태양광 모듈 폐기 물결이 다가오며, 재활용 산업에 기회와 도전을 제시하고 있다.

설비용량 급증, 폐기 최고치 임박

광전효과를 이용해 태양에너지를 전기로 직접 변환하는 태양광(PV)은 중국 에너지 분야의 ‘국가 명함’이 되었다. 2023년 말 기준 중국의 누적 계통연계형 태양광 설비용량은 608.91GW에 달해 전 세계의 43.5%를 차지했다. 2025년에는 중국이 첫 번째 태양광 모듈 폐기 최고치를 맞을 것으로 예상되며, 그 양은 105만 톤에 이를 전망이다. 2050년까지 전 세계 폐기량은 약 2,000만 톤에 달할 것으로 추정되며, 중국의 비중은 4분의 1에 이를 것으로 보인다. 주목할 점은 태양광 모듈의 이론적 수명이 25~30년이지만, 자연재해, 발전 효율 저하, 기술 전환 등의 요인으로 실제 사용 수명은 10~15년에 그치는 경우가 많아 폐기 속도가 더욱 빨라지고 있다는 사실이다.

폐모듈: 자원과 오염의 이중 속성

폐기된 태양광 모듈은 자원 가치와 오염 가능성을 동시에 지닌다. 일반적인 결정질 실리콘 모듈을 예로 들면, 중량의 대부분(93% 이상)이 유리, 알루미늄 프레임, 봉지재 EVA로 구성된다. 경제적 가치 측면에서는 은의 가치 비중이 가장 높고(약 44%), 이어서 알루미늄 프레임(30.4%), 폴리실리콘(9.5%) 순으로, 재활용 잠재력이 크다. 그러나 적절히 처리되지 않으면 모듈 내 미량으로 존재하는 납, 주석 등의 물질이 잠재적인 환경 위험을 초래할 수 있다.

정책 및 규정의 지속적 개선, 관리 경로의 점진적 명확화

환경 관리 측면에서 중국의 정책은 점점 더 세분화되고 있다. 2024년 1월 1일부터 폐 태양광 모듈은 ‘고형 폐기물 분류 및 코드 목록’에서 SW17(재활용 가능 폐기물)로 분류되어 관리되며, 이전의 전자 폐기물 관리 준용 방식과 차별화된다. 여러 국가 부처와 위원회가 집중적으로 정책을 발표했다. ‘폐 풍력·태양광 설비 재활용 촉진에 관한 지도 의견’은 친환경 설계 추진, 처리 책임 주체 명확화(생산자책임재활용제도 시행), 재활용 경로 원활화, 재활용 기술 향상, 재제조의 점진적 추진, 무해화 처리 감독 강화 등 6대 핵심 과제를 제시했다.

재활용 기술의 지속적 노력, 산업화 과정의 과제 상존

현재 폐 태양광 모듈의 자원화 기술은 주로 다층으로 밀착 결합된 구조 재료의 분리와 원소 재활용에 초점을 맞추고 있다. 핵심 과제는 은, 실리콘, 유리, 알루미늄 등 유가 자원을 효율적이고 경제적으로 분리하는 데 있다. 현재 기술 경로로는 물리적 해체(예: 알루미늄 프레임 및 정션 박스 분리), 열적 방법(적층재 분리), 습식 제련(유가 금속 추출) 등이 있다. 연구팀은 재료의 단계적 이용(알루미늄 합금 프레임 및 용접 스트립 재생 등)부터 원소 재활용(은 페이스트 직접 재생 등)에 이르기까지 전주기 기술 개발에 주력하고 있다.

그러나 업계는 여전히 많은 과제에 직면해 있다. 현재 계획된 재활용 능력이 향후 실제 폐기 규모에 미치지 못할 수 있고, 시장 진입 기준이 아직 통일되지 않았으며, 상용화된 공정과 장비가 부족하다. 또한 재활용 과정에서의 2차 오염 및 비용 관리가 주요 난제다. 아울러 모듈의 단계적 이용(등급 하향 사용) 범위와 안전 책임 소재의 정의도 더 명확히 해야 한다.

결론

다가올 태양광 모듈 폐기 물결을 맞아 재활용 시장의 잠재력은 크지만 수익 모델은 여전히 불투명하고 기술 경로도 탐색 중이다. 강력한 국가 정책의 추진 아래 ‘산학연’ 협력을 심화하고, 핵심 기술 연구개발과 표준 체계 구축을 선제적으로 마련하여, 새로운 유형의 고형 폐기물이 제기하는 도전에 대응하고 이를 녹색 저탄소 순환 발전의 새로운 계기로 전환해야 한다.