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1 수시연구 해상풍력발전의환경적 경제적영향분석 Environmental and Economic Impacts of Offshore Wind Power 신철오 육근형

2 보고서집필내역 연구책임자 - 신철오 : 제1장, 제4장, 제5장연구진 - 육근형 : 제3장외부집필진 - 박년배 ( 세종대학교 ): 제2장 산 학 연 정연구자문위원 이철용 ( 에너지경제연구원 ) 우영석 ( 국토해양부 ) 연구자문위원은산 학 연 정순임 연구감리자 이원갑 ( 한국해양수산개발원연구위원 )

3 머리말 해양자원중에서도에너지자원이수산자원이나공간자원과마찬가지로점차중요한역할을차지하고있다. 더욱이최근에는기후변화문제가대두되면서화석연료를대체하는에너지원으로서해양에너지를적극적으로개발하려는노력이필사적으로이루어지고있다. 우리나라에서도점차불안정해지고있는에너지수급상황과더불어환경문제에적극적으로대응하기위해조력, 조류, 풍력발전등여러해양관련신재생에너지개발에대한관심이높아지고있다. 이미정부차원에서도풍력발전과같은신재생에너지산업을세계 5위수준으로끌어올린다는목표아래 2015년까지총 40조원을이분야에투자하기로공언한바있으며, 관련계획도수립된상황이다. 우리가현재시점에서대규모로이용가능한해양에너지가운데해양풍력발전은전통적인화석연료자원빈국에서벗어나신재생에너지중심의새로운에너지강국으로도약하는계기가될수있다. 이미세계최고수준의조선해양플랜트기술을바탕으로안정적인부품공급체계를마련한다면신흥국을중심으로세계해상풍력시장에접근할수있는기회가마련될것이다. 다만이러한과정에서먼저충분한시험을통해기술적문제, 사회적논란, 경제성여부에대한검증을수행할필요가있다. 최근까지시험발전을하고있는시화호조력발전의사례와같이충분한운용을통해서경험을축적하고경제성유무를확인하는절차를마련하는것이중요하다. 특히우리나라는연안해역에대한경제적이용도가매우높은특징을지니고있어대규모해상풍력단지의개발이미칠환경적영향에대해면밀한조사와사전연구가진행되어야한다. 이연구는향후해상풍력단지의개발이이루어지기전에검토해야할

4 다양한환경적인영향과고려사항, 그리고경제성평가에대한내용을담고있다. 이연구가아직까지현재의제도내에서고려하지못하고있는환경적영향과경제성분석에필요한최소한의내용을담고있지만향후우리나라연안에본격적인대단위해상풍력단지의개발이이루어지는데일정부분기여할수있을것으로기대된다. 마지막으로본연구를수행한신철오전문연구원과육근형전문연구원의노고에깊은감사를표한다 년 12 월 한국해양수산개발원 원장 김학소

5 차례 Executive Summary ⅰ 제1장서론 1 1. 연구의배경및필요성 1 2. 연구의목적 2 3. 연구의범위와방법 3 제2장신 재생에너지정책분석 4 1. 에너지수급여건의변화및신 재생에너지현황및전망 4 2. 해상풍력기술및시장동향 ( 산업여건등 ) 및전망 신 재생에너지공급의무화제도도입배경및시행현황 풍력산업의발전시나리오및발전방안 25 제3장해상풍력발전의환경영향과대응방안 해상풍력발전에따른환경영향 35 1) 개요 35 2) 해상풍력발전단지건설단계 36 3) 해상풍력발전단지운영단계 40 4) 해상풍력발전단지해체단계 해상풍력발전환경영향에대한정책대응방향 50 1) 환경영향관련기존평가제도보완 50 2) 환경영향수용체별조사연구시행 53 3) 해양공간관리계획 (Marine Spatial Planning) 조기도입 54

6 ii 해상풍력발전의환경적 경제적영향분석 제4장해상풍력의경제적영향 해상풍력관련경제성평가의개요 해상풍력의경제성분석 58 1) 사업성분석 58 2) 수익 국내해상풍력의경제성분석사례 66 1) 100MW급해상풍력단지조성사업 68 2) 20MW급서남해안해상풍력단지조성사업 기타경제적영향 71 제5장결론및시사점 연구의요약과결론 정책적시사점 76 1) 해상풍력의환경성검토 76 2) 경제성검토사항 76 참고문헌 79

7 차례 iii 표차례 표 2-1. 국내풍력발전보급목표 4 표 2-2. 지역별풍력발전잠재량및발전량 6 표 2-3. 풍력자원잠재량산정개요 8 표 2-4. 전세계재생가능에너지별발전량전망 10 표 년, 풍력국가별설치용량 12 표 2-6. 현재설치된해상풍력프로젝트요약 (2010년 2사분기기준 ) 14 표 2-7. 신 재생에너지원에대한요인별평가순위 20 표 2-8. 신 재생에너지원별매출액, 고용인원, 기업체수추이비교 20 표 2-9. 연도별신 재생에너지의무공급량의비율 23 표 신 재생에너지공급의무화제도에서신 재생에너지원별가중치 23 표 발전차액제도에서신 재생에너지전원의기준가격 24 표 태양광전원의용량및적용기간별기준가격 ( 원 /kwh) 24 표 풍력발전을위한녹색, 저배출, 기후복원성증진로드맵예시 31 표 풍력발전의환경적 사회적문제저감방안 34 표 3-1. 해상풍력시설건설시종별회피예상거리 39 표 3-2. 레이더종류별영향과저감대책 47 표 3-3. 해양경관에미치는영향의임계값 48 표 3-4. 풍력발전환경영향평가검토현황 52 표 4-1. 재무적타당성의평가기준 62 표 4-2. 연도별 CDM 단가예측치 65 표 4-3. 경제성분석의주요지표 68 표 4-4. 건설단가예시 69 표 4-5. 경제성검토 69 표 4-6. 건설단가예시 70 표 4-7. 경제성검토 70

8 iv 해상풍력발전의환경적 경제적영향분석 표 4-8. 해상풍력단지이격거리에따른연안관광지방문의사 72 표 4-9. 지역경제에미치는효과조사 (Michigan Wind Council) 73

9 차례 v 그림차례 그림 2-1. 풍력보급전망및목표안 5 그림 2-2. 신 재생에너지발전량추이 6 그림 2-3. 전세계재생에너지의기술적잠재량범위 9 그림 2-4. 전세계재생에너지발전량 10 그림 2-5. 전력을생산하는에너지원에대한선호도설문응답결과 11 그림 ~2010년전세계풍력설비용량추이 12 그림 2-7. 풍력설비의규모추이 13 그림 2-8. EU27의국가별 2020년재생가능전력생산량계획과풍력의발전량비중추이 16 그림 2-9. 벨기에 Thornton Bank 해상풍력단지 16 그림 비재생에너지와상용화된재생에너지기술의최근연간균등화비용비교 17 그림 에너지원별연간균등화발전비용 18 그림 육상풍력단지의자본비용구조 18 그림 해상풍력단지의자본비용구조 19 그림 풍력 R&D 전략로드맵 22 그림 해상풍력단지배치도 25 그림 해상풍력추진로드맵 26 그림 풍력 R&D 전략로드맵 27 그림 발전부문재생가능에너지전환시나리오결과비교 28 그림 대관령풍력발전단지의 2010년시간대별발전량추이 29 그림 재생에너지의장애요인구분및지원정책 30 그림 EU27의발전기술별사적비용및외부비용비교 33 그림 3-1. 제주도행원리해상풍력시범단지조성 36 그림 3-2. 네덜란드니스테드풍력단지주변새떼이동경로 43 그림 4-1. 풍력발전과해상풍력 57

10 vi 해상풍력발전의환경적 경제적영향분석 그림 4-2. 연도별 SMP 기준단가 63 그림 4-3. 월별 SMP 기준단가 64 그림 4-4. 시간대별 SMP 기준단가 64 그림 4-5. 연도별 CDM 단가예측치 65 그림 4-6. 전남신안군일대사례지역 67 그림 4-7. 전북고창군일대사례지역 67

11 Executive Summary Environmental and Economic Impacts of Offshore Wind Power Wind power is the most popular energy with the greatest potential among various renewable energy sources, such as photovoltaic, wind, tidal power and marine bio-energy. Offshore wind power, in particular, is the type of energy which can be actively used and developed in Korea, a nation surrounded by the sea on three sides. The Korean government took note of such possibilities and has operated test facilities, securing technology and experience. All these efforts were geared towards finding out national new growth engines. Synergy effects in relevant sectors and new industries will be created as development of offshore wind power spread nationwide and more companies actively jump in the area. Offshore wind power development in Korea is now at the test operation stage which was firstly implemented at the Jeju Island. However, European nations have actively tapped the energy so far, building and operating offshore facilities. As a result, detailed analyses were conducted on its various impacts on the marine environment. Although Korea is surrounded by the sea on three sides, stakeholders took the lead in developing and using the coast. Therefore, unless thorough pre-surveys and research are conducted on the impacts on the marine environment, large social conflicts and delay costs can occur at the development and operation stage of offshore wind power. At the test-operation phase, in particular, detailed analysis should be carried out

12 ii 해상풍력발전의환경적 경제적영향분석 on damages to the ocean floor, sediment accumulation, noise and vibration during construction. Moreover, long-term measures need to be prepared for noise, vibration, magnetic field, landscape damages and impacts on the marine environment. It is clear that offshore wind power is a relatively effective tool than other energy sources in supplying large scale electricity at a time when renewable energy supply becomes mandatory. And genuine efforts of both advanced and developing nations to adopt that energy source implies its great growth potential and possible effects. As for its economic feasibility, however, offshore wind power faces lots of limitation due to connection to electricity networks, licensing procedures, insufficient domestic manufacturing of key facilities and equipment.

13 제 1 장서론 1. 연구의배경및필요성 최근들어풍력발전은기술개발과설비의대량공급, 도입주체의다각화, 국가적차원의활발한지원에힘입어신재생에너지원가운데비교적적극적으로상업화가추진되고있다. 이가운데서도해상풍력발전 (offshore wind power) 의경우육상의공간적제약에서비교적자유롭고, 풍력에너지의방대한부존량이인식되면서국내에서는서남해안해상을중심으로도입이적극적으로추진되고있다. 지구온난화에대한범지구적위기의식이심화되면서선진국을중심으로온실가스에대한감축요구와맞물려에너지정책의방향전환을국내외에서요구받고있다. 또한 2011년 3월발생한일본후쿠시마원전의사고를계기로원자력발전의안전성에대한논란이야기되면서해양을중심으로한신재생에너지의개발수요가향후큰폭으로확대될전망이다. 우리의경우는이러한국제적상황과더불어신재생에너지원의개발을통한저탄소경제성장을적극적으로추진하고있고이과정에서국내에부존자원이비교적풍부하고관련산업분야의연관효과가큰풍력산업이각광을받고있다. 뿐만아니라지역차원에서는풍력발전클러스터의도입을통해서지역경제진흥을위한정책수단의하나로인식되고있다. 그리고세계적인수준의해양플랜트기술을보유한국내기업의활발한시장참여가이루어질경우향후전세계신재생에너지시장의상당부분을선점할수있는계기가마련될것으로기대된다. 우리의경우에는지난 2010년 11월지식경제부주관으로 해상풍력추진협회의회 를개최하여 해상풍력추진로드맵 을발표하였으며, 이러한

14 2 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 해상풍력추진로드맵 발표는최근국내에서수립한 신재생에너지산업발전전략 후속조치에해당한다. 동로드맵에서는조속한해상풍력발전운영경험을확보하여, 급속히확산되고있는해상풍력시장을선점하기위한단계적추진계획을제시한바있다. 반면해상풍력발전이미치는해양환경측면의영향이나경제적영향에대한본격적인논의가미흡한상황이다. 해상풍력의부존량이나국내입지여건에대한연구와논의는비교적활발하게이루어졌으나우리나라연안의특성을고려한해양환경에미치는영향에관해보다심층적인분석이필요한시점이다. 또한해상풍력발전이저탄소녹색에너지원의중요한축으로논의되고있지만현재시점에서어느정도의실질적인경제성을확보하고있는지와향후기술의발전정도에따른경제적타당성의변화가능성여부를검토하는것도합리적인국가에너지정책의마련을위해필요하다고판단된다. 2. 연구의목적 본연구에서는해상풍력이해양환경에미치는영향및현재국내외기술수준하에서의경제적타당성에대해서살펴보고이를기반으로향후우리나라해상풍력의발전방안에관해살펴보고자한다. 먼저신재생에너지및해상풍력대두배경, 국내외에너지수급여건변화, 그리고해양분야신재생에너지기술및시장동향에대해살펴본다. 그리고해상풍력발전에따른해양환경영향및대응방안에관해논의하고자한다. 해상풍력의개발은발전특성과경제적이유로인해서대규모로수행될수밖에없는특징을지닌다. 따라서국외해상풍력건설운영사례에대한분석을통해서해양환경영향평가의내용과소음과진동, 해양물리및퇴적환경변화, 어업환경변화및영향, 경관영향, 해양생

15 제 1 장서론 3 태계영향, 바닷새이동및서식환경변화에대한내용을분석하고자한다. 또한해상풍력의타당성을검토하기위해서국내에서수행된타당성 분석사례를소개하고사회경제적영향에대해논의한다. 3. 연구의범위와방법 본연구는총 5개의장으로구성되었다. 연구의배경및필요성등을기술한서론에이어제2장에서는국내외신재생에너지정책현황을분석하였다. 여기서는해상풍력과관련된기술및시장동향과전망에대해검토하였다. 제3장에서는해상풍력발전의환경영향과그대응방안에대해기술하였다. 해상풍력발전의환경영향은설비운용의생애주기에맞추어건설단계, 운영단계, 그리고해체단계로나누어고려하였다. 그리고발생가능한환경영향에대한정책적인대응방향으로는크게환경영향관련평가제도, 수용체별조사연구, 해양공간관리계획도입방안으로구분하였다. 제4장에서는해상풍력발전의경제적영향을국내에서수행된사례지역의경제성분석자료를토대로설명한다. 마지막으로제5장은향후해상풍력자원의본격개발에앞서경제성확보및해양환경영향평가를위해필요한정책적시사점을포함하였다. 연구의방법으로는먼저우리나라의신재생에너지정책의추진현황과해외선진국의해상풍력현황을분석하기위해전문가자문을통해발전과정과배경, 현황등을분석하였다. 해상풍력은국내에는도입초기의신산업에해당하는특성이있어기술적분석에관한연구는국외사례를중심으로풍부한반면, 관련정책연구는많지않다. 따라서해상풍력이발전한북해일원의국가를중심으로경제성및환경영향관련연구보고서와지침을수집분석하였다.

16 제 2 장 신 재생에너지정책분석 1. 에너지수급여건의변화및신 재생에너지현황및전망 온실가스감축및증가하는에너지 ( 특히전력 ) 수요를충족시키기위한수단으로재생에너지가주목을받고있다. 2008년발표된 제1차국가에너지기본계획 ( 국무총리실외, 2008) 에따르면, 2030년까지 1차에너지의약 11% 를신재생에너지로공급할계획이다. 또한 제3차신재생에너지기술개발및이용보급기본계획 ( 지식경제부, 2008) 에따르면, 2030년까지전력수요의약 7.7% 를신재생에너지로공급하며, 신재생전력의약 42% 를풍력으로공급할계획이다 (< 표 2-1> 참고 ). 2010년발표된 제5차전력수급기본계획 ( 지식경제부, 2010) 에따르면, 신재생에너지의발전비중을 2024년까지 8.9% 수준으로목표를더욱강화하였다. 2009년현재풍력발전은육상풍력만가동되고있지만, 향후공급잠재량, 민원발생여부등을고려할때육상풍력보다해상풍력을더욱육성할계획이다 (< 그림 2-1> 참고 ). 표 2-1 국내풍력발전보급목표 구분 실제통계목표전망 2009년 2015년 2020년 2030년 1차에너지 ( 백만TOE) 신 재생에너지 ( 천TOE) 6,086 11,731 17,520 33,027 1차대비신 재생비중 (%) 풍력 (TOE) 147,351 1,084 2,035 4,155 신 재생중풍력비중 전력수요 ( 백만TOE) 33,925-40,567 44,119 신 재생전력 (GWh) 4,618 13,016 21,977 39,517

17 제 2 장신 재생에너지정책분석 5 구분 표 2-1 국내풍력발전보급목표 ( 계속 ) 실제통계 목표전망 2009 년 2015 년 2020 년 2030 년 신 재생전력비중 (%) 태양열 (GWh) ,046 태양광 ( 계통연계 )(GWh) ,424 1,972 풍력 (GWh) 685 4,336 8,138 16,620 해양 (GWh) 0 1,571 3,629 6,160 소수력 (GWh) ,926 대수력 (GWh) 2,596 3,632 3,746 3,861 목질계 (GWh) ,146 2,629 바이오가스 (GWh) LFG(GWh) ,122 1,340 지열 ,402 2,803 신 재생전력중풍력비중 (%) 자료 : 에너지경제연구원, 에너지통계연보, 2010 에너지관리공단, 2009년신 재생에너지보급통계, 2010 국무총리실외, 제1 차국가에너지기본계획 (2008~2030), 2008 지식경제부, 제3 차신 재생에너지기술개발및이용 보급기본계획, 2008 지식경제부 에너지기술평가원, 그린에너지전략로드맵 2011; 풍력, p. 19 수정 자료 : 지식경제부, 제3 차신 재생에너지기술개발및이용 보급기본계획수립방안연구, 2008, p. 77 그림 2-1 풍력보급전망및목표안

18 6 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 2003년부터대수력을신재생에너지보급통계에포함시키면서부터, 전력부문신재생에너지의비중은약 1% 대를유지하고있으며, 최근비수력재생에너지의경우풍력, 태양광, 바이오가스및매립가스순으로발전량이증가하고있다 (< 그림 2-2> 참고 ). 자료 : 에너지관리공단, 2009년신 재생에너지보급통계, 2010 재구성주 : 2003년부터수력에대수력포함됨그림 2-2 신 재생에너지발전량추이 전국 경기 (+ 서울 + 인천 ) 표 2-2 지역별풍력발전잠재량및발전량 단위 : GWh 구분 육상풍력 해상풍력 계 육상풍력 해상풍력 부존잠재량 485, ,124 1,176, % 58.7% 가용잠재량 97, , , % 71.4% 기술적잠재량 32,387 89, , % 73.3% 공급가능잠재량 11,982 51,915 63, % 81.2% 발전량 (2009년) % 0.0% 부존잠재량 45,756 66, , % 59.1% 가용잠재량 6,411 36,637 43, % 85.1% 기술적잠재량 3,445 10,719 14, % 75.7% 공급가능잠재량 1,194 2,226 3, % 65.1% 발전량 (2009년) % 0.0%

19 제 2 장신 재생에너지정책분석 7 강원 충남 충북 (+ 대전 ) 전북 전남 (+ 광주 ) 전남 (+ 광주 ) 경북 (+ 대구 ) 표 2-2 지역별풍력발전잠재량및발전량 ( 계속 ) 단위 : GWh 구분 육상풍력 해상풍력 계 육상풍력 해상풍력 부존잠재량 81,048 28, , % 26.2% 가용잠재량 39,902 1,371 41, % 3.3% 기술적잠재량 10, , % 6.6% 공급가능잠재량 2, , % 14.5% 발전량 (2009년) % 0.0% 부존잠재량 39,505 54,714 94, % 58.1% 가용잠재량 2,231 30,399 32, % 93.2% 기술적잠재량 1,382 11,479 12, % 89.3% 공급가능잠재량 812 3,341 4, % 80.4% 발전량 (2009년) % 0.0% 부존잠재량 33, , % 0.0% 가용잠재량 5, , % 0.0% 기술적잠재량 1, , % 0.0% 공급가능잠재량 % 0.0% 발전량 (2009년) % 0.0% 부존잠재량 35,863 42,069 77, % 54.0% 가용잠재량 4,600 27,771 32, % 85.8% 기술적잠재량 1,439 9,137 10, % 86.4% 공급가능잠재량 545 3,255 3, % 85.7% 발전량 (2009년) % 0.0% 부존잠재량 62, , , % 83.4% 가용잠재량 9, , , % 92.7% 기술적잠재량 4,258 43,710 47, % 91.1% 공급가능잠재량 1,899 32,399 34, % 94.5% 발전량 (2009년) % 0.0% 부존잠재량 62, , , % 83.4% 가용잠재량 9, , , % 92.7% 기술적잠재량 4,258 43,710 47, % 91.1% 공급가능잠재량 1,899 32,399 34, % 94.5% 발전량 (2009년) % 0.0% 부존잠재량 110,907 39, , % 26.0% 가용잠재량 17,593 2,503 20, % 12.5% 기술적잠재량 3,729 1,020 4, % 21.5% 공급가능잠재량 1, , % 35.3% 발전량 (2009년) % 0.0%

20 8 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 경남 (+ 부산 + 울산 ) 표 2-2 지역별풍력발전잠재량및발전량 ( 계속 ) 단위 : GWh 구분육상풍력해상풍력계육상풍력해상풍력 부존잠재량 64,566 82, , % 56.2% 가용잠재량 8,795 27,755 36, % 75.9% 기술적잠재량 4,252 11,198 15, % 72.5% 공급가능잠재량 2,250 8,243 10, % 78.6% 발전량 (2009 년 ) % 0.0% 제주부존잠재량 11,950 61,534 73, % 83.7% 자료 : 지식경제부 에너지관리공단, 2010 신 재생에너지백서, 2010, pp.161~162 재구성 표 2-3 풍력자원잠재량산정개요 구분 부존잠재량 가용잠재량 육상해상육상해상 산정 육상 ( 영토 ) 전면적에풍력발전기를 2MW/ km2의용량밀도로설치한경우 ( 이론적으로태양에너지잠재량의 2% 수준 ) 해상 ( 영해 ) 전면적에풍력발전기를 3MW/ km2의용량밀도로설치한경우 ( 이론적으로태양에너지잠재량의 2% 수준 ) 영토중도시, 수계, 도로, 국립공원면적및급경사지, 협곡등개발부적합면적을제외한경우 ( 전영토의 18% 가용 ) 영해중이안거리 1~25km, 수심 5~50m 인영역중항로, 국립공원, 해저구조물등개발부적합면적을제외한경우 ( 전영해의 32% 가용 ) 기술적잠재량 육상 해상 전력계통연계거리 10km 이하인경우 ( 후류손실, 계통손실, 설비가동률등을종합하여손실률 10% 적용 ) 전력계통연계거리 25km 이하, 수심 30m 이하인경우 ( 후류손실, 계통손실, 설비가동률등을종합하여손실률 20% 적용 ) 공급가능잠재량 육상 해상 설비이용률 25% 이상으로발전사업에의한경제성이보장되는경우 ( 전영토의 3% 가용 ) 설비이용률 30% 이상으로발전사업에의한경제성이보장되는경우 ( 전영해의 10% 가용 ) 자료 : 지식경제부 에너지관리공단, 2010 신 재생에너지백서, 2010, p. 159 주 : 설비이용률 (capacity factor) 은연중풍력발전기가최대출력으로가동하는비율

21 제 2 장신 재생에너지정책분석 년 6월발표된 IPCC 보고서에따르면, 전세계적으로풍력의기술적잠재량은현재전세계전력소비량보다높은것으로평가되고있으며, 태양에너지의경우현재전세계 1차에너지소비량보다높은것으로평가되고있다 (< 그림 2-3> 참고 ). 그리고 2050년까지기후변화대응을위해온실가스감축목표수준을강화할수록재생에너지의비중은증가하며, 재생에너지발전량중에서는풍력과태양에너지의비중이가장높으며, 일부시나리오에서는풍력과태양에너지각각총발전량의 10% 이상을담당할것으로전망하고있다 (< 그림 2-4> 참고 ). 자료 : IPCC, Special Report Renewable Energy Sources(SRREN), 2011 그림 2-3 전세계재생에너지의기술적잠재량범위

22 10 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 자료 : IPCC, 2011 그림 2-4 전세계재생에너지발전량 표 2-4 전세계재생가능에너지별발전량전망 구분 에너지및공정상배출 (Gt CO 2) 현배출량대비 1 차에너지대비 RE (%) 2050 년 RE 발전량 (TWh) % 6.5 IEA-WEO 2009 Baseline % ,159 ReMINDRECIPE % ,384 MiniCAM-EMF % ,660 ER % ,500 한편금년 3월 11일, 일본후쿠시마원전사고이후전세계적으로원전에대해재검토하려는움직임이있으며, 스위스 (5.25), 독일 (5.30), 이태리 (6.23) 는정부결정또는국민투표를통해원전을단계적으로폐지하기로하였다. 원전의신규건설및전력공급기여도는후쿠시마원전사고로인해정도의차이는있지만영향을받을것으로전망된다. 원전의공급기여

23 제 2 장신 재생에너지정책분석 11 도가감소하게된다면, 대안으로에너지소비저감및신재생에너지공급의확대가필수적이다. 최근국제여론조사기관이수행한설문조사에따르면, 원자력에대한선호도는 40% 이하로지지보다반대가더많으며, 에너지원별로는태양, 풍력, 수력, 천연가스, 석탄, 원자력순으로선호도가높았다. 이는 24개국을대상으로한전체설문결과와한국의설문결과가유사한내용을보이고있다. 자료 : Global advisor, Global Citizen Reaction to the Fukushima Nuclear Plant Disaster, 2011 주 : 전세계 24 개국, 약 12,000 명 ( 한국, 약 500 명 ), ~ 그림 2-5 전력을생산하는에너지원에대한선호도설문응답결과 2. 해상풍력기술및시장동향 ( 산업여건등 ) 및전망 전세계적으로풍력발전은빠르게확대되고있으며, 2010 년현재 198GW 에이르렀으며과거약 15 년동안 30 배이상성장하였다.

24 12 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 자료 : REN21, 2011, p. 20 그림 ~2010 년전세계풍력설비용량추이 2009년기준으로풍력발전누적설치용량은미국, 중국, 독일, 스페인순이다. 최근중국, 미국등에서새로설치하는풍력설비용량이증가하고있다. 해상풍력발전의누적설비용량은영국, 덴마크, 네덜란드순으로유럽국가들이선두를차지하고있다. 풍력터빈은덴마크, 미국, 중국, 독일, 스페인국가의제품이대다수를차지하고있다 (< 표 2-5> 참고 ). 표 년, 풍력국가별설치용량 순위 풍력 (GW) 해상풍력 (MW) 순위신규누적신규누적 풍력터빈제작사 비중 미국 영국 Vestas( 덴마크 ) 12.5% 중국 덴마크 General Electric( 미국 ) 12.4% 독일 네덜란드 Sinovel( 중국 ) 9.2% 스페인 중국 Enercon( 독일 ) 8.5% 인도 독일 Goldwind( 중국 ) 7.2% 이태리 벨기에 Gamesa( 스페인 ) 6.7% 프랑스 아일랜드 Dongfang( 중국 ) 6.5% 영국 노르웨이 Suzlon( 인도 ) 6.4% 포르투갈 스웨덴 Siemens( 덴마크 ) 5.9% 덴마크 Repower( 독일 ) 3.4% 전세계 전세계 기타 18.5% 자료 : REN21, 2010, p. 54; 지식경제부 에너지기술평가원, 2011, p. 36, 39

25 제 2 장신 재생에너지정책분석 13 한국은 2009년말기준으로육상풍력이 224기, 360MW 설치되어있으며 ( 계통연계는약 342MW), 해상풍력은아직없지만서남해안에해상풍력단지를계획하고있다 ( 지식경제부에너지관리공단, 2010, pp. 374~375). 국내설치된제품들은덴마크 Vestas사와스페인 Acciona사의제품이국내보급용량의 98% 를차지하고있다 ( 지식경제부에너지기술평가원, 2011, pp. 28~29). 현재국내풍력단지에서는 1.5~3MW 발전설비도사용되고있다. 국내기업들도 2~3MW 풍력발전시스템을개발및실증완료하였으며, 5MW급을개발중에있다 ( 지식경제부에너지기술평가원, 2011, p. 52). 외국에서는 5MW급이개발되어시연되고있으며, 향후해상풍력을중심으로설비규모는더커지고비용은감소할전망이다 (< 그림 2-7> 참고 ). 자료 : EWEA, Upwind : Design limits and solutions for very large wind turbines, 2011 그림 2-7 풍력설비의규모추이영국, 덴마크, 독일등유럽에서는대규모해상풍력단지를추진하고있으며, 5MW급풍력발전설비도사용되고있다. 해상풍력의수심은 3~108m 에이르며, 해안에서거리가 0.1~30km에이르고있다 (< 표 2-6> 참고 ).

26 14 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 표 2-6 현재설치된해상풍력프로젝트요약 (2010 년 2 사분기기준 ) 국가 영국 ( MW) 덴마크 (663.6 MW) 프로젝트 총설비용량 (MW) 평균수심 (m) 평균해상거리 (km) 터빈수 터빈용량 (MW) 터빈제조사 가동연도 Blyth Vestas 2000 North Hoyle Vestas 2003 Scroby Sands Vestas 2003 Kentish Flats Vestas 2005 Barrow-in-Furness Vestas 2006 Beatrice Repower 2007 Burbo Siemens 2007 Lynn/Inner Dowsing Siemens 2009 Rhyl Flats Siemens 2009 Robin Rigg Vestas 2009 Gunfleet Sands Siemens 2010 Vindeby Bonus 1991 Tunø Vestas 1995 Middelgrunden Bonus 2000 Horns Rev Vestas 2002 Samsø Bonus 2002 Frederickshavn Vestas/Bonus/ Nordex 2003 Nysted Bonus 2003 Ronland 17.2 Unknown Unknown 8 2.3/2 Bonus/Vestas 2003 네덜란드 (246.8 MW) 스웨덴 (163.3 MW) Horns Rev Siemens 2009 Sprogø Vestas 2009 Avedøre Siemens 2009 Lely Nedwind 1994 Irene Vorrink Nordtank 1996 Egmond aan Zee Vestas 2006 Prinses Amalia Vestas 2008 Bockstigen Windworld 1998 Utgrunden Enron/GE Wind Energy 2000 Yttre Stengrund NEG-Micon 2001 Lillgrund Siemens 2007 Vanern WinWind 2010

27 제 2 장신 재생에너지정책분석 15 표 2-6 현재설치된해상풍력프로젝트요약 (2010 년 2 사분기기준 )( 계속 ) 국가 독일 (71.8 MW) 프로젝트 총설비용량 (MW) 평균수심 (m) 평균해상거리 (km) 터빈수 터빈용량 (MW) 터빈제조사 가동연도 Ems-Emdem Enercon 2004 Breitling Nordex 2006 Hooksiel Enercon 2008 Alpha Repower 2009 벨기에 Thornton Bank Repower 2008 핀란드 Kemi WinWinD 2008 아일랜드 Arklow GE 2004 노르웨이 Hywind Siemens 2009 일본 Setana Vestas 2004 이태리 Brindisi Blue 2008 중국 (102 MW) Donghai Bridge Sinovel 2010 합계 2, 자료 : NREL, 2010, p. 23 유럽에서는 2050년까지온실가스를 1990년대비 80% 이상감축할계획이며, 이를달성하기위하여구체적인재생에너지보급목표도수립하고있다. EU 27 회원국별은 2020년의재생에너지전력생산량과발전량비중에대한목표를수립하였는데, 2020년풍력의발전량비중이가장높은국가는아일랜드, 덴마크등이며, 풍력발전량은독일, 스페인, 영국순을보이고있다 (< 그림 2-8> 참고 ).

28 16 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 자료 : EWEA, EU Energy Policy to 2050: Achieving 80~95% emissions reductions, 2011 재구성그림 2-8 EU27 의국가별 2020 년재생가능전력생산량계획과풍력의발전량비중추이 자료 : 구글해상풍력이미지검색 그림 2-9 벨기에 Thornton Bank 해상풍력단지

29 제 2 장신 재생에너지정책분석 17 이처럼풍력발전이앞으로도주요재생가능에너지원이될것으로전망하는배경에는풍력이기술적잠재성도높으며, 재생가능에너지원중에서상대적으로저렴하며, 비재생에너지의비용과비교해서경쟁력을확보하기때문이다. 자료 : IPCC, SRREN, 2011 그림 2-10 비재생에너지와상용화된재생에너지기술의최근연간균등화비용비교

30 18 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 자료 : IEA, Projected costs of generating electricity, 2010, pp. 90~97 재구성 그림 2-11 에너지원별연간균등화발전비용 육상풍력보다는해상풍력의발전비용이조금더높은데, 이는풍력 터빈을해상에설치하고전력계통에연계하는부분의비용이추가되기때 문이다. 그림 2-12 육상풍력단지의자본비용구조

31 제 2 장신 재생에너지정책분석 19 자료 : Gardner, Wind Energy the facts, 2009 그림 2-13 해상풍력단지의자본비용구조국내신재생에너지원에대해전문가설문을통해보급우선순위를조사한결과, 국내기술의경쟁력, 사업의경제성, 국제시장의규모등의항목을종합적으로검토할때, 발전기술중에서는풍력 > 바이오 > 태양광순인것으로조사되었다 (< 표 2-7> 참고 ). 표 2-7 신 재생에너지원에대한요인별평가순위 구분태양열풍력바이오태양광폐기물소수력가중치 종합 국내기술의경쟁력 사업의경제성 국제시장의규모 에너지공급사업의지속가능성 온실가스및오염물질저감효과 원천기술국내확보가능성 국내시장의규모 에너지원공급기술의신뢰도 R&D와의연계성

32 20 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 표 2-7 신 재생에너지원에대한요인별평가순위 ( 계속 ) 구분태양열풍력바이오태양광폐기물소수력가중치 공급산업의생산능력 설치지역주민수용성및사용편리성 신 재생에너지보급목표달성기여도 간접적파급효과 법 / 제도영향정도 에너지생산에요구되는부가적자원요구정도 에너지원공급기술의완결성 에너지원공급기술의혁신성 자료 : 지식경제부, 제3 차신 재생에너지기술개발및이용 보급기본계획수립방안연구, pp. 241~249 재구성 신재생에너지에대한정부지원과시장확대등을통해최근신재생에너지기업체와매출액, 고용인원이증가하고있다. 매출액과고용인원등외형적측면과업체당매출액, 매출액당고용인원등질적측면모두에서태양광 > 풍력 > 바이오사업순으로나타나고있다 (< 표 2-8> 참고 ). 태양열, 지열, 연료전지까지포함할때총 6개신재생에너지사업중에서풍력은국내에서두번째로증가세를보이고있다. 표 2-8 신 재생에너지원별매출액, 고용인원, 기업체수추이비교 구분 2004년 2005년 2006년 2007년 2008년 2009년 2010년 매출액 ( 십억원 ) 고용인원 ( 명 ) 태양광 기업체수 ( 개 ) 업체당매출액 매출액당고용인원 업체당인원수

33 제 2 장신 재생에너지정책분석 21 풍력 바이오 표 2-8 신 재생에너지원별매출액, 고용인원, 기업체수추이비교 ( 계속 ) 구분 2004 년 2005 년 2006 년 2007 년 2008 년 2009 년 2010 년 매출액 ( 십억원 ) 고용인원 ( 명 ) 기업체수 ( 개 ) 업체당매출액 매출액당고용인원 업체당인원수 매출액 ( 십억원 ) 고용인원 ( 명 ) 기업체수 ( 개 ) 업체당매출액 매출액당고용인원 업체당인원수 자료 : 지식경제부, , 보도자료재구성주 : 상위 3 개만비교. 태양열, 지열, 연료전지는자료부족으로제외함 3. 신 재생에너지공급의무화제도도입배경및시행현황 정부는신재생에너지기술개발및보급촉진을위해 2020년까지그린홈을 100만호로확대하는계획을수립하였으며, 수송용연료에대한바이오디젤혼합비중을단계적으로확대할계획이다. 2002년도입된신재생에너지발전차액지원제도 (Feed-In Tariff) 는신재생에너지로생산한전력에대해기준가격과계통한계가격의차액을지원해줌으로써신재생에너지의보급확대에기반을마련하였다. 원별고시가격은기술발전에따른비용인하를반영하여 2006년 8월, 2008년 5월, 2009년 4월, 2009년 9월개정되었다. 그러나정부는재정부담과가격경쟁메커니즘도입, 국산제품양성등을위해 2012년부터신재생에너지공급의무화제도 (Renewable Portfolio Standards) 로변경하기로하였다.

34 22 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 자료 : 지식경제부, 2008, p. 50 그림 2-14 풍력 R&D 전략로드맵발전차액지원제도는신재생에너지에대해일정기간동안고정가격으로매입하는반면, 공급의무할당제는발전사업자에게발전량의일정량이상을신재생에너지로공급하도록양을고정하는정책이다. 발전차액지원제도는 1978년미국에서도입된이후, 독일과덴마크등에서시행되면서재생에너지확대에큰기여를하였다. 2011년현재 87개국에서시행되고있다. 한편공급의무화제도는 1983년미국아이오와주를시작으로미국의자치주에서주로시행되었으며 2011년현재 63개국에서시행중이다 (REN21, 2011). 1) 발전차액지원제도에서신재생에너지에대한기준가격과계통한계가격의차이를전력산업기반기금을통해보전해주었다. 반면공급의무화제도에서는 REC(Renewable Energy Certificate, 신재생에너지공급인증서 ) 를통해의무이행을증명하며, 사업자의공급의무이행에들어가는비용을보전해주며, 추후전기요금에반영할계획이다. 2012년의무이행비용을고려할경우, kwh당 0.63원이필요할전망이다. 2) 공급의무화제도에따르면, 1) 일본은 2011 년에재생에너지보급촉진을위해기존의무할당제에서발전차액지원제도를시행하기로하였다.

35 제 2 장신 재생에너지정책분석 년까지발전량의 10% 를신재생에너지로공급하도록하고있다 (< 표 2-9> 참고 ). 신재생에너지원별가중치는에너지원별로차이가있으며, 육상풍력과조력 ( 방조제유 ) 의경우 1.0, 연계거리에따른해상풍력은 1.5~2.0 으로하고있어, 해상풍력에대해유인책을제공하고있다. 한편조력발전의경우방조제유무에따라서육상풍력과동일하거나, 해상풍력과동일한가중치를인정받기때문에, 발전차액지원제도 ( 풍력보다기준가격이낮았음 ) 의경우보다더유리해졌다 (< 표 2-11> 참고 ). 표 2-9 연도별신 재생에너지의무공급량의비율 연도 비율 (%) 이후 자료 : 신 재생에너지센터, 공급인증서발급및거래시장운영에관한규칙 ( 신 재생에너지센터공고제 호 ), 2011 구분 태양광에너지 기타신 재생에너지 표 2-10 신 재생에너지공급의무화제도에서신 재생에너지원별가중치 공급인증서가중치 대상에너지및기준 설치유형 지목유형 용량기준 건축물등 5개지목 ( 전, 답, 과수원, 목장용지, 임야 ) 기존시설물을 30kW 초과이용하지않는경우기타 23개지목 kW 이하 1.5 건축물등기존시설물을이용하는경우 0.25 IGCC, 부생가스 0.5 폐기물, 매립지가스 1.0 수력, 육상풍력, 바이오에너지, RDF 전소발전, 폐기물가스화발전, 조력 ( 방조제유 ) 1.5 목질계바이오매스전소발전, 해상풍력 ( 연계거리 5km 이하 ) 2.0 해상풍력 ( 연계거리 5km 초과 ), 조력 ( 방조제무 ), 연료전지 자료 : 신 재생에너지센터, 공급인증서발급및거래시장운영에관한규칙 ( 신 재생에너지센터공고제 호 ), 2011 주 : 가중치는발전원가, 온실가스감축효과, 산업육성효과, 환경훼손최소화, 해당부존잠재량등을고려하여지식경제부고시로규정. 가중치는 3 년마다재검토 2) 기획재정부외, 제 12 차녹색성장위원회및제 2 차이행점검결과보고대회 : 모두가체감하고, 함께가는신재생에너지신재생에너지, 도전을기회로

36 24 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 전원 풍력 수력 폐기물소각 (RDF 포함 ) 바이오에너지 해양에너지 연료전지 표 2-11 발전차액제도에서신 재생에너지전원의기준가격 LFG 바이오가스바이오매스 조력 적용설비용량기준 10kW 이상 5MW 이하 20MW 이하 50MW 이하 50MW 이하 50MW 이하 50MW 이상 200kW 이상 일반 기타 구분 기준가격 ( 원 /kwh) 고정요금변동요금 MW 이상 SMP+15 1MW 미만 SMP+20 1MW 이상 SMP+5 1MW 미만 SMP SMP+5 20MW 이상 SMP+5 20MW 미만 SMP kW 이상 SMP kW 미만 SMP+10 목질계바이오 SMP+15 비고 감소율 2% 화석연료투입비율 : 30% 미만 최대조차 방조제유 m 이상 방조제무 최대조차 방조제유 m 미만 방조제무 바이오가스이용 감소율 기타연료이용 % 자료 : 지식경제부, 신 재생에너지이용발전전력의기준가격지침 ( 지식경제부고시제 호 ), 2009 표 2-12 태양광전원의용량및적용기간별기준가격 ( 원 /kwh) 적용시점 설치장소 적용기간 30kW 이하 30kW 초과 200kW 이하 200kW 초과 1MW 이하 1MW 초과 3MW 이하 3MW 초과 2009 년 - 15 년 년 년 일반부지 건축물활용 15 년 년 년 년 자료 : 지식경제부, 신 재생에너지이용발전전력의기준가격지침 ( 지식경제부고시제 호 ), 2009

37 제 2 장신 재생에너지정책분석 풍력산업의발전시나리오및발전방안 정부는 2019년까지서남해안에 2,500MW(5MW, 500기 ) 규모의해상풍력단지를건설하는해상풍력추진로드맵을수립하였다 ( 지식경제부, 2010). 3) 2013년까지 5MW 해상풍력 20여기를건설하고, 2016년까지 900MW 해상풍력단지를, 그리고 2019년까지 1,500MW 규모의해상풍력단지를조성할계획이다. 현재정부에서는해상풍력마스터플랜을수립중이며금년말에발표될전망이다. 자료 : 지식경제부, 서남해안에대규모해상풍력단지건설추진 ( 보도자료 ), 그림 2-15 해상풍력단지배치도 3) 지식경제부, 서남해안에대규모해상풍력단지건설추진 ( 보도자료 ), 2010.

38 26 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 자료 : 지식경제부, 서남해안에대규모해상풍력단지건설추진 ( 보도자료 ), 그림 2-16 해상풍력추진로드맵아울러그린에너지전략로드맵을통해육상풍력은 2~3MW, 해상 3MW 이상을국내기술로개발및보급하기위한 R&D 전략로드맵을수립하였다.

39 제 2 장신 재생에너지정책분석 27 자료 : 지식경제부 에너지기술평가원, 그린에너지전략로드맵 2011: 풍력, 2011 그림 2-17 풍력 R&D 전략로드맵향후에너지가격인상및기후변화대응노력이강화될수록재생에너지, 특히해상풍력에대한관심이증가할것이다. 2020년이후에는해상풍력설비용량이더확대될가능성이높다. 중국정부는 2050년까지약 1,000GW의육상및해상풍력설치를목표로하는로드맵을발표하였다 (IEA and NDRC ERI, 2011). 중국의로드맵에따르면해상풍력을 2050년까지약 200GW 규모로확대할계획이다. 박년배 (2011) 는발전부문온실가스

40 28 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 배출량을 2005년대비 80% 이상감축하고, 원자력을단계적으로폐기하는지속가능사회시나리오에서육상및해상풍력발전과태양광발전이큰비중을차지하는것으로분석하였다. 이경우, 해상풍력은 2020년, 약 9GW, 2030년 28GW, 2040년 52GW, 2050년약 68GW 규모에이른다. 원자력과화석에너지를통한발전량의상당부분이풍력과태양광으로대체되면서해상풍력의보급규모가커질것으로분석되었다 (< 그림 2-17> 참고 ). 자료 : 박년배, 2011 그림 2-18 발전부문재생가능에너지전환시나리오결과비교한편풍력단지는입지의바람여건에따라서발전량이시간대별로가변적인특성을보이고있다. 따라서풍력발전의간헐성 (Intermittency) 을보완하기위하여예측가능성제고, 전력저장설비, 계통연계보장등이중요이슈이다.

41 제 2 장신 재생에너지정책분석 29 자료 : ( 주 ) 유니슨내부자료, 2011 그림 2-19 대관령풍력발전단지의 2010 년시간대별발전량추이일반적으로풍력등재생에너지는화석에너지및원자력등전통적발전기술들에비해비싸며, 기술 R&D 부족, 인적자원등의부족등장애요인으로인해보급에제약을받고있다 (< 그림 2-19> 참고 ). 정부에서진행하고있는발전차액지원제도, 공급의무화제도, R&D 지원등의정책은재생에너지보급에유리한환경을조성해주고있다. 아직시장보급초기단계에있는재생에너지는정부정책의영향을크게받으며, 정책의예측가능성과방향성이재생에너지보급에중요하다. 따라서해상풍력등재생에너지정책에대한장기로드맵이제시되어풍력등사업자및계통운영자등에게미래방향을읽고의사결정을하는데참고할수있도록할필요가있다 (< 표 2-13> 참고 ).

42 30 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 자료 : J. P. Painuly, F. Beck and E. Martinot, ) 그림 2-20 재생에너지의장애요인구분및지원정책 4)

43 제 2 장신 재생에너지정책분석 31 표 2-13 풍력발전을위한녹색, 저배출, 기후복원성증진로드맵예시 구분 2010~2015 년 2015~2025 년 2025~2050 년 규제수단 풍력사업에대한간단, 명료, 예측가능한규정을제공하도록인 허가절차를검토 계통연계및사용규정검토 ( 계통운영자와함께 ) 발전차액지원제도 (FIT) 또는공급의무화제도 (RPS) 도입 풍력을이용한전력목표설정 풍력의수용성제고를위한환경통합규정채택 향후풍력개발을기대하고계통을확대하려는신규계통연계운영자에대한규제 국가 / 지역목표제고 풍력이경쟁력가지면서요금인하 기술과영향의진화에따른규제개정 계통개발에대한모니터링 공공기관및규제기관 재정인센티브및시장수단 실증프로그램지원 CDM 사업에유리한환경조성 필요시세제혜택, 보조금, 소프트론제공 CDM 사업장려 풍력사업의특성에부합하는금융지원촉진 탄소시장촉진 정보및훈련 풍력자원평가수행 풍력에대한정보캠페인 개발자가이용할수있는풍력자원평가수행 풍력터빈의표준과상표개발및시험기관설립 기술훈련프로그램개발 정보제공및업데이트 표준시행및상표장려 전력의탄소함량공개의무화 개발자 - 환경및사회적으로예민한지역을피하고, 우수지역 사례채택 영향을최소화하는최고기술을채택 투자자 / 금융기관 풍력에대해직원훈련 풍력특화금융상품개발 ( 장기투자회수, 소규모프로젝트 ) - 계약자 풍력단지의설치및유지에대해훈련 - 신기술에대한훈련 공급자및제조사 설치자에대한훈련 비용과환경영향을줄이고간헐성에대한관리를개선하기위한연구지속 설치자에대한기술적지원제공 신기술장려및가능한많은국가들에서이용할수있도록함 설치자에대한기술적지원제공

44 32 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 표 2-13 풍력발전을위한녹색, 저배출, 기후복원성증진로드맵예시 ( 계속 ) 구분 2010~2015 년 2015~2025 년 2025~2050 년 발전사업자및계통운영자 풍력에대해직원교육 계통연계및이용규정을검토 ( 규제기관과함께 ) 상업적풍력보급사업착수 풍력발전량구매목표설정 표준전력구매계약 계통이용에대한공평하고투명한접근보장 계통계획시풍력확대고려 스마트그리드, 전력저장, 간헐적자원에대한관리등신기술개발 녹색 매물유지및소비자요구에맞춰조정 목적강화 풍력결과에따라직원에게인센티브제공 공정하고단순한전력구매계약체결 계통이용에대한공평하고투명한접근보장 신규풍력단지에연계하기위한전력계통지속적개발 신기술을고려하여간헐적발전자원에대한관리개선 자료 : Schwarz, 2009; UNDP, 2011, p. 126 재인용하여수정 전력공급을위한발전기술들을현재사적비용뿐만아니라온실가스배출등환경외부비용을고려하고, 미래기술발전을고려한비용인하수준도고려할필요가있다. EU27개국을대상으로한발전기술들의비용을보면, 재생에너지기술중에서특히풍력 ( 육상및해상 ) 발전은현재화석에너지기술과경쟁할수있는수준이며, 향후보급확대를통해비용이더인하될전망이다 (< 그림 2-20> 참고 ).

45 제 2 장신 재생에너지정책분석 33 자료 : Cost Assessment for Sustainable Energy Systems 홈페이지 5) 그림 2-21 EU27 의발전기술별사적비용및외부비용비교한편해상풍력발전기술이육상풍력발전에비해환경적영향및주민생활에미치는영향은적을지라도지역에서반대하는의견이있을수있다. 이경우, 부정적환경영향을최소화할수있도록입지와기종을선정하고, 충분한설명, 지역주민들을사업에참여시키고, 이익이지역에환원될수있도록하는방안을모색할필요가있다 (< 표 2-14> 참고 ). 5)

46 34 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 표 2-14 풍력발전의환경적 사회적문제저감방안 항목 부정적환경영향최소화방안모색 풍력발전에대한긍정적사회인식마련 사업설명회및공청회개선 이해당사자로서주민참여보장 내용 환경피해최소화기종과입지선정 자연적, 역사문화적, 경관적가치가큰지역, 거주지와완충거리확보등 독일 : 정부의원자력포기정책이환경단체및시민사회의호의적태도를유도 덴마크 : 풍력이용의문화적전통 스페인 : 지방정부와기업의지방산업육성 일본 : 새로운투자대상으로의발상전환 사업정보, 환경영향, 장 단점등상세한설명및정보공개 설명회 / 공청회를사업홍보와자본모집수단으로적극활용 계획단계부터운영기간전반에걸쳐설명및홍보 독일 : 풍력발전에지역주민의출자참여 ( 주민의견소규모에서대규모로점진적확장및주민의견수렴 ) 덴마크 : 지역협동조합및합자회사 ( 길드 ) 주도 스페인 : 부가산업유치및수익의지역환원 일본 : 펀드투자를통한수익창출 ( 시민펀드와전력회사의협력 ) 지역사회로의이익환원 지역특수성을고려한도입차별화자료 : 이희선외, 2009, pp. 156~170 요약

47 제 3 장 해상풍력발전의환경영향과대응방안 1. 해상풍력발전에따른환경영향 1) 개요 육상에서풍력발전이소음과진동, 경관훼손에대한문제점이대두되고이에따른지역주민의민원제기가늘어나자, 최근에는육상에서풍력발전을하던많은국가에서해상풍력에관심을갖게되었다. 해상풍력은풍황이육상보다우수하고민원발생의소지가적다. 그러나해상풍력이직접적으로사람에게영향을줄가능성은육상보다줄기는했지만환경에미치는영향은여전하거나더다양해졌다고할수있다. 해양은해수면위는물론수면아래해양환경에다양한방식으로영향을미치기때문이다. 육상에서는시설이건설된대지와대기환경에미치는환경영향을주로고려하지만, 해양에서는저질환경, 해양수환경, 대기환경등수환경이라는인자가추가적으로포함된다. 수환경이라는측면에서는해류나조류의변화, 어류나해양포유류의영향등환경적으로검토할부분이더늘어나는것이다. 또한이런변화는육상환경에비해파악하기어려운특징이있어심각한영향이있어도정확히감지되지않거나무시되기쉽기도하다. 해상풍력발전이국내에는아직본격적으로도입되지는않았으나이미수백기를북해연안에건설해서발전하고있는유럽에서는환경적영향에대해일찍부터관심을가지고있었다. 특히해상시설물인해상풍력시설을건설하고운영하는과정에발생하는환경문제에대해환경영향평가의관점에서고려할여러사항들을점검하는것으로알려져있다. 이장에서는해상풍력에따른환경문제에대해해상풍력발전의생애

48 36 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 전주기에발생할수있는환경문제점을짚어보고자한다. 해상풍력에따른환경문제는우선건설시기에나타나는문제, 풍력단지에서얻은전력을전력계통에인입하는단계에서발생하는문제, 해상풍력발전의운영단계에서발생하는문제, 풍력발전기의터빈을유지하는과정에서발생하는문제, 그리고마지막으로내구연한을채우고시설물을해체하는과정에서발생하는문제로나눌수있다. 그림 3-1 제주도행원리해상풍력시범단지조성 ) 해상풍력발전단지건설단계 해상풍력발전은발전방식중해저에고정하지않고부유식도있으나, 대부분해저에시설물을설치하거나파일을박아풍력시설자체를고정한다. 따라서해저는우선적으로영향을받을수밖에없는곳이다. 건설을하기위해해저에서벌어지는활동으로대상이되는곳에서식하던동식물상은우선적으로제거되고주변지역도부유토사등으로서식지가훼손된다. 예를들어해저에말뚝을박아시설물을만들려고하면수심에따라파일의직경은달라지겠지만대략 25m 수심에약 3.5m 직경의말뚝이필요하

49 제 3 장해상풍력발전의환경영향과대응방안 37 다. 단지형식으로대규모로조성되는해상풍력의특성상발전기 100기를건설한다고가정하면말뚝을박는데소요되는면적만약 1,000 수준이다. 그런데이처럼훼손되는면적은시공방식에따라크게차이가난다. 예를들어말뚝을박는방식이아니라무거운추를바닥에내려놓는중력식이라면저지대의가벼운토양은제거하고대신자갈등을채워넣게된다. 또한중력식은말뚝식보다두꺼운기둥을필요하기때문에더넓은면적의저질을교란할수밖에없다. 기둥을설치할때필요한면적만큼저질을교란하기는하지만이런직접적인물리적인교란은공간적으로넓은면적에영향을주는것은아니다. 오히려해상풍력발전이건설되면주변해역에서의어업활동은안전상문제등으로금지될가능성이높다. 이는장기적으로어업활동에따른해저교란을방지하는효과를낳는다. 풍력시설단지전체면적의 0.23%( 말뚝식의경우 ) 만이직접적인교란을받는대신상당수의저질에대해서는어업활동에따른교란을배제할수있는효과도있는것이다. 다만건설시에발생하는문제는시설을설치할때발생한부유토사가해류에흘러가면서여러날또는수주간주변해역에영향을주는부분이다. 이상과같은단기적영향은물론장기적영향이존재한다. 즉, 시설물이나바람의변화에따라퇴적물의이동과퇴적에변화가생기거나오염물질이재부유되는등의변화로예측이매우어려운특징이있다. 다만이런영향은모든경우에서문제가되기는어려우나일부해역에서는이런변화가심각한문제가될가능성이충분하기때문에사전에모형등을통해면밀한검토가필요하다 (Kube, 2000). 정리하면시설물이들어서면서말뚝이설치되는지점이나풍력발전에서나온전기를육상으로인입하는해저전력선을놓게되는저질에살고있던저서생물은서식처를잃게된다. 또한공사시에발생하는부유물질이나부유토사는간접적으로주변해역의생물들, 특히여과섭식을하는

50 38 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 생물에영향을미친다. 그러나시설물건설시에발생하는이들영향은예외적으로민감한저서생태환경이아니라면전체해양생태계에서볼때심각한영향을준다고하기는어렵다. 특히시공기간이단기에마무리되고나면시설물이들어서는일부공간을제외하고는특별히해저환경이훼손된다고하긴어렵다. 다만이후풍력발전기의운영에서도문제가되는부분이기는하나공사에투입되는건설장비나말뚝등의시공과정에서소음과진동의문제는고려할필요가있다. 일단현장에서소음과진동이발생하면영향이미치는공간에있는모든저서생물이나유영생물은모두영향을받는다고할수있다. 대체로유영능력이좋은생물의경우회피하는방식으로영향권에서사라지는데반해저서성의생물의경우이동능력이제한되기때문에영향을더크게받을수있다. 해양포유류역시사람이나다른어류와마찬가지로소음과진동에영향을받을수있다. 가능하면말뚝을지반에고정하는과정에서발생하는타격음등이최소화할수있는시공방식을선택할수있을것이다. 아직까지시공과정에서발생하는소음진동이해양포유류에게어떤영향을미치는지에관해서는해상풍력발전을먼저도입한유럽의여러국가에서도거의알려져있지않은상태이나일부연구에서해양포유류에미치는영향을확인할수있다. 덴마크남동부인발틱해에위치한니스테드 (Nysted) 해상풍력단지에서쇠돌고래 (Harbour porpoises, Phocoena phocoena) 의행태를연구한 Carstensen et al.(2006) 의연구에따르면, 풍력발전시설의건설단계, 특히말뚝을지반에박아넣을때발생하는충격파와진동의영향으로풍력발전단지인근에서서식하던쇠돌고래는이동해서사라진것으로나타났다. 독일연방환경부에서는북해와발틱해에건설된두개의풍력시설단지에서건설과정에서발생한소음을측정하였다. 북해에있는시설에서는중심구조물을박아넣을때발생한소음이 400m 떨어진곳에서 193dB에달

51 제 3 장해상풍력발전의환경영향과대응방안 39 했고, 발틱해에서는 300m 떨어진곳에서 196dB에달하는엄청난소음이발생했다. Gill(2005) 에따르면기초공단계에서는최대 260dB, 전력선매설과정에서는 178dB이발생한다고도한다. 시설물건설과정에서발생하는엄청난크기의소음은주변의생물들에게장기적또는단기적영향을미치게된다. 그러나아직까지생물들이얼마나영향을받고어떻게반응하는지에관해서는정확하게알려져있지않다. 다만 Nedwell et al.(2004) 에서와같이생물종별로피하기위한거리는다소가차이가나는것으로계산되었다. 표 3-1 해상풍력시설건설시종별회피예상거리 종 거리 연어 (salmon) 1,400m 대구 (cod) 5,500m 가자미 (dab) 100m 병코돌고래 (bottlenose dolphin) 4,600m 쇠돌고래 (harbour porpoises) 1,400m 잔점박이물범 (harbour seal) 2,000m 자료 : Nedwell et al., 2004 프로펠러와말뚝을갖춘해상풍력발전시설이일반적으로사람에게보이는시설이지만여기서생산한전력을육지로보내기위해서는해저에전력선을매설해야한다. 전력선은그냥해저에늘어뜨리는방식이아니라일반적으로해저에약 1m 정도깊이의도랑을파고여기에전력선을설치한다. 도랑을만들기위해고압물분사기를이용하거나물리적으로파내기도하는데, 보통도랑이 2m 정도의폭을갖는수준이다. 비록전력선의길이가수에달하지만매설에필요한도랑의폭과깊이가소규모이고, 전력선을매설한후수시간내지수일이지나면안정화되기때문에전력선이

52 40 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 해양환경에큰영향을미치는부분이라고하기는어렵다고할수있으며, 관련된연구 (Ministerie van Economische Zaken, 2000) 에서도그영향은무시할만한수준이라고밝히기도한다. 다만전력선이지나가는곳에환경적으로민감한보호지역이있어불가피하게횡단을하게되면보호지역과관련된법률에서정한훼손행위나행위규제에해당하는지는추가적으로살펴볼필요가있다. 해저에매설되는전력선은선형이기때문에비록그길이가길더라도차지하는공간이크지않기는하나결국그수가많아지면문제가된다. 더욱이해상풍력단지가여러곳에건설되면각각의풍력단지에서연안육지에있는전력계통에연계하는것은불가피하게전력을연결하는곳을많이만들게되어환경적으로나경제적인측면에서불리하다. 때문에여러해상풍력발전단지를연결해서하나의전력선이육상의전력계통에연계되는방식도가능한방법으로꼽힌다. 3) 해상풍력발전단지운영단계 (1) 시설물의도료등화학물질해상에풍력시설을도입하면선박이나다른해상시설물과마찬가지로발전시설물의표면에생물이부착하거나녹이슬어오손 (fouling) 을입기쉽다. 이를방지하기위하여선박에서는방오도료 ( 防汚塗料 ) 를칠하곤하는데, 여기에사용하는페인트등의유해성이문제가되면서전세계적으로독성이있는유기주석성분 (TriButylTin: TBT) 의방오도료사용을국제협약으로금지하기도하였다. 네덜란드에서는더욱강력한조치로어떤화학물질도해상풍력발전시설의방오도료로사용하지못하도록하고있기도하다. 풍력시설에적용되는방오도료는시설물주변의해역에있는생물은물론해

53 제 3 장해상풍력발전의환경영향과대응방안 41 류를따라흘러내려가면서넓은영역에있는생물에게악영향을줄수있기때문이다. 방오도료뿐만아니라풍력시설에사용되는각종윤활유나, 연료, 냉각제등도누출되어해양환경에유입되는경우생물학적인영향을줄수있다. 또한회전하는터빈내부에서마찰등으로연마재성분이시설물밖으로나와바다로유입될수도있다. 따라서가능한시설에필요한각종화학물질들은독성이없거나생물학적으로분해가가능한물질을활용할필요가있다. 누출의가능성은실제로예측하기도어렵고대응도어려운형편이기때문에누출될수있는물질의독성을관리하는것이가장현실적인관리대책이될수있다고할수있다. (2) 전자기장의발생풍력시설의운영에서문제가되는부분은이처럼시설자체, 즉해상에세워지는말뚝의오손을방지하기위한방오물질이나터빈에서누출될수있는화학물질과같은오염물질의관리인데, 이와함께풍력시설운영시문제가되는또다른부분은전력계통에인입하는전력선에서발생하는전자기장과열에의한영향이다. 전자기장의세기는전력선의형태나용량에따라달라질수는있지만전력선주변에전자기장이형성된다. 스웨덴에서독일을잇는발틱전력선이라는고전압전력선의경우 600MW의용량에 1,330암페어가흐르는데전력선주변 6m에서흐르는자기장은이지점에서흐르는지구자기장의크기에맞먹는수준이라고한다. 6) 이때문에해저전력선바로상단의해수면을지나는선박의운항에도영향을줄정도이다. 전력선에서발생한자기장은특히지구자기장을활용하여이동을하는어류나해양포유류에게는교란요인이될수있다. 전자기장에민감한 6) Lago, Wind Energy the facts, 2009.

54 42 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 생물중하나로알려져있는상어류 (elasmobranch) 는자기장이 0.005~1μ Vcm1의범위에있을때는선호하는영역이기때문에가까이가지만 10μ Vcm1을넘어서는수준에서는회피하는행동을보여준다. 그러나 3.7mT에서수주간여러바다생물을대상으로시험한결과나홍합을가지고산란시기동안전자기장에노출시킨실험결과특별히전력선에서발생한자기장에의해저서생물의생태나생리에특별한영향을주었다고볼수는없는것으로나타났다. 그러나아직까지장기간에누적된영향이나먹이활동을하거나계절에따른이주시에전자기장에의해영향을받을수있는가능성에대해서는구체적인연구결과가축적되지못한상태이다. (3) 조류등의충돌흔히풍력발전시설의운영시가장우려하는문제는풍력시설의날개에새떼가부딪히는경우이다. 특히철새와같이바다를건너이동하는해양성조류에게풍력시설이악영향을미칠것을우려하여유럽을중심으로해상풍력시설에대한조류의충돌문제가몇몇학자에의해연구되었다 (Camphuysen et al., 2004; 김소리나외, 2007). 일반적으로해상풍력발전기에들어가는터빈은육상풍력보다더높게설치되고풍력시설의날개도더크기때문에날개끝에서의회전속도도더빠르고이에따른와류현상도더강력하다. 대부분의해양성조류는 100m 이하의고도에서비행하나해양성조류의종별로선호하는비행고도가달라충돌가능성은각기다르다 (Exo et al., 2003). 일반적으로새들이풍력시설이나날개에충돌하는경우는달이없는야간이나안개나비, 강력한바람등으로비행환경이좋지못한경우에주로발생한다. 다만새들역시이런악조건하에서는비행고도를조정하거나날씨가좋을때는풍력단지내를관통하던새들도풍력단지외곽으로우회하는것이관찰되는

55 제 3 장해상풍력발전의환경영향과대응방안 43 (Spaans et al., 1998) 등일반적인결론을내리기는힘든상황이다. 자료 : Desholm & Kahlert, 2005 그림 3-2 네덜란드니스테드풍력단지주변새떼이동경로 Desholm & Kahlert(2005) 는오리나기러기류가해상의풍력시설을탐지해서피할수있는지여부를레이다장비를활용해분석하였다. 분석결과건설전에비해서풍력단지가운영된이후풍력단지를지나는새떼가시설이없던때에비해 8.9~40.4% 감소했다. 야간의경우주간보다더많은수가풍력단지내로들어오기는하나, 개별풍력터빈에서의거리를멀리잡고비행하면서충돌가능성을낮추는것을확인하기도하였다. 전체적으로 1% 미만의새떼가터빈에충돌할만큼가까이이동하는것으로보고하였다. (4) 소음과진동 해상풍력발전기가돌아갈때발생하는소음역시육상에서와마찬가지 로환경적인문제를일으킨다. 비록주변에사람이사는상황은아니기때

56 44 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 문에직접적인민원의소지는크지않다고볼수있지만주변에서식하거나지나쳐가는생물에게는위협요인이된다. 발전시설에서발생하는소음은대기중에전달되기도하고한편으로는수직구조물을따라바닷속으로전달되기도한다. 다만대기중으로전달된소음이해중으로전해지는효과는미미한것으로알려져있다 (EWEA, 2009). 대기중소음이바닷물로는전해지지않다고가정할경우 1MW의풍력발전기에서내는소음도는약 103dB에달하고, 이런발전기가여러기일경우 106dB까지도이를수도있다. 참고로중형선박에서발생하는소음은주파수대역은 20Hz~10kHz에달하고소음도는 130~160dB에달하는수준이다. 운영과정에서발생하는소음은몇몇연구에서확인할수있다. Thomsen et al.(2006) 이우트그룬덴 (Utgruden) 에있는 1.5MW 용량의단일터빈에서운영시발생소음을측정했는데, 평시풍속인 12m/s 조건에서발전기에서 110m 떨어진곳에서약 90~115dB 정도가측정되었다. 아직까지구조물을타고바다속으로전해지는소음이나진동을바닷속의물고기가감지할수있는지여부는제대로밝혀져있지않다. 독일환경부의조사에서는터빈에아주가까운곳이아니면풍력시설의운영과정에서발생하는소음으로주변의해양생물의청력에는별영향을찾아보기힘들다고하였다. 또한이로인한회피행동이나우려할만한생태의변화도터빈소음에의한것이라고결론짓기어렵다고하기도하였다 (EWEA, 2009). 물론해중에서도낮은주파수의소음은어류에게감지될수있다. 어류역시의사소통을위해다양한소리를내기때문에터빈의소음으로영향을받을수있는데, 소음으로어류가영향을받는정도는주파수와소음도, 지속시간에따라다를것이다. 금붕어 (gold fish) 나대구, 연어의경우풍속이 8~13m/s 범위에서풍력시설이운영될때 400m에서 25 밖에서도풍력시설을감지할수있다고한다. 생물의탐지거리는풍력시설의규모, 어류의청력, 수심, 해저의기질에따라달라지기는하나아직까지어류에

57 제 3 장해상풍력발전의환경영향과대응방안 45 미치는영향, 특히행동특성에변화가있는지여부는밝혀진바가거의없다. 혼스레브 (Horns Rev) 풍력단지나니스테드 (Nysted) 풍력단지에서조사한환경모니터링결과에따르면풍력단지에서발생하는소음이나진동이어류에미치는영향은무시할만큼낮은수준으로알려져있다. 어류와달리풍력시설에서나오는소음이나진동은해양포유류에게는직접적인영향을줄수있다. 아직까지고래류가풍력시설에서발생하는소음과진동에얼마나영향을받는지에대해서는정확히알려진바가없으나, 일부연구 (Kube, 2000) 에서는점박이물범과같은해양포유류는풍력발전기의소음에직접적인영향을받는것처럼보이지않는다고한다. (5) 새로운서식지제공 : 인공어초효과풍력시설이바다에들어서면기초공과같은시설물은사실인공어초와특별히다르지않기때문에바다생물에게새로운서식처를제공하는기능도할수있다. 인공어초의경우우리나라나해외에서도어류를모으게하는효과에대해서는인정받고있다. EWEA(2009) 에따르면아직까지풍력시설의기초공이어초와같이생물을모으게하는효과가있다고보기어렵다고한다. 다만네덜란드혼스레브해상풍력단지에서는일부어종이지만, 까나리 (sand eel) 와같은어종은풍력단지안에서는다른해역에비해 3 배이상수가증가한반면, 풍력단지외곽에서는 20% 정도적은것으로나타났다. 해상풍력시설기초공의어초효과보다는오히려풍력단지에서어업활동이금지되면서얻는생물량증가현상이나타나해상풍력시설을건설하는긍정적효과로홍보되기도한다.

58 46 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 (6) 레이더교란풍력발전시설에의한영향중그다지주목을받지않는영향중하나가풍력터빈이나날개에의해레이더의탐지능력이떨어지는부분이다. 레이다는물체를찾아내기위하여마이크로파의전자기파를발사하고그반사파를수신장치로받아서물체의상태나위치를해석하는장비로군사적인목적이나항공기비행시이용된다. 풍력시설은수직적인구조로이런전자기파를교란하기쉽다. 특히회전하는풍력날개는고정된구조물보다전자기파를교란하는효과가크다. 레이더의종류에따라다르기는하나항공교통을관제하는차원에서는해상풍력시설은부정적인영향을줄수있는시설이다. 영국에서는무역및산업부의요청으로해상풍력의환경영향평가를위한검토결과 (Metoc Plc, 2000) 에따르면영국내에서해상풍력이레이더에미치는영향에대한주이해관계자는역시국방부와민간항공기구 (Civil Aviation Authority) 였다고한다. 영국국방부의검토의견에따르면, 풍력단지가레이다의감지권역내에있게되면회전하는날개가발생하는간섭효과로레이더의성능이크게떨어진다. 예를들어풍력발전기의터빈은항공기로인식되기때문에실제항공기와구별이어렵다. 특히레이더가설치된곳에서풍력시설의날개반경의공간을잇게되면일종의레이더가제대로감지하지못하는그림자영역이되면서해당영역에서는레이더가제기능을다하지못하게된다. 기술적으로는이런간섭효과를보정하는방법이있겠지만아직까지관련연구가알려져있지않다. 따라서레이더장비에대한교란에관해서는우선레이더에교란을주지않는공간을확보하는것이필요하며, 여의치가않을때는교란된영역에대한정보수집이가능하도록추가적인레이더장비의도입또는기술적인레이더영상해석방식을개발하는것이방법일것이다.

59 제 3 장해상풍력발전의환경영향과대응방안 47 또다른교란은풍력발전기의회전하는날개에서나온다. 여러대의터빈에서날개가각자회전하다보면그조합이마치레이더상에선미확인비행체로인식될수있어인근의다른항공기에항로변경등잘못된조치를취하게할수도있다. 미델그룬데 (Middelgrunden) 해상풍력발전단지에서레이더교란을받아네덜란드의코펜하겐공항에서는잘못된탐지정보가확인되기도하였다 (EWEA, 2009). EWEA(2009) 에서는풍력발전의환경적영향부분에서레이더교란의문제를검토하여아래표와같이저감대책을일부제시하였다. 표 3-2 레이더종류별영향과저감대책 시스템항공교통관제기상학적관측영공수호 ( 군사적 ) 임무 종류 터빈의효과 프로젝트초기에취할수있는저감대책 자료 : EWEA, 2009 공항주변의항공기이착률및항공기접근관제 primary radar 잘못된레이더신호반송 항공기가적은공간선정항공기관제레이더관측범위외선정 secondary surveillance radar 실제항공기신호차폐또는위치오인 레이더인근지역설치제한 기상레이더 반사 날씨예보 풍황레이더 반사 레이더시설 10 km외지역선정 영공을드나드는항공기관찰및식별 지상레이더 항공기레이더 매우복잡하고그효과가정확히이해되지못함 영국국방부는레이더기지 74 km이내설치금지 단지의위치또는배치조정레이더시스템개선 레이더교란문제는환경문제라고하기어려운측면이있기는하나우 리와같이해상을통해북한의전투기등이침입할가능성에대비해야하 는입장에서는해상에대단위풍력단지가건설되면그만큼항공탐지능력

60 48 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 이제한되는점을감안할수밖에없다. 따라서해상풍력을도입하기전에레이더에미칠영향에관해사전에국방부와국토해양부항공관련부서와협의가필요할것으로보인다. 또한해상풍력단지를건설하더라도풍력발전기의레이더교란효과를상쇄하기위해서는추가적인레이더시설을확보한다든지하는대책이필요하다. (7) 경관훼손해상풍력은육상과달리사람들의시각을교란할기회가상대적으로적다. 다만연안에서바다를볼때해상풍력단지가들어선해양경관 (seascape) 은영향을받을수있고, 이에대해몇몇유럽국가들은우려를표명하였다. 새로운풍력단지가해상에들어오면해안에서의거리나터빈의개수, 풍력시설에서밝히는항로유도등에따라해양경관에영향을미친다. 이중시각적으로는해안에서풍력단지까지의거리가가장중요한요인이다. 그러나이역시항로유도등의점멸방식이나날씨에따라차이가있다. 영국에서는무역및산업부 (Department of Trade & Industry: DTI) 의주관으로시작한연구인 Wratten et al.(2005) 을통해해양경관에미치는영향거리의임계값을 < 표 3-3> 과같이제시하였다. 표 3-3 해양경관에미치는영향의임계값 거리 영향상태 < 13km 주요한 (major) 시각적영향가능 13 ~ 24km 일반적인 (moderate) 시각적영향가능 > 24km 미미한 (minor) 시각적영향가능 자료 : Wratten et al., 2005 풍력단지가해양경관에미치는영향을판단하는것에는주관적인특성 이있다. 앞서영국에서는거리등이중요하다고지적하면서이를구분하

61 제 3 장해상풍력발전의환경영향과대응방안 49 는거리기준을제시하였으나, 영국과가까운네덜란드에서는이미운영중인니스테드와호른스레브 (Horns Rev) 풍력단지를건설할당시경관에대한부정적인의견은없었다고한다. 특히두대규모풍력단지를건설운영하면서실시한여론조사에서는오히려건설후에풍력사업을수용하는비율이더높아졌다는결과를통해풍력발전이해양경관에미치는영향은반드시부정적이지는않다고한다. 4) 해상풍력발전단지해체단계 해상의풍력발전시설의수명은약 40~50년정도로잡는다. 수명을다한발전시설은중앙의말뚝구조물부터시작하여터빈, 날개, 그리고육지로전기를인입하던전력선까지모두철거해야한다. 특히해저에박아넣은말뚝구조물은적어도지하 3m 깊이까지는구조물을제거해야한다. 이렇게갑작스럽게기초공등을제거하는작업은앞서시설을건설할때고려했던대부분의영향과유사한영향을준다고할수있다. 예를들어시설을제거하기위해서는다른선박이와서해체작업을해야하고이과정에서해저에부유토사가재부유한다. 특히수심이얕은바다라면해체작업을하는선박의프로펠러에의해부유토사의양은더많아지게된다. 또한해저에매설된전력선은적어도 1m 깊이의도랑을파고묻었기때문에이를뽑아내는과정에주변토사가부유하게되고, 매설이후안정화되었던해저의저서생태계역시파괴된다. 시설건설과거의동일한방식으로영향이발생하는것이다. 해상풍력시설이제거되고나면그동안어업활동이금지되던단지내수역이다시개방된다. 적어도 40년이상어업활동으로교란받지않았던해역이기때문에수산업의관점에서는매력적인어장이다. 그러나만약해당수역이풍력시설이도입된이후보전할가치가있고전체해양에서산

62 50 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 란장이나섭이장으로서가치가높은공간으로안정화되었다면, 비록풍력시설을해체하여조업이가능하다할지라도채취금지공간 (no-take zone) 과같은보호구역관리방식의도입도가능할것이다. 이는정책방안에서조금더다루기로한다. 2. 해상풍력발전환경영향에대한정책대응방향 전세계적으로해상풍력발전은유럽연합과영국을중심으로상당히진전되는중이고, 이들국가에서시설을건설하거나운영하면서발생하는환경영향에대해최근들어서일부연구결과들이보고되고있다. 육상과는달리해양환경은변화가있어도그원인을특정하기힘들고관찰자체가어려워인과관계를밝혀내기어려운특성이있다. 이런어려움은해양에서벌어지는대부분의개발사업의환경영향을검토하는데서도마찬가지로나타나는문제이다. 해상풍력은터빈에날개가달려시설의형태가다소다르지만해양에서이루어지는다른건설사업, 예를들어원유시추시설과같은해양플랜트사업의하나로이해하는것이타당하다. 해상풍력에서가장중요한중앙구조물을세우는작업이실제로바다에서이루어지는작업중핵심적인부분이기때문이다. 마치원유를캐내기위해시추공을해저에박아넣는것과같이풍력터빈과날개를달수있는중앙구조물을설치하는작업도유사하다. 1) 환경영향관련기존평가제도보완 해양에서벌어지는대부분의개발사업은환경영향을검토하기위한기 존제도를통해평가할수있다. 환경영향평가나사전환경성검토또는해

63 제 3 장해상풍력발전의환경영향과대응방안 51 역이용협의, 해역이용영향평가등이그것이다. 해상풍력이신규사업분야이기는하나기존의제도를통해환경영향을검토할수있으며, 다만관련법이나지침상에해상풍력이적절하게반영되었는지를확인하는과정은필요하다. 제도적으로는어렵지않게해상풍력에대한환경영향을검토할수있으나정작중요한부분은환경영향을검토할때어떻게환경영향을평가하고정량화또는원인과결과의인과관계를확인할것이냐이다. 스코핑제도를통해대상사업별로필요한평가항목을선정하고이에따라해당항목을조사하는현재의평가제도에서는신규분야인해상풍력역시평가항목별로환경영향을확인하는것은가능하다. 하지만해상풍력에따른환경영향과그원인, 즉인과관계와그기작에대해서는환경영향평가를통해제대로파악하기어렵다. 예를들어조류의이동경로변화나소음이나진동이해양포유류등에게어떤영향을미치는지와같은부분은현재의평가항목이요구하는환경조사를통해서는파악하기어려운주제이다. 국내에서풍력발전이이미육상에서는상당수진행되었고이를위해환경부에서도여러건의환경영향평가를수행하기도하였다. 2002년강원풍력발전사업에관한사전환경성검토서가들어온이후 2011년말까지총 29건의풍력발전단지사업에대한환경영향평가서내지사전환경성검토서가환경부에접수되었다. 대부분육상의풍력사업으로평가서접수현황으로만보면아직해상풍력이본격적으로도입되었다고보기는어렵다. 한편해상풍력이지식경제부에서추진하는시범단지부터서남해안에들어서게되면해역에서개발사업에대해그영향과타당성을검토하는해역이용협의도사업의추진단계에서거쳐야할단계이다. 현재국토해양부에서운영하는해역이용협의제도에서해상풍력을새로운사업분야로포함시키고검토에필요한항목이나조사방법등을사전에정비하여야한다. 예를들어풍력발전기를해상에건설하거나또는운영과정에서발생하는소음에

64 52 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 대한측정역시표준화된방법이제대로정비되지않은상태이다. 이는외 국에서도마찬가지이기는하나풍력기술을조기에확보하고수출한다는 차원에서도함께정비가필요한부분이다. 표 3-4 풍력발전환경영향평가검토현황 연번사업명구분접수일 1 강원풍력발전건설사업 ( 발전부문 ) 사전환경성검토서 풍력발전단지건설 사전환경성검토서 강원풍력발전건설사업 ( 발전부문 ) 사전환경성검토서 풍력발절건설사업 사전환경성검토서 태백풍력건설사업 사전환경성검토서 태백풍력건설사업 ( 보완 ) 사전환경성검토서 횡성풍력단지조성사업 사전환경성검토서 영양풍력발전사업 사전환경성검토서 강릉풍력단지조성사업 사전환경성검토서 성산풍력건설사업 사전환경성검토서 삼달리풍력발전시설개발사업 사전환경성검토서 영양풍력발전사업 사전환경성검토서 밀양풍력발전단지조성사업 사전환경성검토서 밀양풍력발전단지조성사업 사전환경성검토서 강릉풍력단지조성사업 ( 보완 ) 사전환경성검토서 김천풍력발전단지건설사업 사전환경성검토서 김천풍력발전개발사업 사전환경성검토서 김천풍력발전개발사업 ( 보완 ) 사전환경성검토서 국산화풍력발전실용화사업 사전환경성검토서 영양풍력발전단지건설사업 ( 초안 ) 환경영향평가서 영양풍력발전단지건설사업 환경영향평가서 태백풍력발전단지건설공사 사전환경성검토서 제주월령풍력발전단지개발사업 사전환경성검토서 제주한림풍력발전건설사업 사전환경성검토서 제주상명풍력건설사업 사전환경성검토서 태백풍력발전단지건설공사 ( 보완 ) 사전환경성검토서 태백창죽풍력발전단지조성사업 사전환경성검토서 태백창죽풍력발전단지조성사업 ( 보완 ) 사전환경성검토서 경주풍력발전단지조성사업 사전환경성검토서 자료 : 한국환경정책 평가연구원홈페이지,

65 제 3 장해상풍력발전의환경영향과대응방안 53 2) 환경영향수용체별조사연구시행 앞서여러환경영향에대해살펴보았듯이조류의충돌, 어류나해양포유류의회피, 레이더교란효과등은일회성의환경영향평가나해역이용협의과정에서제대로밝혀내기어렵다. 영향이나타나는대상을중심으로해상풍력에의한환경영향을심층적으로조사연구하는것이바람직하다. 예를들어서남해안에들어설시범단지는단지적절한전력이생산되어육상의수요처에효율적으로전기를보내는지여부에만관심을둘것이아니라, 시범시설이조류에미치는영향, 항공및해운에미치는영향, 어류나해양포유류에미치는영향, 저서생태및환경에미치는영향등환경에대한연구도병행하여야한다. 환경영향을이렇게구분한기준은이들이환경변화에영향을받는일종의수용체 (receptor) 라는점이다. 즉, 환경변화의인과관계를영향을받는대상을중심으로파악하고이를통해해상풍력발전의어떤요소가원인이되어어떤과정을거쳐환경의수용체사람이나생물, 또는경관등에영향을주는지종합적으로파악하는것이다. 서남해안은호주등남반구에서출발하여동남아시아를거쳐우리나라를지나는이른바동아시아-호주철새이동경로 (East Asian-Australasian Flyway) 라는국제적으로중요한철새이동통로로알려져있다. 전라남도일원은물론해안을따라인천연안까지다양한종류의새들이우리연안을종착지내지경로로이용한다. 따라서앞서풍력시설에의한조류에미치는영향역시우리에게는철새이동경로와연계하여면밀히검토할부분이다. 또한서남해안은낮은수심과연안의갯벌이있어어장으로서도가치가높은환경이다. 시범단지적지선정과정에서어민들과협의를거쳐어업활동에문제가적은곳을선정할수있겠지만해상풍력에따른어업활동의영향이나어류에나타나는회피행동등에관한조사역시시범단지에서필수적인연구분야이다. 또한풍력단지인근해역에서의어업행위를금지하는기

66 54 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 준등은실제해상에풍력단지를건설하고운영하는과정에서어민들과협의가필요한부분으로이에대한조업활동의안전이나환경관리를위해필요한기준을설정하기위해서라도관련연구가필요하다할것이다. 환경영향에대한외국의선행연구사례를옮겨와그결과를검토하는수준이아니라, 우리해역의생태적조건이나풍황등외국과다른조건을가지고있는우리해역을대상으로실증적인조사를통해환경영향의정도를밝혀야한다. 이는우리가해상풍력발전을차세대성장동력으로키우기위해우선적으로운영실적 ( 트랙레코드 ) 을확보하고이를기반으로외국에수출하는차원에서도필요한부분이다. 왜냐면다른나라역시해상풍력을건설하려할때여기서유발되는전력생산효과는물론환경적영향 에도큰관심을가질수밖에없는것이고, 이때우리가스스로연구 한결과가풍력기술자체의신뢰성도높여줄수있기때문이다. 조사 3) 해양공간관리계획 (Marine Spatial Planning) 조기도입 해양자원과공간에대한이용과보전수요가점증하면서다양한해양활동의균형을유지하고조화로운이용을하는것이점차어려워지고있다. 해양공간계획은육상에서와같이이용간의갈등이나보전과의갈등을풀기위한방법으로각광받고있다. 육상에서해당토지에대한용도를사전에정해주는용도구역제나허가제등을바다에도적용하여여러활동간에빚을수있는갈등을최소화하자는것이다. 해양공간관리계획은처음에는주로용도구역제 (zoning) 로호주의대보초해양공원과같이보전활동을보다체계적으로하고자하는곳에도입되었다. 최근에는북해와같이고밀도로이용되는해역에서해양공간관리계획이크게주목받고있는데 ( 최희정외, 2011), 이는이들이생태적으로북해를잘관리하고자하는차원이나다른해양활동과의조정을위했다고보기보

67 제 3 장해상풍력발전의환경영향과대응방안 55 다는실질적으로해상풍력분야가크게성장하고있는것과무관하지않다. 해상풍력발전은시설의특성상어업활동을하기도어렵고대형선박이통항하기도어려워일정해역에대한배타적인공간이용을특징으로한다. 항만구역에서조업활동과같은일부활동이제한되기는하나해역은기본적으로다목적이용이가능한해역이다. 보호구역이라하더라도보전목적에위배되지않는다면어선이건컨테이너선이건그운항을제한하는경우는거의없다. 또한어장으로이용이활발한해역이라하여도안전에지장이없는이상선박운항에특별한제한을가하지않는다. 반면해상풍력은단지의형태로넓은지역을차지하고구조물에터빈과날개가움직이기때문에단지안은물론주변에서도다른활동을하기어렵다. 이와같이배타적인공간이용이특징인해상풍력단지를건설할때마다사업자가해당해역에관련된이해관계자와협의를거쳐대상지를선정하는것은매우어렵고지난 ( 至難 ) 한작업이될가능성이크다. 따라서해상풍력발전시설이나단지에대한개별적인접근보다는전체해역을대상으로풍력자원의분포, 해상운송로, 어업활동및보호구역등을파악해서이용이가능한활동을사전에구획하는것이더편리할수있다. 이런필요성에서나온제도가바로해양공간계획이다. 지식경제부의해상풍력발전로드맵에따르면국내에는시범단지를영광앞바다에건설하겠다는수준의계획만있다. 해당해역이현재어떻게이용되고있는지, 또한어느해역에풍력단지를설치할것인가는제주도해상일부를제외하고는구체화되지않은상태이다. 게다가해양공간계획역시우리나라전체해역을대상으로하기때문에조기에해역별로다양한이용행위를파악하고해양환경의자료등을확보하는데매우긴시간이소요될수있다. 따라서우선적으로시범단지로선정된해역을중심으로해양공간계획을시범적으로시행하는것이바람직하다. 시범사업과정에서공간계획을위해서는해상풍력사업자, 어민, 해역관리자, 해상풍력관련중

68 56 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 앙정부담당자등여러이해관계자간의협의와조정을거치게되고, 여기 서얻은경험과교훈을앞으로해상풍력단지의본격화단계에서도활용하 고해양공간계획을전해역으로확대할때도활용할수있을것이다.

69 제 4 장 해상풍력의경제적영향 1. 해상풍력관련경제성평가의개요 에너지가격의급격한증가추세와이에따른신재생에너지원의보급노력에힘입어우리나라에서도해상풍력발전의적극적인도입이추진되고있다. 비록현재해상풍력을포함한전체풍력발전이우리나라발전량에서차지하는비중은상대적으로매우낮은수준이지만관련분야의연구개발과산업계의참여가가장활발하게일어나고있다. 이미풍력은영국, 네덜란드, 덴마크등유럽일부국가에서는매우중요한에너지원으로인정받고있으며, 풍력산업이갖는사회경제적파급효과의중요도에따라중국이나인도와같은신흥국에서도급속도로산업화가진척되고있는상황이다 (Perkins and Everett, 2011). 그림 4-1 풍력발전과해상풍력 이러한풍력산업에대한인식확대및성장잠재력의증가와더불어세계풍력산업은해상풍력단지의개발과확대쪽으로진전되고있다. 이는육상의경우활용가능한부지의선정에서부터앞에서언급한소음과진동, 그에따른지역주민의민원발생과같은갈등상황을미연에방지하기위한목적이있으며, 다른한편으로는같은규모의풍력발전기를이용하더라

70 58 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 도더높은출력을얻을수있다는실제적인장점이있기때문이다. 설치운영되고있는풍력발전가운데서해상풍력이차지하는비중은 2009년기준으로는전체의약 1% 로조사되고있다 (EWEA, 2009). 풍력발전이가장앞서있는유럽에서도해상풍력은주로북해와발틱해인근북유럽국가를중심으로진행되고있으며, 2008년기준으로총설치용량은 1,471MW 수준으로집계된다. 해상풍력은육상풍력단지개발과비교할때추가적인전력계통연결을위한비용, 해양환경관련환경영향에대한조사와같은초기비용이발생하고유지과정에서는풍력자원의특성, 즉이용률에따라서발전량이결정되는특징을지니고있다 ( 강금석외, 2011). 현재까지알려진비용구조를살펴보면유럽의해상풍력에서는풍력터빈이비용구조에서차지하는비중은전체의약 30% 내외에해당하며, 지지구조물과전력망계통연계, 그리고기타운영비용이 60% 를넘는것으로조사된다 (NREL, 2006). 특히초기비용이나이용에따른수익의경우현재까지충분한국내사례가축적되어있지않으므로경제성평가에일정부분한계가존재하게된다. 따라서향후지속적인추가분석을통해서우리나라의입지여건하에서경제성평가가수행될필요가있다 ( 김현구외, 2010; 김현구황효정, 2010). 2. 해상풍력의경제성분석 1) 사업성분석 (1) 사업성분석방법 재무타당성분석은기술적타당성을지닌방안에대하여그투자비와 예상효과를비교검토하여연간수익대비투자비, 소요비용, 현금의현재

71 제 4 장해상풍력의경제적영향 59 가치등을검토하여투자의가치를판단하는것이다. 투자에대한재무타당성분석방법은분석의관점, 비교대상, 경제성척도등에따라여러가지방법이있으나, 대부분의경우사업성분석을위해서는순현재가치, 편익비용분석, 내부수익률을타당성분석의기초로사용한다. 1 순현가법 (Net Present Value: NPV) 순현재가치는투자사업의전기간에걸쳐발생하는순편익의합계를현재가치로환산한값으로서, 순현재가치가양의값으로나타나면투자시점에서사업종료시까지투자비용의현재가치를제외하고양의수만큼의수익을얻었다고할수있다. 순현재가치를판단함에는적절한할인율을사용하여시간이흐름에따라순편익의가치를할인해주어야하므로어떤수준의할인율을적용하느냐가매우중요한관건이된다. 비용과편익의미래흐름을비교하기위하여사용되는할인율은자원의기회비용 (Opportunity Cost), 즉투자사업에사용된자본이다른투자사업에사용되었을경우얻을수있는수익을추정하게할뿐아니라사람에따라혹은사회에따라그리고시대에따라다를수있는시간의객관적인가치를나타낸다. 할인율개념의적용에있어서는많은이견이있으나특정항만개발투자사업이정부에의해주도되는경우에는사회적할인율의개념을적용하고민간자본에의해추진되는경우에는시장이자율에근거한재무적할인율을적용하는것이일반적이다. 7) 대부분의국가는투자사업의특성에따른할인율을자국의경제성장률, 물가상승률, 경제적잠재능력등을고려하여개괄적인방법으로정부가추정하여사용하고있는데일반적으로개발도상국사회간접자본의경우는 7~8% 이상, 선진국의경우는 7) 사회적할인율은통상시장이자율보다낮은수준으로책정되는데, 그이유는사회적할인율을사용하여사업타당성을평가하는주체가주로정부이며정부로서는미래사업의중요성이더높게평가되어야할것이기때문이다.

72 60 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 보통 5~6% 수준이적용되고있다. 기획재정부등의 예비타당성조사수행을위한일반지침연구 에서는우리나라사회적할인율을 9~10%( 명목기준 ) 정도로추정하고 1990년대의물가상승률을감안하여실질할인율을 5% 내외로추정한다. 2 내부수익률 (Internal Ratio of Return: IRR) 내부수익률이란투자사업이원만하게진행된다는전제하에기대되는예상수익률로서투자사업의전기간에걸쳐발생하는편익의현재가치와비용의현재가치를일치시켜순현재가치가영 ( 零 ) 이되게하는어떤할인율로계산된다. 즉내부수익률은편익과비용의현재가치로환산된값이같아지는할인율 r을구하는것으로, 사업의시행으로인한순현재가치를 0으로만드는할인율을의미한다. 따라서내부수익률이사회적할인율보다크면일반적으로경제성이있다고판단하고있으며, 산정방식은다음과같다. 내부수익률 ( IRR ): n t =0 B t (1+r) t = n t =0 C t (1+r) t 내부수익률기준에따르면, 내부수익률이큰사업일수록유리한사업으로판정되므로사업간우선순위를결정할때내부수익률의크기를직접적으로비교하면된다. 내부수익률이사회적할인율보다크다는의미는이사회적할인율로할인한순현재가치가 0보다크다는의미와동일하다고할수있다. 그러나내부수익률기준도한두가지의약점을가지고있다. 우선어떤사업이성질상사업의초기에많은비용이투입되어야하고, 그리고나서어느정도의편익기간이지난후에다시대규모의비용이발생하는그런사업에대해서는내부수익률이두개로계산될수있다는것이다. 또한예산상의제약이있다든가혹은사업들간에상호배타적인관계가있을때에는

73 제 4 장해상풍력의경제적영향 61 내부수익률기준을직접적으로사용할수없다는한계점을내포하고있다. 3 편익-비용비율 (Benefit-Cost Ratio) 편익-비용비율 (Benefit-Cost Ratio : B/C) 이란총편익과총비용의할인된금액의비율, 즉장래에발생될비용과편익을현재가치로환산하여편익의현재가치를비용의현재가치로나눈값을의미한다. 일반적으로편익-비용비율이높은사업일수록경제적타당성이높은것으로평가하고있으며, 편익-비용비율 1 이면경제성이있다고판단한다. 산출방식은다음과같다. 편익 - 비용비율 ( B /C) = n t =0 n t =0 B t (1+r) t C t (1+r) t 여기에서, B t 는편익의현재가치, C t 는비용의현재가치, r은사회적할인율 ( 이자율 ), n은항만사업의경제적수명 ( 분석기간 ) 을각각의미한다. 편익-비용비율의기준은편익-비용비율이높은사업일수록경제적타당성이높은것으로평가하는기준이며여기에서도적절한사회적할인율을적용이핵심적인역할을한다. (2) 재무타당성의평가기준신규풍력발전시스템의건설에따른경제성을분석하기위해서는직접영향을미치는제반조건, 즉설비용량, 건설기간, 수명기간, 설비이용률, 이자율등에관한기준을다음과같이설정하였다. 먼저현가와계수의산정에필요한할인율은연간 7.0% 를적용하였다. 또한투자비의차입률은건설공사비전액 (100%) 을차입하는것으로산정하며, 이자율은연간 5.0% 로산정한다. 운전관리비에대한물가상승률은연간 3.0% 로산정하고풍력발전의경제수명기간및감가상각법과관련하여풍력발전설비의경제수

74 62 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 명기간은 20년, 감가상각법은정액법으로수명기간후잔존가가총공사비의 0% 가되도록한다. 소내소비율은순수발전시스템에해당하므로 0% 로산정한다. 법인세및제세는이익의연경상이익 27.5% 를적용하며, 운전유지비는인건비, 수선비와기타경비로구분되며, 총사업비의 1.5 % / 년가되는것으로산정한다. 표 4-1 재무적타당성의평가기준 항목 기준 단위 비고 할인율 7 % - 투자비차입률 50 % - 차입금이자율 5 %/ 년 5년거치 10년상환 기준물가상승률 3 %/ 년 - 풍력시스템내구수명 20 년 - 잔존가치 0 % - 정액감가상각률 5 %/ 년 - 소내소비율 0 % - 법인세 27.5 % - 연간수선유지비 16 eur/mwh - 공사기간 3 년 - 공사기간중이자 산정이자율적용 - 전력판매단가 원 /KWh - 가동률 97 % - 송전손실률 2 % 발전량대비 온실가스배출기준 MWh/ton - CDM가격기준 EUR/ton 매년 3.94% 할증 유로화환율기준 원 /EUR - 달러화환율기준 원 /USD - 관세율 3.84% - 환경분석 3% 건설비의 3% - 컨설팅비용 6% 건설비의 6% - 자료 : 한국전력연구원내부자료, 2011

75 제 4 장해상풍력의경제적영향 63 2) 수익 (1) 전력판매단가 (System Marginal Price: SMP) SMP는전력시장에서시간대별로수요와공급이일치할때의발전변동비를말한다. 화력, 수력, 원자력등발전기기의시간대별발전비용 ( 유효변동비 ) 가운데가장높은값으로책정된다. 따라서전기를많이쓰는낮에는 SMP가올라가고, 전기를상대적으로덜쓰는밤에는 SMP가내려가게된다. SMP는주로원유나 LNG, 유연탄등연료가격에연동되는데, 연료가격이오르면 SMP도덩달아오르게된다. SMP는전력거래가격책정의기준이되는중요한가격지표이다. 전력의수요가증가되는현상으로인해전력판매금액도점층적으로상승하고있으며, 이는차후전력판매금액이현재보다증가할수있는요인으로기대된다. 그림 4-2 연도별 SMP 기준단가 월별전력수요는 10 월부터 2 월까지의전력판매금액이상대적으로높고, 4 월에서 8 월까지의전력판매금액이상대적으로낮다. 풍력발전량이 11 월에

76 64 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 서 3 월에집중되는국내풍황특성을고려하면월별전력판매금액의특성 은풍력발전산업에매우유리한조건이다. 그림 4-3 월별 SMP 기준단가 시간별전력판매금액은 2 시에서 5 시까지가가장낮다. 해안에서계측 된풍황에너지가 12 시에서 16 시사이에집중되는특성을고려하면풍력발 전산업이유리하다. 그림 4-4 시간대별 SMP 기준단가

77 제 4 장해상풍력의경제적영향 65 (2) CDM(Clean Development Mechanism, 청정개발체제 ) 선진국이개발도상국에기술자금등의지원을실시해온실효과가스배출량을삭감, 또는흡수량을증폭하는사업을실시한결과로서삭감할수있던배출량의일정량을선진국의온실효과가스배출량의삭감분의일부로계산할수있는제도를말한다. 2010년 3월부터 2010년 5월까지 3개월동안의 CantorCO 2 에서제공하는 CDM기준가격은 kwh당 14.16EUR이며, 매년 1.2% 에서 8.1% 까지평균 3.94% 의비율로증가할것으로예측되었다. 표 4-2 연도별 CDM 단가예측치 연도 CDM 단가 그림 4-5 연도별 CDM 단가예측치

78 66 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 (3) 이용률과유지관리비용이용률은전력생산을위한발전설비의생산성을측정하는척도에해당하며, 연간발전량을정격출력으로운행되어발전한발전량으로나눈비율을의미한다 ( 황병선외, 2010). 이용률은풍력발전의경제성을결정하는매우중요한요소에해당한다. 통상설치하고자하는부지의풍황조건과설치하고자하는풍력기의성능에따라산출된다. 따라서이용률을산정하기위해서는예상사업부지에대한실측이선행되어야하며, 계측한자료를참고하여도입하는풍력기의성능곡선을검토하게된다. 기기별, 위치별로서로다른이용률을나타내지만통상적으로는 25~40% 가량에해당한다. 따라서경제성검토의기준으로이용률을 30% 로삼게된다. 유지관리비용의경우유럽의사례에서는 10~19 /MWh로알려져있으며, 해상풍력의경우에는접근성과작업난이도를고려할때이보다더높을것임을가정한다. 3. 국내해상풍력의경제성분석사례 본연구에서는최근국내에서수행된해상풍력발전단지조성의경제성분석사례를비교분석하고자한다. 두지역모두우리나라서남해안지역수심 15~20m 해상에각각 100MW급과 20MW급풍력단지의설치를예상하고있다.

79 제 4 장해상풍력의경제적영향 67 그림 4-6 전남신안군일대사례지역 그림 4-7 전북고창군일대사례지역 적용가능한부지선정의기준으로는풍력밀도기준 Class ( m/s) 이상, 수심조건으로는 5~20m, 해안과의거리 10 이상, 변전소와의이격거리 30 이내에해당한다. 풍력밀도는기본적인출력조건을결정짓는

80 68 해상풍력발전의환경적 경제적영향연구 가장중요한변수로꼽을수있다. 수심조건과변전소와의거리는해상풍력의건설비및기초적인투입비용산정에큰영향을미친다. 전세계적으로현재운영되고있는해상풍력단지의경우대부분수심조건은 30m 이내에한정되고있다 ( 김도형, 2011). 2012년도부터국내에서적용되는신재생에너지의무할당제 (Renewable Portfolio Standard: RPS) 내에서는해상풍력의경우해안과의이격거리가 10 이상인경우 2배의가중치를얻게된다. 또한해상에대한이용이매우활발한우리나라의상황에서주요어장과항로에지장을주지않는이격거리의확보는매우중요하다 ( 경남호외, 2003). 1) 100MW 급해상풍력단지조성사업 서남해안의 100MW급해상풍력단지조성사업의주요경제성분석지표는 < 표 4-3> 과같다. 3단계에걸쳐발전용량을확대하는것으로가정하는데이용률은초기 30% 에서 3단계에서는기술발전을고려하여 36% 로상향되는것을염두에두고있다. 표 4-3 경제성분석의주요지표 단계별 구분 1단계 2단계 3단계 발전용량 40MW 560MW 1,900MW 감가상각률 (20년정액법 ) 이용률 (%) 유지비 30원 /kwh 30원 /kwh 25원 /kwh 건설단가 400만원 /kw 400만원 /kw 350만원 /kw 할인율 (%) 소내소비율 (%) 전력판매단가 188원 /kwh(smp+rec 2, REC는 40원가정 ) 자료 : 한국전력연구원, 2011