한국에너지신문사 주최, 웍스월드와이드 주관, 지식경제부, 에너지관리공단 신재생에너지센터, 한국신재생에너지협회, 한국풍력산업협회, 한국풍력에너지학회, 풍력핵심기술연구센터 후원으로 마련된 제2회 해상풍력 국제 세미나가 열린 지난 1일 서울 삼성동 코엑스 컨퍼런스룸 402호. 건설·중공업 등 산업계, 지자체, 연구소·대학 관계자 등 전국에서 160여명이 모였다.
지멘스, 베스타스, 리파워의 해상풍력용 대형터빈과 설치선 개발 현황과 계획에서부터 코비, MT호가드와 같은 해상풍력 구조물 및 설치 전문 엔지니어링 기업의 프로젝트 수행 경험, 리탈의 해상풍력용 인클로저 시스템, 세계적인 풍력 리서치 기관인 메이크컨설팅의 해상풍력 시장 전망, 그리고 국내 해상풍력 활성화 방안에 이르기까지 해상풍력의 궁금증을 해결해줄 국내외 9명의 해상풍력 전문가들을 만나기 위해서였다.
이들 9명의 발표자들은 북미, 아시아보다 한 발 앞선, 풍부한 경험을 가진 기업을 대표해 한국을 방문한 만큼 해상풍력 관련 터빈, 블레이드, 전력시스템이 갖춰야 할 요소, 설치 현장에서 반드시 고려해야 할 사항과 앞으로의 계획에 대해 아낌없이 털어놨다.
한편 세미나에 이어 저녁 6시부터 9시까지 한국풍력산업협회와 본지 공동 주관으로 간담회가 진행됐다. 세미나 발표자들과 국내 해상풍력 진출기업 주요 임원진이 참석한 가운데 진행된 이날 간담회에서 우리 기업 관계자들은 그동안 궁금했던 내용에 대해 속시원한 대답을 들을 수 있었다. 국내에서 추진 중인 해상풍력 프로젝트에 대해 협력할 수 있는 방안을 협의하기도 했다. 특히, 이날 간담회에는 지식경제부 강남훈 기후변화에너지정책관이 참석, 해외기업 발표자들에게 우리나라의 저탄소 녹색성장 정책에 대해 소개하는 한편 국내 해상풍력 관련 산업 육성에 강한 의지를 보여 주목을 받았다.
“헤상풍력 진입장벽, FIT·계통연계 지원으로 낮춰야”
국내 해상풍력 자원은 한반도 주변 수심 30미터 이내, 해상면적의 17.5%가 여기에 해당된다. 공급가능 전력량은 연간 20TWh에 이르고, 제주도와 남해가 가장 우수하다. 현재 한전 전력연구원이 해상풍력 실증단지 구축을 위한 연구용역을 수행 중이고, 해상풍력 부존량, 전력계통 연계성, 접근성, 단지 확장성 등을 고려하면 서해안이 가장 유력한 후보지로 거론되고 있다. 서해안은 수심이 얕은데다, 인근 변전소를 이용할 수 있어 계통연계가 쉽고 비용도 적게 든다. 5, 6기의 발전기를 설치하고, 계통연계는 고압DC(HVDC) 송전방식이 검토되고 있다. 국내 해상풍력 활성화 방안은 오는 6월 말, 세부 로드맵은 이르면 8월 말에는 발표될 것으로 예상된다.
국내 해상풍력 활성화를 위해서는 해결해야 할 과제가 많다. 우선 국내에서는 아직 해상풍력에 대한 발전차액 보상 기준이 없는 상황이다. 2012년 RPS가 도입된다 해도 그 전에 숫자(기준가격)가 나와줘야 하고, 산업계의 안정적인 투자를 위해서는 발전차액지원제도도 필요하다. 유럽의 독일, 아일랜드 등이 육상과 차별화된 발전차액지원제도를 시행 중인데, 육상에 비해 평균 1.6배 정도의 비용을 보전해 준다.
단지 조성에 필요한 인허가도 절차가 복잡하고 너무 긴 시간이 소요된다. 전원개발촉진법에 의하면 일괄처리도 가능하지만 이것도 2년에서 길게는 3년 반까지 걸린다.
풍력발전단지 승인절차에 필요한 각종 제도와 법령을 정비해 간소화해야 한다. 단지개발사 내지 신재생에너지 발전사 중심의 한시적인 위원회를 구성, 운영하는 방법이 바람직하다. 전기사업법, 해양오염방지법, 환경정책기본법 등 지경부, 국토부, 환경부 등 7개 관련 부처의 19개의 소관 법률에 근거한 인허가가 너무 많기 때문이다. 송전선로, 계통연계 변전소 건설 비용에 대한 정부와 전력사의 지원도 뒷받침돼야 한다. 발전단지 규모가 커질수록 계통연계 비용 부담이 커지는데 누가 부담할 것인지 주체에 대한 논의가 필요하다는 것이다. 계통연계 지원이 이뤄지면 대규모 해상풍력단지 진입장벽이 낮아질 것이다. 현재 정부도 내고, 전력사도 내는 방법을 연구 중인데 잘 해결될 것으로 믿고 있다.
아직 시도된 적이 없는 사업이다보니 육상 사례를 바탕으로 해상풍력의 영향에 대한 기초 연구가 부족하다. 밀양풍력, 제주 난산풍력 등의 사례를 바탕으로 환경 영향에 대한 신중한 접근이 필요하다.
“2012년 RPS 도입, 현실적인 대안은 해상풍력”
풍력발전은 더 이상 옵션이 아닌 하나의 에너지원이다. 유럽은 2030년까지 총 발전량의 30%를, 미국은 20%를 풍력으로 충당한다는 계획이다. 세계 시장을 살펴보면 지난해 기준 매년 32% 정도의 성장률을 보여왔고, 61조원대 시장(MW당 15억원)으로 커졌다.
세계 조선시장 규모 약 100조원, 한국의 조선시장 점유율 약 36%인 점을 감안하면 시장 전망이 매우 밝다. 우리와 경제규모가 비슷한 스페인을 벤치마킹할 필요가 있다. 스페인은 총 전력량의 16.4%를 풍력으로 공급하고 있는데, 이는 전체 신재생에너지의 84%에 해당하는 양이다.
정부의 제1차 국가에너지기본계획을 보면 정부는 2030년까지 111조원을 투입, 신재생에너지 보급률을 11%까지 늘릴 계획이다.
계획대로라면 풍력은 현재 199MW에서 7.3GW까지 37배 늘어날 전망이다. 2012년 RPS 도입에 따른 가장 현실적인 대안은 해상풍력이다. 2014년 이후 국내 해상풍력시장은 2조원대로 커질 것으로 보인다.
지난 2008년 10월 지경부로부터 ‘국내해역의 중형 풍력발전 플랜트 타당성 조사연구’의 프로젝트 리더를 맡아 100MW급 해상풍력단지 조성을 위한 단지 발굴과 타당성 조사를 진행해오고 있다. 원래 일정은 오는 7월 마무리하는 것인데 8월까지 연장될 것으로 보인다.
서남해안 일대 태안, 군산, 고창, 부안-영광, 신안 등 4개 권역의 유망후보지를 선정했으며, 현재 단지조사를 위한 해상기상탑 설치 직전 단계까지 와 있다. 권역별로 500MW에서 1GW까지 개발가능한 것으로 파악됐는데 전력연계 조건을 반영해 개발 우선순위를 확정해야 한다.
바람 7m/s 이상, 수심 20미터 이내, 변전소 이격거리 20km 이내, 해안 이격거리 10km 이상의 조건을 따져봤을 때 고창 연안은 해상 실증단지 입지로 최적지이며, ‘부안-영광’ 일대가 우선 개발 가능지역으로 적합하다.
신안 연안은 대규모 단지 개발이 가능한 곳이며, 군산 연안은 항구에서 접근성이 양호하고, 태안 연안은 풍황도 양호하고 계통연계나 항구 접근성도 양호한 것으로 조사됐다.
우리나라 서해안은 풍황은 약해도 수심이 얕고, 태풍도 비껴가는 곳이라 개발 가능성이 높다.
“단지 완성 7년 소요… 기획단계서 터빈 결정해야”
해상풍력용 ‘SWT-3.6-107/120’은 143기가 설치됐고, 현재 700대 이상 발주받았다. 로터 직경은 107과 120미터 두 종류가 있는데 120미터가 사업성이 더 높기 때문에 고객 반응이 더 좋다. 미국시장을 겨냥한 제품이다.
사실 육상과 해상 제품의 차이에 대한 질문을 많이 받는데 특별히 다른 점이 없다. 육상용을 조금 개선한 걸로 보면 된다. 3.6 버전은 염분이 들어가지 않게 표면처리 한 부분이 입증이 돼 있다. 경험과 신뢰성을 확신한다. 작업공간이 넓은 것도 장점이다. 습한 공기와 물이 들어가지 않도록 되어 있고, 습기로 인한 터빈의 품질 저하가 없도록 설계했다.
일체형 블레이드는 진공상태에서 몰드로 제작해 접착 부분이 전혀 없다. 내부에 물이 들어갈 가능성이 없고, 번개가 쳐도 끄떡없다. 일체형 캐스트 공정을 통해 제작하는데 우리가 자긍심을 갖고 있는 기술이다. 광섬유 소재에 패키징 몰드 자체가 업라이트 포지션으로 진공상태로 설계돼 있다. 여기에 비밀 공법이 사용되는데 기술 자체는 매우 간단하다.
육상과 해상 모두 적용 가능한 모니터링 시스템은 움직이는 모든 부분에 대한 모니터링이 이뤄진다. 몇 개의 기어박스와 샤프트 바이브레이션 센서를 장착해 고장이 발생하면 사전에 감지가 가능하다. 해상 풍력단지를 최종 완성하기까지 7년 정도 소요된다. 유럽은 최초 기획에서 설치 시작하기까지 최소 3년이 걸리는데, 한국 역시 현재 기획단계라면 터빈 공급사와 상의를 해서 어떤 제품을 쓸지 협의할 필요가 있다. 파운데이션 디자인 역시 긴 프로세스다. 설계에서 비용을 줄이려면 파운데이션에 차지하는 비용이 크기 때문에 설치하기 3년 전에 이미 터빈을 선택해야 한다는 뜻이다.
해상풍력 프로젝트에서 선박 하나가 모든 걸 다할 수는 없다. 다목적 선박 만드는 것은 비용 효율면에서 좋지 않다. 그리고 굉장히 큰 규모의 항구가 필요한데 항구의 규모에 따라 시스템 하중을 처리할 수 있는지 정해진다. 추진 과정도 오래 걸리는 데 인허가를 간소화해야 하고, 태풍 영향에 대한 조사가 더 필요하다. 서비스 선박이 단지에 접근 가능한지 여부가 중요하기 때문이다.
“해상풍력용 6MW 플랫폼 개발 박차”
베스타스는 1990년부터 해상풍력에 진출, 2006년 해상풍력 조직을 독립시켰다. 현재까지 설치용량은 900MW 이상이며, 지난 4년간 직원수는 8배 증가한 400명이 됐다.
현재 해상풍력용 주력모델로 ‘V 80-2.0MW’과 ‘V90-3.0MW’ 터빈을 공급하고 있다. 현재 6MW급 플랫폼을 개발 중이다.
추진 중인 프로젝트로는 벨기에 블라이 연안의 해상풍력단지가 있다. 우선 1단계로 연내 총 165MW(3MW급 55기)를 설치할 계획이다. 육지에서 46km 떨어진 곳에 위치하며 수심은 15m에서 32m 정도 된다. 2010년 2월 기준 전 세계에 설치된 해상풍력은 총 2270MW, 이 중 베스타스는 절반에 가까운 942MW를 차지했다.
해상풍력 설치 선박의 경우 현재 엑스칼리버(Excalibur Secore)와 메이플라워 레졸류션(Mayflower Resolution MPI Ltd.)을 보유하고 있다. 엑스칼리버는 수심 35미터에서 이용가능한 잭업 선박으로 4000톤을 감당할 수 있다. 메이플라워 레졸루션 역시 잭업선박으로 8950톤을 탑재가능하고, 최대 300톤을 들어올릴 수 있다. 시속 10.5노트의 속력으로 움직인다.
베스타스는 해상풍력 시장에 주력하고 있다. 해상풍력은 대규모 성장 잠재력이 크고, 현재 몇몇 터빈 제작사들만 활동해경쟁이 그다지 치열하지 않기 때문이다. 베스타스는 전체 설치 규모의 50%를 차지하면서 재생에너지 확대에 기여하고 있다고 자부하고 있다. 다만 현재로서는 해상풍력이 전체 풍력시장의 1% 정도만 차지하고 있고, 육상보다 리스크가 더 높기 때문에 우려되는 부분이 있다. 게다가 대규모 투자가 필요하고, 아직 시장이나 산업이 성숙기로 접어들려면 멀었다고 본다.
베스타스는 해상풍력에서 실수를 저질렀기 때문에 중대한 손실을 입었고, 비난받고 있는 부분도 존재한다.
