Theme Focus 電력질주 제주 해상풍력 돌, 여자, 바람이 많다 해 삼다도(三多島)라 불리는 제주. 삼다 중에서도 특히 제주의 바닷바람은 거세기로 유명하다. 그런데 이제 거센 바람이 깨끗한 전기를 만드는 친환경 에너지원으로 재탄생하고 있어 관심이 크다. 지금 제주에서는 해상풍력 관련 R&D센터가 본격적인 가동을 시작했고, 각종 실증 사업들도 구체화되고 있다. 또한, 제주특별자치도 역시 바람을 자원화하기 위한 세부 정책을 마련, 실행에 옮기고 있다. 블루오션으로 떠오르고 있는 해상풍력 분야에서 제주가 아시아 시장의 허브로 도약할 채비를 마친 것이다. 해상풍력 시대를 이끌 리더로 급부상한 제주 해상풍력의 현재와 미래를 소개한다. 86 + Journal of the Electric World / Monthly Magazine
제주해상풍력 1888년미국에서세계최초로자동운전풍력터빈이바람을맞으며운전을시작한후풍력발전산업은비약적인발전을이뤄왔다. 기후변화, 화석연료의고갈등으로다양한신재생에너지분야들이각광을받고있지만, 그중에서도풍력발전은경제성과효율성면에서가장우수한면모를자랑하며신재생에너지분야를이끌어나가고있다. 세계풍력발전시장의경우 2006년이후매년연평균 24% 의고도성장세를기록하며 2011년기준약 240GW 규모의풍력발전설비들이세계곳곳에설치돼운전되고있다. 이러한풍력발전시장은독일, 덴마크, 영국등유럽국가들이주도하고있는데, 최근들어중국이최대의시장으로급부상하고있는실정이다. 이러한풍력발전의경우지금까지도급성장해왔지만, 향후발전가능성도매우확실한분야이다. 2015년세계풍력발전시장은 2011년대비약 2,2배증가해 510GW 수준으로확대될전망이다. 그런데이러한성장세를이끄는주인공이바뀌고있다. 풍력발전분야에서일대변화의바람이불고있는것이다. 육상에서해상으로입지가이동되면서해상풍력이육상풍력을밀어내고주인공으로등극하고있다. 사실대부분의풍력자원은해상에존재한다. 특히위도 60 부근이가장우수하다는지적이다. 그러나바다에풍력발전기를세워야하는점은다양한기술적난제들과함께비용적문제를불러왔다. 이에 2012년기준으로해상풍력은전체풍력발전대비 2.7% 에불과한 5GW에불과했다. 하지만육상풍력의한계가속속드러나면서, 또해상풍력에대한기술 비용적난제들이하나둘씩해결되면서이제는관련시장에서해상풍력이전면에나서게된것이다. 풍력발전사업의이동 ( 육상 해상 ) 육상풍력 해상풍력 민원 / 소음문제에민감 육상풍력개발부지한계직면 운송제약으로인한중소형터빈위주 (1~3MW) 소형 중소형단지 다수경쟁사존재 선도사업자가지배적입지구축 시장상황 제품특성 시장기회 민원 / 소음문제에서비교적자유로움 육상개발부지포화에대한유일한대안 대형 Developer/Utility 업체발주주도 (70% 이상 ) 해상풍력에대한각국의다양한인센티브지급 운송제약이없으므로대형터빈가능 (3~7MW) 대규모단지개발가능 ( 수백 MW 규모 ) 육상대비풍황질이우수하며, 이용률높음 (1.2 배 ) 육상대비양호한수익률확보가능 유지보수접근성불리로인한제품신뢰성중요 검증된해상용풍력발전기기술부재및공급능력부족 턴키공급가능업체제한적 육상풍력의경우환경파괴등의비판에서자유로울수없고, 또소음및진동등으로인한민원이지속적으로발생하고있다. 아울러대규모풍력단지조성에도한계가따른다. 이에반해해상풍력은환경파괴및민원을최소화할수있으며대규모단지조성이가능한장점이있다. 특히우리나라의경우경쟁력있는조선 해양플랜트등의연관산업과접목이가능한면도큰장점으로꼽힌다. 다만육상풍력에비해투자비가증가하는부분은해상풍력이극복해야할단점 2014 April + 87
Theme Focus 電력질주 으로꼽힌다. 그러나이역시대형터빈설치및대규모단지개발로극복가능할것으로전망된다. 이러한장점을바탕으로해상풍력시장은급속도로성장할것으로전망된다. 최근한전이발표한자료에따르면해상풍력시장의경우 UK Round Ⅲ 가시작되는 2014년이후본격적으로성장할것으로예상된다. 특히 2020년까지연평균성장률 (CAGR) 은 32% 에이를것으로내다봤는데, 2020년해상풍력설비용량은 52GW로예상된다. 2030년에는 1,100GW 에이를것이라는전망도있다. 해상풍력시장역시영국 독일 네덜란드 덴마크등유럽이주도하고있으며중국이세계최대의시장으로떠오르고있는상황이다. 그러나우리나라는해상풍력단지개발과관련해아직초기단계에있다. 특히자원평가, 단지설계, 터빈시스템등해상풍력과관련한국내기술수준은 80% 로높은편이나, 국산화율은 20% 로매우낮다. 하지만해상풍력의경우우리나라가경쟁력을갖고있는조선중공업, 해양플랜트, 건설, 전기, IT 등연관산업과접목시조기에세계시장선점이가능한분야라는분석이다. 이에우리정부도해양풍력을육성하기위한시동을걸었다. 지난 2011년정부는 2020년세계해상풍력 3대강국으로부상한후 2030년에세계시장점유율 20% 를달성한다는목표를세운바있다. 그리고이러한원대한목표를달성하는데있어가장핵심으로떠오른지역이바로제주이다. 제주는지금우리나라해상풍력의경쟁력강화를위해관련기술의연구개발및실증작업에한층속도를높이고있다. 제주해상풍력의중심은단연 2009년조성된 김녕풍력발전실증단지 이다. 이러한실증단지조성사업은지식경제부 ( 현산업통상자원부 ) 가주관하고에너지기술평가원의지원아래에너기기술연구원에서수행했으며한전전력연구원, 남부발전, 두산중공업등이해상풍력단지조성에참여했다. 김녕은국내최대풍력발전실증단지로육상은물론해상풍력에대한각종실증작업이진행중이다. 이곳에해상풍력이세워진것은지난 2012 년. 에너지기술연구원이 2006 년부터김녕앞바다에해상풍력단지개발을시작해 2012 년 5월국내최초로 2MW급해상풍력발전기가동에성공한바있다. 그리고지난해부터제주특별자치도가제주대학교와공동으로김녕풍력발전실증단지확대사업을본격추진하고있는데, 이에따라올 5월에는현 10MW 급에서 24MW 급초대형실증단지로확대될예정이다. 확대된실증단지에서는우선 5.5MW급, 5MW급각각 1기에대해실증을실시할계획인데, 지난 2월현대중공업이김녕풍력발전단지에 5.5MW 급해상풍력발전기시제품을성공적으로제작, 설치했다. 이번에설치한해상풍력발전기는타워높이 100m, 블레이드길이 70m로국내에설치된것중최대규모다. 5.5MW급발전기 1대로약 1,100가구에전력을공급할수있다. 이제품은태풍에대비해풍속 62.5m/s 까지견딜수있고염분에의한내부부식을방지하도록설계됐다. 또한, 타워내부에크레인을설치해유지 보수를원활하게한것이특징이다. 현재김녕풍력발전실증단지에서해상풍력에대한실증은지난 2011 년문을연에너지기술연구원제주글로벌신재생에너지연구센터 (JGRC) 가담당하고있다. JGRC는해상풍력과관련한기초기술, 시스템제어기술, 스마트그리드연계기술, 풍력단지운영기술, 성능평가등각종실증및 R&D를수행하고있다. 이외에도제주에는탐라, 한림, 대정등에서다양한해상풍력사업들이추진중이다. 탐라해상풍력은포스코에너지와두산중공업이공동출자해진행하는사업으로, 두산중공업의 3MW 풍력시스템 10기가들어선다. 88 + Journal of the Electric World / Monthly Magazine
제주해상풍력 현대중공업이김녕풍력발전실증단지에설치한 5.5MW 급해상풍력발전기. 한림해상풍력은한국전력기술과중부발전, 대림산업이함께추진하는사업으로총 150MW 규모로조성될예정이다. 대정해상풍력은남부발전과삼성중공업이함께진행하는사업으로삼성중공업의 7MW 해상풍력시스템 12기 ( 총 84MW) 를 1단계로건설하게되며, 2단계로 119MW 를추가로추진하게된다. 제주가이처럼해상풍력분야에서선두주자로나설수있었던데는단연제주특별자치도의전폭적인정책지원이가능했기때문이다. 제주특별자치도는 Carbon-Free Island 정책을발표하고, 2019년까지 1GW, 2030년까지 1GW 등총 2GW의해상풍력을건설하겠다고밝힌바있다. 이는육상풍력 35만kW에비하면수십배에달하는규모로해상풍력에대한제주특별자치도의특별한관심을엿볼수있다. 먼저제주특별자치도는해상풍력건설 1단계로 1차 (2011~2016년) 350MW, 2차 (2016~2019년) 650MW 건설을추진한다. 이를통해 2020년전체제주의전력수요량 488만MWh 의 50% 인 244만 MWh를공급한다는계획이다. 이어 2단계에서는 2030 년까지 1GW의해상풍력을추가건설해 578MWh 의전력을생산해냄으로써, 2030년이후전체제주의전력수요량 529MWh 를책임진다는방침이다. 이러한정책을통해제주특별자치도는해상풍력수출기반을조성하고, 미래성장동력을확보한다는계획이다. 하지만제주지역의해상풍력의경우장밋빛전망만존재하는것은아니다. 제주의경우당장한림, 대정등해상풍력사업의경우환경훼손, 군통신방해등갖가지문제로인해사업추진에어려움을겪고있는실정이다. 비단이러한문제는제주만의문제는아니다. 전국어디든해상풍력사업을추진하게될경우언제든지제기될수있는문제들이다. 따라서민원을사전에예방하기위한선제적대응이필요하다는지적이다. 2014 April + 89
Theme Focus 電력질주 한림해상풍력조감도 아울러이외에도다양한이슈들이존재하며, 이에대한적절한대안마련이필요하다. 가장먼저제기되는문제는큰그림의로드맵은존재하고있지만세부적인해상풍력로드맵이없다는점이다. 따라서정책, 기술, 경제등다양한분야에서검토및분석된더욱세부적인사항을담은로드맵을작성해야할필요가있다. 또한, 해상풍력발전핵심부품에대한국산화개발을서둘러야한다. 풍력부품제조국내중소기업과시스템 ( 대기업 ) 의상호협력관계를강화하고단조부품외부품제조업을육성해나가야할것이다. 특히해상풍력의경우대형풍력발전시스템이적용되게된다. 이에따라대형풍력발전핵심기술에대한국가연구개발, 실증 인증사이트구축등기술경쟁력향상을위한지원이필요하다. 전문인력양성도시급하다. 설계및제작외에도유지 보수, 계통연계, 성능검사 측정 시험등전주기적전문인력이부족한상태로풍력관련기술서비스분야및풍력전공대학생을위한교육훈련프로그램지원등다양한전문인력양성책이필요하다는지적이다. 이처럼해상풍력은무한한가능성을내포하고있는분야임에는분명하다. 하지만그가능성을우리가수용하기위해서는제반여건역시탄탄하게다져야한다. 제주해상풍력이탄탄한기반을바탕으로우리나라를넘어아시아의허브로도약하는그날이하루빨리도래하기를기대해본다. 90 + Journal of the Electric World / Monthly Magazine
제주해상풍력 Wind Power Chart 풍력차트 (2014년 1월기준 ) 국내풍력발전단지현황 (4.5/6) (3/2) (3.64/5) (98/49) (3/2) (40/20) (2.75/2) (18/9) (18/6) (16/8) (0.6/1) (46/17 ) (8.8/9) (2.25/3) (3/2) (40/16) (2.25/3) (61.5/41) (39.6/24) (3/2) (7.9/2) (2/1) (3/2) (0.66/1) (16.8/7) (196/28) (1.65/1) (0.75/2) (20/10) (3/1) (2/1) (3/2) (35) (40/20) (3/3) (9/3) (40) (300) (2/1) (3/1) (30) (150) (2/1) (21/9) (105) (12.2 /17 ) (6.5/3) (1.5/2) (20/10) ( /) (1.7/2) (33/11) (200) (15/13) (0.5/2) 2014 April + 91