지난해 정부의 ‘해상풍력추진로드맵’이 발표된 이후, 신재생에너지로 주목받고 있는 해상풍력시장을 놓고 국내외 관련업계의 관심이 뜨겁다. 지식경제부 에너지자원실 신재생에너지과는 지난해 11월, 2019년까지 세계 3대 해상풍력 강국을 목표로 총 3단계에 걸쳐 전남 일대 등 서남해안에 2.5GW급 거대 해상풍력단지를 조성하겠다는 계획을 내놓았다. 먼저 2013년까지 5MW급 발전기 20기의 100MW 실증단지를 건설하여 Track Record1) 확보에 중점을 두고, 다음으로 2016년까지 5MW급 발전기 180기의 900MW 건설하여 최종적으로 2019년까지 5MW급 발전기 300기의 1.5GW를 추가로 건설하여 총 2.5GW의 대규모 해상풍력발전단지를 만들겠다는 구상이다. 인류의 지속가능한 에너지 창출 측면에서 국내외 해상풍력 현황과 미래를 점검했다.

지경부 신재생에너지사업 추진 배경
저탄소녹생성장기본법에 의거, 지속가능발전이 해답
이같은 사업은 지난해 10월 13일 열린 제 9차 녹색성장위원회 보고대회의 ‘신재생에너지산업 발전 전략’의 후속조치의 일환으로 추진되었다. 녹색성장위원회는 지난 2009년 2월 저탄소녹색성장기본법에 따라 기획재정부, 교육과학기술부, 지식경제부, 환경부, 국토해양부 등의 각 정부부처와 기후변화, 에너지 및 자원, 녹색산업, 지속가능발전 분야 등 저탄소 녹색성장에 관한 경험과 학식이 풍부한 전문가로 구성되어 출범한 조직으로 녹색성장기획팀, 에너지정책팀, 기후변화정책팀, 녹색기술산업팀, 녹색생활지속발전팀, 국제협력팀 등으로 이루어진 관련 기획단과 함께 기후변화 및 에너지 문제 대응 등 지속가능발전에 관한 업무를 맡고 있다.

또한 지경부는 올 5월 신재생에너지 기술개발 사업으로 풍력시스템 분야에 전남 영광을 실증단지로 선정, 8월 영광군 및 사업 참여기관들과 업무협약을 맺은 바 있다. 동 사업은 전남도를 비롯하여 각 연구기관과 함께 현대중공업, 대우조선해양, 삼성중공업 등이 풍력발전기 업체로 나서 단계적으로 영광군 일대 500만㎡ 부지를 총 100MW급 발전단지로 조성해나가겠다는 계획이다. 이로써 해상풍력추진로드맵에서도 발표되었던 사업 계획지 서남해안지역 중에서도 전남 영광군은 풍력 에너지 기술개발 실증단지로도 선정되어 대규모 풍력발전단지로의 기대를 모으고 있다. 특히 풍력에너지 분야 사업성평가 전문기관인 독일의 풍력에너지연구소(DEWI)는 영광군 백수읍 하사리의 풍황을 높게 평가하기도 하였다.

관련 민·관 도처 해상풍력사업 계획
이같은 정부의 잇따른 풍력에너지 개발 사업안과 정책방향에 따라 민·관업계에서 역시 육상풍력에서 해상풍력으로의 시장 전환에 부합하는 사업계획 소식이 전해지고 있다.

한전·제주도, 제주 한림읍 해상풍력 사업
한국전력기술(KEPCO-ENC)과 제주도가 추진하고 있는 제주 한림읍 해상풍력사업은 한전과 제주도가 민관으로 추진하고 있는 사업으로, 지경부의 해상풍력로드맵사업과는 별도로 진행되고 있다. 지식경제부 산하의 한전측 관계자는 “남해안 해상풍력발전 사업은 정부 주도의 사업으로, 한림읍 풍력사업은 민·관 협력사업으로 해상풍력사업의 주체가 별도로 나눠져 진행되고 있다”며, “한전에는 여섯 개의 발전자회사가 운영되고 있으며, 이들 자회사와 관련기관들이 주관하여 해상풍력사업을 독자적으로 추진할 수 있다”고 말했다. 한림읍 해상풍력사업 진행에 대해 한국전력기술 최종호 차장은 “아직 타당성 조사 단계에 있다”고 밝히면서 100MW급 시설을 계획하고 있다고 말했다.

한국전력공사 전략연구원(KEPRI)은 올해 초 제주도 구자읍 월정리에 국내 최초로 2MW급 해상풍력 전력 계통연계 설비를 구축했다고 밝혔다. 그러나 이에 대해 KEPRI 이준신 박사는 “아직 전체 공사가 준공된 것이 아니며, 사업주관측을 비롯하여 협력 참여업체들 속에서 우리 연구원 차원에서 진행할 수 있는 업무에 대해서만 검토가 이루어진 상황”이라며 대대적으로 언론에 관련보도가 이루어지는 것에 대한 입장을 표명했다.

실제로 한국전력공사에는 한국남동발전(주), 한국중부발전(주), 한국서부발전(주), 한국남부발전(주), 한국동서발전(주), 한국수력원자력(주) 등 여섯 개의 발전회사가 있고, 관련그룹사로는 한국전력기술(주), 한전 KPS(주), 한국원자력연료(주), 한전 KDN(주) 등이 있다. 이들 각 자회사들이 각 협력업체 및 지자체와의 해상풍력을 계획하고 있는 별도의 사업이 중구난방식으로 보도되는 것은 우려되는 부분이지만 해상풍력사업의 시장성을 보여주는 대목이라고 볼 수 있다.

해외 해상풍력 현황
독일-덴마크 유럽중심 확산
풍력발전 도입에 선구자 역할을 했던 덴마크, 독일, 스페인을 비롯하여 해상풍력에 대한 관심은 21세기 초 유럽을 중심으로 본격적으로 확산되었다. 지난 2002년 세계 최대 풍력발전기 제조업체인 덴마크의 Vestas 社가 세운 서부해안의 Horns Rev(호른스레우)는 연간 약 15만 가구에 160MW의 전력을 공급하는 대표적인 대규모 해상풍력발전단지로 꼽히고 있다. 덴마크는 1991년 이미 남부해안에 450KW급 해상풍력발전기 11기를 설치하여 상업적으로 풍력에너지를 개발해왔다. 이밖에도 네덜란드 Lely(2MW), Dronten(16.8MW), 스웨덴 Bockstigen(2.75MW), Utgruden(10.5MW), Yttre Stengrund(10MW), 영국 Blyth(4MW), North Hovle(60MW) 등의 풍력단지가 있다.

해상풍력의 특징
해상풍력발전은 뚜렷한 장·단점을 가지고 있다. 해상풍력발전의 가장 큰 장점으로는 먼저 풍력자원이 꼽힌다. 육상에서보다 바람자원이 더 풍부하여 안정적인 바람을 통한 전력생산이 가능하며 바람의 강도 또한 2배 정도 강하다는 것이 전문가들의 의견이다.

입지조건에 있어서도 각종 토지 개발과 건축개발로 부지 확보가 복잡하고 어려운 육지에 비해 제한이 적다. 반면 해저건설작업이 불가피한 해상풍력 발전의 무엇보다도 가장 큰 문제는 비용이다. 이같은 문제는 기초 구조물에서부터 항만, 해저지형, 바람의 상태, 파고전 등의 요소를 면밀히 검토해 설계를 최적화 하면 줄일 수 있다. 또 유지 및 보수 등 관리비용도 고려해야 한다.

하지만 이러한 비용부담은 기술개발과 더불어 전력생산량으로 상쇄시킬 수 있다. 건물 등 지형적인 장애물들이 없는 해상에서 오히려 높은 전력생산 설비효율을 기대할 수 있기 때문이다. 해상풍력발전기 건설에 있어서 특별히 주의해야 할 점은 해상에서 육상에서의 전력 계통연계이다. 정확한 발전 출력과 예측 기술에도 연구가 이루어져야 할 것이다.

기술의 국산화, 세계시장을 무대로
걸음마 단계 국내 해상풍력시장의 미래
한편 무궁한 잠재력을 지닌 새로운 풍력에너지 시장에의 수요 급증과는 달리 국내에서 풍력발전을 통해 생산되는 전력은 전체 생산전력의 1%에 그치고 있다. 국내 풍력 발전 기술 수준 또한 해외선진기술에 비해 아직 많이 부족한 상태다. 그동안 대기업들의 적극적인 풍력발전사업 다각화와 관심으로 인해 기술격차가 줄어들었나 싶었지만, 국내에서 상용중인 풍력발전기 대부분이 외산임을 감안하면 아직도 국내 풍력시장의 공급력은 미진하다. 이에 정부의 명확한 정책안이 요청된다. 해상풍력로드맵의 핵심이 단순한 풍력단지개발인지 국내 풍력발전기 보급의 확대인지에 따라 실무적으로 사업연구기관 및 설비부품업체와 사업추진기관간 벌어질 수 있는 이견을 방지 혹은 최소화할 수 있기 때문이다. 

이러한 우려에도 불구하고 한 국내 기업이 국산 기술로 개발한 3MW 해상풍력발전기가 제주도에 가동될 예정이어서 향후 국내 해상풍력시장에 가조(奇瑞)가 기대된다. 두산중공업은 올해 3월 동사가 개발한 3MW급 해상풍력발전 시스템에 대해 국내 최초로 GL(독일), DNV(노르웨이)와 함께 풍력분야 3대 인증기관으로 공신력을 자랑하는 독일의 DEW-OCCI로부터 3MW급 해상풍력 시스템 국제 인증을 취득했다. 이밖에도 현대중공업, 삼성중공업, 대우조선해양, 효성중공업 등 국내 기업들이 축적된 해양구조 기술을 바탕으로 세계적인 풍력발전기 제작업체들과의 기술도입에 나서고 있다. 한국 에너지기술연구원은 풍력단지 건설을 위한 ‘국가바람지도’를 통해 과학적인 풍력자원정보를 제공하여 장기적으로 풍력사업 정책안에 필요한 풍력개발 입지전략과 선정에 있어 큰 역할을 하고 있다.

영국,덴마크 유럽 해상풍력 시장 선도
국내 신재생에너지 관련 한 전문가가 작성한 올해 8월 자료에 따르면 지난해 유럽 전체 해상풍력 설치용량은 영국과 덴마크가 각각 46%와 29%로 유럽 해상풍력시장을 선도하는 것으로 나타났다. 이에 초기 풍력발전 도입국 중 하나였던 독일이 2020년까지 10GW 달성을 목표로 하며 해상풍력산업 육성 재조명에 나섰다. 독일연방의회는 지난 6월 30일 신재생에너지 개정법을 통과시켰으며, 2012년 1월 1일부터 발효될 예정이다.

독일정부는 총 2만 1,000MW의 대규모 해상풍력 단지 건설 프로젝트를 계획하고 있으며 현재 1,700
MW급 시설에 대해 프로젝트 계약이 체결된 상태이다. 또한, 앞으로 15개 4,262MW 규모의 프로젝트 단지가 완공되어 발전기 930기가 설치 될 예정이다. 이같은 독일의 계획이 예정대로 진행될 경우 독일 해상풍력시장은 다시 활기를 회복할 것으로 보인다.

국내 해상풍력시장도 아직 초기단계이지만 범국가적 합의인 녹색성장의 대열에 어깨를 나란히하는 노력들을 정부와 각 기업들이 관심을 갖는 시기이다. 관련 업계와 부처들간의 협력을 통해 세계시장에 국산 기술 및 부품수출을 목표로 국내 풍력산업 인프라 및 기술개발에 지속적인 R&D가 이루어져 향후 국내 경제에 일조하는 해상풍력사업을 기대해본다.