[ESG경제=김민정 기자] 세계 태양광 발전시장은 2004년 누적용량 1GW를 초과한 이후, 2017년 400GW를 초과하며 급성장하고 있다. 2050 탄소중립의 핵심인 태양광 발전 설비는 패널가격 하락과 각국의 재생에너지 보급 확대정책에 따라 점점 더 설치가 증가할 전망이다.

특히 2011년 후쿠시마 원전사고 이후 일본 및 유럽 등에서 원전설치계획을 축소 또는 폐지하였고, 중국, 일본, 미국 및 동남아시아, 아프리카, 남미 등에서도 태양광 설치량을 확대하면서 향후 태양광시장은 더 증가할 것으로 예측되고 있다.

그런데 최근 태양광발전설비의 누적 설치용량 만큼 앞으로 폐기될 태양광패널의 양도 늘어나면서 문제가 되고 있다. 국제에너지기구 및 국제재생에너지기구(IEA-IRENA)의 보고서에 따르면 전 세계적으로 2030년에는 1.7~8.0백만톤, 2050년에는 60~78백만톤의 태양광패널이 누적 폐기될 것으로 추정됐다.

2030년에 아시아 최대 3.5백만톤, 유럽 최대 3.0백만톤, 미국 최대 1.0백만톤의 폐패널이 누적 폐기될 것이라는 전망이다. 국내에서도 폐패널 누적발생량이 오는 2030년 2.5~15만톤, 2050년에는 1.5~2.3백만톤으로 급격히 증가할 것으로 보고됐다.

이에 따라 태양광 순환경제 인프라 구축이 탄력을 받으려면, 태양광 폐패널의 처리 문제를 해결하는 것이 시급해졌다는 지적이 나왔다. 유럽 내 개별국가들은 WEEE 지침을 기반으로 태양광 폐패널 재활용 의무를 법제화하고 있다. 2016년부터 2018년까지 수거된 폐패널의 회수율은 80%, 재활 용률은 70%였다. 특이한 점은 유럽의 폐패널 수거 및 폐기 시 소요되는 비용은 모두 생산자 부담 원칙이라는 점이다.

미국에서도 캘리포니아 주에서 태양광 패널 수집 및 재활용에 관한 법안을 2015년에 발의했다. 캘리포니아 유해물질 관리국은 태양광 폐패널을 유해폐기물이 아닌 일반폐기물로 지정했고, 다양한 재활용 방식을 채택하고 있다.

우리나라도 2019년 8월 환경부, 산업통상자원부, 한국태양광산업협회가 ‘태양광 패널(모듈) 생산자 책임재활용제도 도입을 위한 업무협약’을 체결하고, 2023년 부터 패양광 패널 EPR제도를 시행한다. 이를 위해 2022년까지 태양광 패널 회수·보관 체계 구축, 재활용 기술 개발 등 재활용 기반을 마련키로 했다.

또 한국에너지기술연구원(원장 김종남) 변환저장소재연구실의 이진석 박사 연구진은 태양광 폐패널을 재활용하는 방법으로 고효율의 태양전지를 만드는데 성공했다고 최근 밝혔다.

태양광 폐패널 통합 재활용 기술로 불리며, 자원순환 효과를 극대화하면서, 회수 및 재활용할 경우 80% 이상이 다시 활용가능하게 되는 방식이다. 유리 분리로 자체 개발한 장비를 통해 태양광 패널 내 유리와 봉지재 계면을 분리하는데, 패널을 구성하는 부품 중 65% 이상이면서 철분함유량이 200ppm 미만인 고급유리를 고순도로 회수해 수익성을 높인 것이 특징이다.

연구진은 폐패널로부터 회수한 실리콘을 정제해 20.05%의 고효율 태양전지를 재제조했다. 게다가 재활용 웨이퍼에 최적화된 제작 공정을 적용하면, 태양전지 효율을 더 높일 수 있을 것으로 기대되고 있다.

한편, 태양광 폐기물은 대부분 일반 산업폐기물로 분류되어 일련의 처리과정이 필요하다. 알루미늄 프레임과 정션 박스(Jungtion box) 등을 제거하는 단계를 거친 후 에 밀봉재(Encapsulant) 제거 단계, 폐소자로부터 금속추출단계, 제품의 재제조/재활용 단계와 매립단계로 이어진다.

태양광 모듈의 구성요소인 유리는 폐모듈의 가장 큰 무게 비중(75% 이상)을 차지한다. 적층 유리(laminated glass)의 경우 기존 유리 재활용업체가 별도의 설비 투자 없이 일반적인 유리 재활용처리기(glass recycler)를 이용한 재활용이 가능해진다.