로 차등 지원한다. 건물지원 내역사업에서 BIPV 예산 비중을 현재의 13.4%에서 30% 이상으로 확대하고, 대신 시장이 활성화된 건물설치형 지원 비중을 단계적으로 하향한다. 지자체 주도 BIPV 보급사업에 보조금 지원을 우대하고 사회복지시설, 경로당, 마을회관 등 공공 생활장소에 BIPV 설치시 우선 지원한다.

또한 유형별 설치 난이도와 경제성을 분석, 태양광 보정계수 조정을 세분화하는 등 설치 유인을 강화하고 단계적으로 대상 건축물 확대, 외벽 활용 의무화 도입 등으로 공공분야 설치 가용면적을 늘려나갈 방침이다.

산업부는 충분한 설치사례 데이터를 확보한 후 연구용역을 통해 BIPV에 대한 REC 가중치 개선안을 마련할 예정이다.

태양광 REC를 세분화해서 BIPV에 대한 별도 가중치를 부여하고, BIPV가 사업용보다는 소규모 자가용으로 설치되는 점을 고려해 자가소비 후 잉여전력 거래시 REC 가중치를 강화하는 방안도 검토한다.

공동주택 보급사업(LH, SH), 제로에너지 시범단지 조성 등과 연계해 BIPV를 적용하는 시범·실증사업을 확산하고 BIPV 설치시 인센티브 강화도 검토한다.

조달 확산 지원으로 공공분야 BIPV 트랙레코드 축적에도 박차를 가한다. 조달우수제품 등록절차, 성능기준, 심사제도, 규격서 작성법 등에 대한 종합적인 가이드라인 마련하고 조달시장 진입 수요기업에 우수제품 등록 컨설팅을 지원한다.

산업부는 △경제성 △안전성 △심미성 △유지관리의 4대 분야를 중심으로 R&D부터 양산까지 종합지원 체계를 구축, 신속한 상용화와 트랙레코드를 확보한다는 전략이다.

핵심소재 국산화, 25년 이상 장기 신뢰성을 갖춘 모듈 및 소재 개발, 양면형 모듈 개발 등을 통해 2006년까지 모듈단가를 28% 낮출 것으로 전망된다. 누전, 화재 발생시 전력차단이 가능한 변환장치를 개발하고 경량·고투과율·컬러형 난연 필름소재 개발에 나선다. 투명 태양전지 효율을 2026년까지 100% 향상(6%→12%)하는 등 일반 태양광 모듈로 인식하기 어려운 제품들을 개발, 보급을 늘려나간다는 계획이다.

이밖에도 발전량 예측, 모듈 온도제어, 고장진단, 사이버보안 등 건물기반 지능형 시스템 구축을 위한 AI 연계형 O&M 플랫폼 개발과 함께 리모델링, 수리·교체가 용이한 BIPV 제품 설계 및 시공기술 개발에도 나선다.

▲ BIPV로 새롭게 단장한 서울에너지공사 건물 전경.
▲ BIPV로 단장한 서울에너지공사 본사 건물.

산업부는 ‘기업공동활용 연구센터’와 ‘실증평가센터’를 구축한다고 밝혔다.

기업공동활용 연구센터는 100MW 파일럿라인을 활용, BIPV 핵심소재와 모듈 개발을 지원하고 제품 개발 과정에서 출력, 효율, 내구성, 신뢰성 등 제품 성능과 양산성 검증을 지원해 R&D 효율성을 제고한다. 아울러 수요(건축설계사・시공사)와 공급(모듈 제조사) 간 밸류체인을 연계, 시장 수요에 기반한 모듈시스템 개발과 트랙레코드 확보를 돕는다.

실증평가센터는 4대 설치유형별 실물모형 기반의 성능 분석 및 신뢰성 검증과 함께 건물 실물모형 테스트배드를 구축, 옥외 발전 및 내화성능의 실시간 모니터링을 지원한다. 또한 BIPV 발전성능과 건자재 성능의 통합 실증평가 서비스를 제공하고 장기 실증 데이터를 확보, 관련 제도 고도화 및 기업 활용을 지원한다.

산업부는 “건축 설계단계의 BIPV 적용 활성화를 유도하고, 건축 분야에서의 BIPV 인지도 제고를 통한 초기시장 확대를 지원할 계획”이라고 밝혔다.

이를 위해 건축정보모델링(BIM)과 연계된 개방형 BIPV DB 및 설계툴을 구축하고, 향후 BIM설계 의무화 확대에 따라 국내 BIPV 제품정보 DB와 최적 설계 알고리즘을 개발, 개방형 라이브러리 서비스를 실시한다. 특히 건축 설계자가 BIPV 성능예측 시뮬레이션, 디지털 설계, 경제성 평가 등에 활용할 수 있도록 지원한다.

이와 함께 건축설계부터 BIPV가 적극 적용되도록 인센티브를 확대한다. 공공부문 발주사업의 엔지니어링 설계업무 범위에 BIPV 설계 업무를 추가, 대가 산정 근거를 마련하는 한편 엔니지어링 사업의 업무범위 등 공공건축 설계 관련 대가 기준 규정을 발굴하고 BIPV 설계업무 항목을 신설한다.

특히 장기적으로 BIPV 설계장려금 지급체계를 마련, 건물에 BIPV 설비 반영시 설계사무소, 건축사무소 등에 시범 지원하는 방안을 검토한다. ‘신재생에너지 설비의 지원 등에 관한 규정(고시)’ 개정을 통해 설계장려금 지급 근거 마련하고, 유사 사업의 지원 규모를 감안해 설치용량 등 BIPV 반영 수준에 따라 차등 지원할 것으로 보인다.

이밖에도 BIPV 건축설계 우수디자인, 당해년도 준공 완료 건물 등 BIPV를 적용한 건축물 공모전을 열어 설계자와 건축주의 인식을 제고하고 설치유형별 대표사례를 발굴, ‘BIPV 우수사례집’에 싣는 등 다양한 활성화 방안이 추진된다.

저작권자 © 에너지신문 무단전재 및 재배포 금지