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[서울=뉴스핌] 배상희 기자 = 최근 중국 본토 A주 증시에서 '우주 태양광' 테마가 폭발적인 관심을 받고 있다.

일론 머스크의 '우주공간 내 태양광으로 구동되는 데이터센터 구축' 구상이 현실화될 것이라는 기대감이 불러온 결과다.

특히, 일론 머스크 시찰 팀이 올해 1월 말~2월 초 중국 태양광 산업체인 기업들을 조사·방문했고, 차세대 고효율 태양전지 기술로 꼽히는 '이종접합기술(HJT·Hetero-junction Technology) 및 페로브스카이트 태양전지(PSC)' 기술 기업들과 접촉했다는 소식이 전해지며 중국 태양광 산업에 불러올 거대한 성장기회의 기대감을 한층 더 고조시켰다.

여기에 머스크가 이끄는 우주항공 기업 스페이스X(SpaceX)와 인공지능 기업 엑스AI(xAI)의 합병 소식에 머스크의 '우주 태양광 에너지 프로젝트'가 본격 궤도를 탈 가능성이 한층 더 커졌다는 관측이 나온다.

이러한 분위기 속 HJT와 페로브스카이트 등 차세대 태양전지 기술에 심도 있는 투자를 진행해온 태양광 기업들은 머스크 팀이 주목하는 '경량화와 고효율' 우주 태양광 수요와 맞닿아 있다는 점에서 주목된다.

◆ 머스크 '우주 태양광' 구상, 본격 궤도 진입

지난달 스위스 다보스에서 열린 세계경제포럼(WEF)에서 일론 머스크는 향후 2~3년 안에 우주공간 내에 태양광으로 구동되는 데이터센터를 구축하는 구상을 내비쳤다.

이러한 구상의 현실화 가능성은 더욱 뚜렷해지고 있다.

앞서 스페이스X와 테슬라는 태양광 사업을 공동 추진하고, 향후 3년 안에 각각 태양광 생산능력을 연간 100기가와트(GW) 씩 총 200GW까지 끌어올리겠다는 목표를 제시한 바 있다.

최근 머스크 시찰 팀은 중국 HJT와 페로브스카이트 태양광 기업 다수를 방문했고, 일부 기업과는 이미 계약을 체결한 것으로 알려졌다. 여기에 스페이스 X와 엑스AI의 합병 소식은 '우주 태양광' 프로젝트 구상이 본격 추진 궤도로 올라섰음을 말해준다. 

일론 머스크가 추진 중인 '우주 태양광' 사업은 상업 우주항공과 신에너지가 교차하는 최전선 분야로, 지상 태양광 적용 시나리오의 한계를 돌파하는 것이 관건이다. 구체적으로는 지구 궤도나 달 등 외부 환경에서 태양광 기술로 에너지를 얻고, 무선 전송 방식으로 지상에 전력을 공급하거나, 위성·우주정거장·우주 데이터센터 등 우주 시설에 안정적인 에너지를 지원하는 개념이다.

일론 머스크 우주 태양광 프로젝트의 궁극적 목표는 인류를 우주로 이주시키는 것에 가깝다는 평가가 나오는데, 인류 이주 과정에서 핵심 문제 중 하나는 '에너지'다.

스타링크 같은 위성 네트워크와 미래의 달·화성 기지 모두 전력 공급은 필수다. 지구에서 전선을 끌어다 쓸 수 없는 만큼, 우주에서 가장 풍부한 태양빛을 활용한 태양광이 사실상 가장 현실적인 해법으로 떠오르고 있다.

다만 우주에서 쓰는 태양광 패널은 집 지붕에 올리는 제품과는 성격이 다르다. 요구 조건이 훨씬 까다롭다.

첫째, 전환 효율이 매우 높아야 한다. 위성이나 우주정거장에서는 면적이 제한적이어서 같은 면적에서도 더 많은 전력을 뽑아내야 하기 때문이다. 둘째, 무게가 매우 가벼워야 한다. 로켓으로 올리는 비용은 무게에 민감해 1g 차이도 부담이 될 수 있다. 셋째, 방사선 내성이 필요하다. 우주 공간의 방사선 환경은 혹독해 일반 소재는 빠르게 성능이 떨어질 수 있다.

◆ 최적의 해법 '3대 태양전지 기술 응용'

현재로써 이러한 요구조건에 가장 부합하는 기술은 '실리콘 기반 HJT'다. 여기에 차세대 고효율 태양전지 기술로 꼽히는 TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contract)과 페로브스카이트라는 강력한 두 개의 기술 축도 주목 받고 있다.

TOPCon은 기존 주류 실리콘 태양전지 공정을 크게 뒤엎지 않고도 생산라인을 업그레이드해 효율을 끌어올릴 수 있는 '현실적 고성능 업그레이드'에 가깝다. 비용과 효율의 균형이 좋아 '가성비형 실력파'로 묘사되곤 한다.

HJT는 서로 다른 실리콘 계열 층을 정교하게 쌓는 구조로 공정 난도가 높고 비용 부담도 크지만, 효율과 안정성이 뛰어나 '극한 성능 지향형 기술파'로 비유된다.

페로브스카이트는 이론적 효율 상한이 높고 얇고 가볍게 만들 수 있어 필름처럼 다양한 표면에 적용 가능한 '잠재력형 차세대 주자'로 언급된다. 페로브스카이트를 HJT나 TOPCon 같은 '실리콘 기반 전지'와 결합해 '탠덤(두 종류 이상의 태양전지를 층층이 쌓아 태양빛을 더욱 효율적으로 흡수할 수 있게 만든 고효율 태양전지)'으로 만들면, 효율을 한 단계 더 끌어올릴 수 있다.

중국 무선전력혁신원(中國無線電創新院)은 국제전기통신연맹(ITU)에 20만 기의 저궤도(LEO) 권한을 신청했고, 스페이스X는 4만2000기 규모의 스타링크(Starlink) 시스템 구축을 가속화하고 있다.

글로벌 위성 발사 수가 지속 증가하면서 기가와트(GW)급 우주 태양광 수요가 본격적으로 확대되고 있고, 그 가운데 '실리콘 기반 HJT'는 최적의 우주 태양광 에너지 솔루션으로 떠올랐다.

현재 주류를 이루고 있는 갈륨비소(GaAs) 3중 접합 태양전지는 메가와트(MW)급 수요를 충족할 수 있는 최선안이다. 다만 생산능력, 비용, 원자재 제약 등의 문제로 GW급 대규모 수요를 충족하기는 어렵다.

반면 실리콘 기반 HJT는 유연성에 따른 경량화, 낮은 비용, 원자재 제약이 상대적으로 적다는 특성이 있어 단기간 내에 응용할 수 있는 최적의 대안으로 평가된다.

장기적으로는 실리콘 기반 HJT와 페로브스카이트를 결합한 탠덤 태양전지로의 전환이 예상된다.

다수 증권사는 '우주 태양광'이 미래산업의 새로운 블루오션이 될 수 있다고 본다.

재신증권(財信證券)은 상업 우주항공 산업의 추세가 이미 형성됐고, 향후 통신위성이 상업화 발전에 맞춰 이론상 비용이 더 낮은 P형 HJT 태양전지 또는 페로브스카이트 탠덤 태양전지 기술을 채택할 가능성이 크다고 진단하면서, 새로운 태양광 산업 발전 흐름이 촉발될 수 있다고 내다봤다. 

<머스크 '우주태양광' 구상의 실현② A주 新투자기회 열린다>로 이어짐.

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pxx17@newspim.com