FIP-2009-0009 통권제 ( 133 호, 2009. 5. 20) FKI 전략산업리포트 1 풍력산업현황과개선과제
< 요약> 4 Ⅰ. 검토배경 7 Ⅱ. 풍력산업의개요 9 1. 풍력산업의특징 9 2. 풍력산업구조 12 3. 풍력산업동향 14 4. 풍력산업의중요성 16 Ⅲ. 세계풍력시장및기업현황 19 1. 세계풍력시장현황 19 2. 풍력제조업체현황 21 3. 국내풍력산업기술개발동향 26 Ⅳ. 국가별풍력산업육성정책 30 1. 풍력산업지원정책개요 30 2. EU( 독일, 스페인, 덴마크) 32 3. 미국 36 4. 중국 39 5. 일본 42 6. 한국 44 Ⅴ. 풍력산업육성을위한개선과제 47 1. 풍력산업을신성장동력으로인식하는산업정책추진 47 2. 발전차액기준가격상향조정및연간인하율하향조정 48 3. 해상풍력용발전차액제도신설 49
4. 연구개발과연계된실증및시범사업의조속한추진 50 5. 풍력산업인허가개선을위한 One-Stop Service 시스템구축 51 6. 자연공원내신재생에너지시설의설치허용 52 7. 풍력발전단지인프라구축및계통연계비용의정부지원 53 8. 풍력발전단지구축시국산부품활용에따른인센티브제공 54 9. 공유수면점 사용기간을최소 10년이상으로변경 55 Ⅵ. 결론및시사점 56 < 참고문헌> 59 FKI 전략산업리포트 는산업계관점에서지속가능한경제성장을위해미래신성장동력및국가전략산업으로 육성이시급한분야를발굴하고전략방향을제시하기위하여발간된자료입니다. 본리포트는풍력관련산업계의견, 각종정책자료및전문가자문을통해산업개요, 국내외산업동향, 주요국 육성정책및개선과제등을포함하여구성되었습니다. FKI 전략산업리포트 는시리즈형태로발간될예정이며앞으로많은관심과조언을부탁드립니다. 문의처 : 전국경제인연합회미래산업팀추광호팀장(02-3771-0331), 김태윤과장(02-3771-0475) FAX : 6234-5328 E-mail : kty@fki.or.kr 발행인 조석래편집인 정병철제작처 ( 주)FKI미디어
요약 ( 검토배경) 연평균 14% 성장, 10년 596억달러의세계시장이전망되는풍력산업을신성장동력으로육성하기에정책적 사회적기반여건이미흡 기후협약, 화석연료고갈에따른환경, 에너지문제해결및신성장동력확보를 위해선진국들은풍력, 태양광, 바이오연료등에투자를확대하는중 - 국가차원의에너지안보, 기후변화협약대응및신성장동력확보를위해풍력산업육성은매우중요함 풍력산업은다른재생에너지원과비교하여높은경제성과 CO 2 감축에효과적이며, 1MW당 15명의고용을창출하는고도의기술이요구되는산업임 - 국가에의해통제받는전력산업과밀접한관계가있어국가에의해계획, 육성이가능하며, 풍력발전설비의대형화로조선, 중공업과연관이높은산업임 풍력산업이정부의신성장동력, 중점녹색기술에누락되어향후체계적인범부처의 지원부족으로기술격차가더벌어질것이우려됨 - 풍력산업은무공해풍력자원의에너지화로저탄소녹색경제를구축하고, 일자리와고부가가치를창출할수있는신성장동력산업임 - 일부기업들은풍력산업에투자를확대하고있기때문에규제개선및정부지원정책확대등이뒷받침되면기존글로벌상위업체의추격이가능함 주요국과우리나라의풍력산업현황및지원정책을비교 분석하여신성장동력으로서풍력산업의발전전략을제시하고자함 ( 풍력산업의특징) 풍력산업은바람을이용한발전단가가저렴한친환경에너지로기존의화석연료발전방식과경쟁이가능한유망한산업분야임 無공해, 無연료비, 저렴한운전 유지비, 짧은건설및설치기간으로국가전력수급에 탄력적으로대응이가능하며, 관광지로도활용이가능함 풍력산업은부품 기자재 풍력발전시스템제조 설치 시공 발전서비스로 이루어져있고기계부품, 조선, 플랜트, 토목 건축산업등과연계됨 - 주요기술로는바람분석기술, 구조물설계 제조 설치 시공기술, 발전사업의운전 유지기술, 기간전력계통망연계 운용기술등 세계시장에서는 5MW급의대형풍력발전시스템운영으로가격경쟁력을확보 하였으며, 최근에는육상의입지제한을극복하고대형화가가능한해상풍력발전이 확대되는추세임 - 해상풍력은육상풍력에비해 20배규모의단지조성및 1.4 배의발전효율이가능하나, 기반공사및해저케이블설치로인해 2배의높은초기투자비용이요구됨
요약 ( 풍력시장현황) 유럽, 북미, 아시아를중심으로풍력발전설비는 99년 14GW 에서 08년 120GW로 8.6 배성장하였으며, 10년에는 596억달러시장이형성될것으로전망됨 독일, 미국, 스페인등상위 10개국비중이 86.2% 이며, Vestas( 덴), Enercon( 독), Gamesa ( 스페) 등상위 5개업체가 76.3% 를차지하여과점현상을보임 - 00년대들어글로벌기업인 Vestas, GE Wind, Siemens, Alstom 등은설비의대형화및기술력향상을목적 으로 M&A를통해기업의성장및수직계열화를추진하였음 국내풍력시장은 01년 750kW 급으로기술개발을시작하여, 효성과유니슨이 2MW 발전기실증, 두산중공업 3MW 해상풍력시스템을개발중임 - 효성 750kW 풍력시스템의국제인증으로수출여건마련, 두산중공업 3MW 해상풍력시스템개발, 현대중공업, 삼성중공업,LS전선등대기업의참여로기술추격가능 ( 풍력산업정책) 독일, 스페인등고정가격제(FIT) 채택국가가의무할당제(RPS) 시행국가보다풍력발전거래가격이저렴하고, 보급이활성화됨 RPS제도대비 FIT 제도는풍력발전보급의활성화, 저렴한발전단가, 소규모발전 사업자참여가능, 사업불확실성제거등의장점이있음 ( 독일) 07년 2만 2,247MW로 39.5TWh의전력을생산하는세계 1위의풍력국가로 22억유로투자로 8만 4,000개일자리와 35억유로의매출을달성 - 91년부터 FIT 제도시행으로풍력발전이급속히확대되었고, 09년에는발전차액을 0.092/kWh( 육상), 0.15/kWh( 해상로인상하고연간인하율도 ) 2% 에서1% 로감소 ( 스페인) 07년 1만 5,145MW로 27.0TWh의전력을생산하여전체전력의 9.8% 를충당하였으며, 정부지원하에 10MW급풍력발전시스템을개발중 - 98년부터 FIT 제도와시장가격에추가보상을해주는두가지방식으로풍력발전을지원하며, 10년까지약 20GW 발전설비보급을목표 ( 덴마크) 07년 3,124MW로 7.2TWh의전력을생산하여전체전력의 19.9% 를충당하 였으며, 기존발전설비의 Repowering과해상풍력을적극적으로지원 - 세계 1위 Vestas 는 08년에 11조원의매출로 GDP 5.7% 를달성하였으며, FIT, RPS, 녹색인증제도등의다양한정책지원제도로풍력발전을육성함 ( 미국) 07년신규로 5,329MW를설치해세계 1 위, 누적발전용량 1만 6,904MW로 48TWh의전력을생산해전체전력 1% 를달성한세계 2위풍력발전보유국 - 08 년미국에너지부(DOE) 는 30년까지전체전력의 20% 를풍력으로달성하여, 발전용천연가스 50%, 발전용석탄 18% 절감을목표로주별로연간 100MW 이상의풍력발전설치를독려 - 한때일관성없는정책으로풍력발전보급이불안정했으나년이후생산세액공제제도의년말,, 05 (PTC) 09 까지연장과안정적제도시행으로크게성장함
요약 ( 중국) 08년 6,300MW를신규설치하여누적용량은 12,210MW 이며, 03 08년에는 연평균 102% 의높은성장으로세계풍력시장 4위를차지 - 세계 9위 Goldwind, 10위 Sinovel 등은라이센스도입으로제품을개발하였으나, 기술력확보를위해대형풍력발전시스템개발및단지조성에 R&D 투자를추진중 - 강력한산업화정책과지방정부의풍력발전단지까지접근로건설, 전력계통망업자의송전선건설지원등에힘입어국산화율이 07년 55.9% 까지확대되었음 ( 일본) 07년누적용량이 1,538MW로 2.2TWh 전력을생산하여전체전력수요의 0.2% 를차지하고, 10년까지 3,000MW의풍력발전설비설치예정 - 태풍, 낙뢰등일본환경에적합한풍력발전시스템개발을노력하고있으며, 풍력발전초기투자비의 30 50% 지원및계통연계소용비용의일부를지원 ( 한국) 08년누적용량이 299MW 로초기진입단계이나, 정부의적극적인육성정책이동반된다면기업이확보한조선, 중공업기술과시너지를창출하여향후풍력선진국대열에합류할수있을것으로전망됨 - 정부는향후5년간 2,900 억원투자로 20년까지 2,000MW 의국산풍력발전기공급및 30년까지누적설비용량 7.3GW 구축계획을발표하였으나, 주력산업으로육성을위해서는관련규제개선및예산지원확대가필요 - 풍력발전설비핵심기술은세계수준의 79%, 국산화율은설계 63%, 제작 생산 80% 수준으로국내풍력산업발전을위해서는설계역량강화가필요함 ( 정책개선과제) 풍력산업을고용과고부가가치를창출할수있는신성장동력으로인식하고, 명확한목표와실행계획수립, 발전차액제도개선, 규제완화, 조속한실증사업추진등의정책필요 의무할당제(RPS) 보다풍력산업육성에효율적인발전차액제도(FIT) 를개선하여일관성있게장기간추진하고, 해상풍력용발전차액제도를신설하여초기안정적인시장을구축해야함 - 환율급등, 원자재가격상승등을고려하여육상풍력의발전차액기준가격인 107.29 원/kw 에서인상하고, 연간인하율도현재 2% 에서 1% 로조정필요 - 해상풍력의발전차액제도를신설하고, 육상풍력에비해설치 유지 보수비용이높아초기에는 60 70% 높게발전차액기준가격을설정해야함 풍력발전시장활성화를위해행정적, 법률적, 사회 환경적규제를개선할수있는 One-Stop Service' 시스템구축및국민공감대형성필요 - 풍력단지조성시인 허가절차간소화, 공유수면점 사용기간개선, 산지관리법, 문화재관리법, 자연공원법, 군사시설보호법등의제도완화및국민공감대조성필요 풍력발전단지까지의계통연계및인프라조성비용을정부가지원하고, 국산부품사용인센티브제공및조속한시범사업추진을통해국내기술경쟁력확보 - R&D 결과를상용화로연계할수있도록조속한실증사업추진및 Value-Chain 상기술개발업체에게추가세액공제, 보조금지원등의인센티브제공이필요
풍력산업현황과개선과제 Ⅰ. 검토배경 기후변화협약 1) 및화석연료고갈에따른에너지문제를해결하기위해신재생에너지 2) 개발은전세계적으로매우시급하고중요한문제 최근선진국들은이산화탄소감축및신성장동력확보를위해신규에너지원인풍력, 태양광, 바이오연료등에투자를확대 - 美캠브리지에너지연구소는 30년그린에너지분야투자규모를 7조달러로예측 연평균 14% 성장, 10년 596억달러3) 로전망되는세계풍력발전설비시장에서국내기업의경쟁력은아직미약한실정 국내풍력산업육성을위한정책지원이부족하고, 풍력산업을통한부가가치와 고용창출에대한국민인식이부족함 - 기업들은 09년풍력산업에약 2,100억원의투자계획을발표4) 풍력산업이정부의신성장동력, 부족으로기술격차가더벌어질것이우려됨 중점녹색기술에누락되어향후국가지원 - 범부처사업인신성장동력, 중점녹색기술정책에누락되어사업추진시 부처간공조의어려움이예상 - 분산전력인풍력산업은스마트그리드, 그린홈 100만호건설등과연계가능 국내자연환경, 기술수준및기업의사업계획등을감안할때향후신성장동력으로의발전가능성은충분하나, 사업인프라, 행정적 법률적규제및사회 환경적공감대등기반여건이아직미흡함 기업들은온실가스감축, 대체에너지확보를위해풍력산업에투자를확대 하고있으나, 글로벌선도업체와경쟁을위해서는초기시장확보, 전력연계 1) 석유 석탄과같은화석연료의사용시배출되는이산화탄소 (CO2) 가유발하는온실효과로지구온도가상승하는것을방지할목적으로이산화탄소배출을줄일의무를부과한국가간협약 2) 기존의화석연료나원자력이아닌새로운기술을활용한에너지또는재생가능한에너지를의미 3) 10년발전설비 29GW 의단위당평균비용(1,392 유로/kW) 에 08 년평균환율( 유로/ 달러) 1.48을곱한수치 4) 2009, 지식경제부, 2009년도신재생에너지 11대중점프로젝트재인용 7
FKI ISSUE PAPER 2009-0009 인프라구축, 관련규제개선등이난관 주요국과우리나라의풍력산업현황및지원정책을분석하여신성장동력으로서풍력산업의발전전략을제시하고자함 8
풍력산업현황과개선과제 Ⅱ. 풍력산업의개요 1. 풍력산업의특징 풍력발전이란무공해, 무제한인바람의운동에너지를회전날개에의한기계에너지로변환하여발생한유도전기를사용하는시스템 가장보편적인덴마크식풍력발전시스템은금속원통형타워에수평축프로펠러,3개블레이드와증속장치에의한유도발전방식 풍력발전시스템구성 Electrical transmission system Large scale wind plant Rotor blade Brake Gear box Conditioning electronics Yaw drive Generator Wind direction Nacelle 자료 :NREL인용 풍력발전은발전단가가저렴한친환경재생에너지로기존의발전방식을대체할수있는유망한산업분야임 - 이산화탄소흡수량기준으로 2MW급풍력발전시스템 1기는 500만평이상의산 림대체효과가있음 - 도로변의소음환경기준이밤 45dB, 낮 55dB 인것을고려하면, 산간또는 해안에설치된풍력발전소음 43 55dB는환경적으로큰문제가없음 9
FKI ISSUE PAPER 2009-0009 풍력산업의장단점 장점 단점 - 無공해, 無연료비, 운전 유지비가저렴하여가격경쟁력확보 - 평균최소 4m/s 이상의바람이필요해입지가제한적임 - 건설및설치기간이짧아국가전력수급에탄력적대응가능 - 제어가불가능한자연에너지시스템의특성상설비이용률이낮음 - 지상토지및주변단지를농사, 목축, 관광으로활용가능 - 대형구조물설치로인해그림자발생등주위환경에영향을줌 자료 : 산업은행, 2008. 2. 자료재구성 풍력발전시스템은구조, 운전방식, 출력제어방식, 전력사용방식에따라구분됨5) 블레이드의회전축방향에따라수직축과수평축발전기로구분 - 수직축은바람방향에관계없고구조가간단하나, 수평축에비해효율이낮음 - 보편적방식인수평축은고공의바람을이용해효율이높으나, 바람방향에영향 기어장치의유무에따라기어형과기어리스형으로구분 - 기어형은저렴한제작비용및높은신뢰도가장점이나, 기계적소음발생과 복잡한시스템으로유지관리비용이상승함 - 기어리스형은기어장치등의기계부품을제거하여구조가간단하여유지보수및소음에유리하나, 비싸고직경이큰단점이있음 출력제어방식에따라수동형 능동형실속제어방식과피치각제어방식으로구분 - 수동형실속제어방식은날개의붙임각을고정하여일정풍속에서최대의추력계수가발생하나, 기술적한계로일정한정격출력유지가힘듦 기준 구조상( 회전축방향 ) 운전방식 출력제어방식 전력사용방식 풍력발전시스템분류 분류 수평축( 프로펠라형) 수직축( 다리우스형, 사보니우스형) 정속운전( 기어형) 가변속운전( 기어형, 기어리스형) 피치각제어 능동형실속제어 수동형실속제어 계통연계( 유도발전기, 동기발전기) 독립전원( 유도발전기, 동기발전기) 자료 : 산업자원부, 신 재생에너지 RD&D 전략 2030 자료재구성 5) 2007, 산업자원부, 신 재생에너지 RD&D 전략 2030 10
풍력산업현황과개선과제 - 능동형실속제어는날개의붙임각을조절하여정격풍속이상에서도정격출력을유지하기위한방식이나, 공력하중의증가및소음발생 - 피치각제어방식은정격출력을일정하게유지하기위해회전자블레이드를조절하는방식으로섬세한제어가요구되는방식 풍력발전설비의규모와사용처에따라풍력발전시장을구분하며현재의풍력산업은계통연결상업용발전시장과연관됨 수 kw급의소형가정용발전설비부터수 MW급의대용량해상풍력설비까지다양 - 소형 10kW 이하 : 가정, 농장및원격지독립전원( 양수, 통신등) - 중형 10 250kW : 독립마을단위전원, 복합발전및분산전원 - 대형 250kW 3MW : 기간전력계통망연결상업용육상풍력발전 - 초대형 3MW 이상 : 수백MW 이상의대규모상업용해상풍력발전 풍력기술의발전에의해발전단가가낮아져서화석연료및다른재생에너지발전원에비하여가격경쟁력을확보한수준임 육상풍력 1kWh 생산에 0.054 의비용이소요되어, 석탄화력 0.06 및가스화복합발전 0.05와는경쟁이가능함 - 해상풍력의경우초기설치비용때문에발전단가가 0.079로높음 - 09년 2 월기준, 국내발전효율은풍력 26.1% 로태양광 12.4% 에비해 2배높음 주요기술별발전단가 기존및화석에너지 신재생에너지 기술 단가 ( /kwh) 6) 기술 단가 ( /kwh) 원자력 0.038 풍력( 육상) 0.054 석탄화력 0.06 풍력( 해상) 0.079 가스화복합발전 0.05 지열 0.053 가스화단일발전 0.076 태양광 0.265 자료 : HSBC, 2007. 3 6) /kwh는 1,000 watt-hour 의전기를발전하는데소요되는비용, SERI, 2007. 7 11
FKI ISSUE PAPER 2009-0009 국가에의해통제를받는전력산업과밀접한관계가있는풍력산업은국가에의해계획, 육성이가능한산업 전력거래시장은국가기관에통제를받는당국에의하여조정되는전력산업의특성상풍력발전사업도국가계획하에서운영 - 풍력발전사업은최종상품인전기의송 배전산업과연관될수밖에없으므로전력거래시장과밀접한관계 풍력발전설비의대형화로부품및완성산업은중공업과유사함 - 최근 5MW급의풍력설비는회전자직경이 120m 이상임 2. 풍력산업구조 풍력발전산업은 < 부품 기자재 풍력발전시스템제조 설치 시공 발전서비스> 등의부문으로이루어진구조 풍력자원을발전하여가공한후배송하여이용하는단계에서부가가치가발생 - 주요기술로는바람분석기술, 구조물설계 제조 설치 시공기술, 발전사업의운전 유지기술, 기간전력계통망연계 운용기술등 부품 기자재는풍력발전시스템제작에필요한구성품이나부품의생산, 발전소건립에필요한기자재를생산하는분야 - 블레이드, 기어박스, 타워등이주요구성품 풍력발전시스템은구성품을조립하여발전시스템을제작하는사업으로제조업중에서가장핵심이되는분야 - 주요부품인블레이드, 발전기, 타워, 증속기분야에서국산화가진행중 설치 시공은발전소건립을위한엔지니어링, 건설등을수행하고, 발전서비스는발전소를운영, 발전하여전력을제공 - 풍력단지를개발하기위해입지평가를수행하는전문컨설팅업도존재 12
풍력산업현황과개선과제 풍력발전산업의구성및내용 풍력발전시스템제조분야에서는덴마크, 스페인, 독일, 미국등의소수상위업체가시장을주도 07년상위 5개업체의점유율이 76.3% 로집중되어있음 - Vestas( 덴), Enercon( 독), Gamesa( 스페), GE Wind( 미), Siemens( 덴) 국내에는효성, 두산중공업, 유니슨등이발전기를제조하고있으나개발된 국산풍력발전기의시장진입율은매우낮음 7) - 08. 12월기준으로상용풍력발전 146기중 145기가외산제품 풍력발전의총비용중풍력발전시스템이약 80% 를차지하며, 계통연계를위한비용이약 10% 로큰비중을차지하고있음 타워(26.3%), 블레이드(22.2%), 기어박스(12.9%) 의원가가전체비용의약 61% 차 지 - 토지비용은석탄발전 (3,462m 2 /GWh), 태양광(3,237m 2 /GWh) 에비해풍력은 1,335m 2 /GWh로낮은수준임8) 7) 2009. 지식경제부 2009년도신 재생에너지중점프로젝트보도자료 8) 2009, 삼정 KPMG, Intro to Clean Energy : Wind 13
FKI ISSUE PAPER 2009-0009 부품업체는풍력발전시스템업체의 OEM이나수직계열로존재 풍력발전시스템구성요소및원가구조 구성요소원가비율 (%) 타워 26.3 로터블레이드 22.2 기어박스 12.9 파워컨버터 5.0 발전기 3.4 메인샤프트 1.9 자료 : EWEA( 미래에셋증권 2007. 7. 재인용 기어박스, 블레이드등의주요부품에대해서는전속 OEM 관계또는수직 계열화추세임 - 기타부품에대해서는글로벌아웃소싱이일반적 - 국내업체가주도하고있는메인샤프트는전체비용의 1.9% 수준 3. 풍력산업동향 풍력발전시스템의대형화를통해가격경쟁력을확보하고, 가변속운전기술의적용으로효율및내구력이향상 현재상업용대형풍력발전설비는 5MW 급이며, 향후수년간정체될것으로예상 - 풍력시장이공급자중심으로신규모델개발필요성이낮고, 대형화로인한기술적및경제적장애로시장경쟁력확보가불확실 풍력발전설비의대형화에따른단위발전기당가격상승으로고도의엔지니어링기술이요구 - 풍력발전시스템용량은 80년 50kW 에서 05년 5,000kW로 100배증가 14
풍력산업현황과개선과제 상업용풍력발전설비의대형화추이 자료 : EC 2007 자료재인용 현재풍력시장은증속운전유도발전방식과직결구동동기발전방식이양분 9) 증속운전유도발전방식은 효성 750kW, 2MW 및한진산업의 1.5MW가있음 직결구동동기발전방식은독일 Vestas, GE, Gamesa, Siemens 등이있으며, 국내에는 Enercon이채택하고있는기술로국내에는 유니슨의 750kW 풍력발전시스템이있음 - 유니슨 2MW, 두산중공업 3MW는단순증속운전동기발전방식으로개발중 직결구동동기발전방식풍력발전시스템 증속운전유도발전방식풍력발전시스템 9) 2008, BWE, Technology, German Wind Energy Association 15
FKI ISSUE PAPER 2009-0009 입지제한, 대형화추세에따라해상풍력발전시스템은더욱확대될것으로전망 해상풍력은육상풍력에비해풍력자원이우수하고대단지화에유리하나, 기반 공사및해저케이블로인해2배의초기투자비용이요구됨 - 높은풍속및공간적특성으로해상풍력은육상풍력에비해 20배의단지규모건설및 1.4배의높은발전효율이가능함 - 해상풍력단지건설비용은풍력발전시스템 51%, 전력망연계공사 18%, 지주대기반공사 16% 등으로구성 - 해수부식및접근성으로인해운전 정비비용이육상발전에비해높음 해상풍력과육상풍력비교 구분해상풍력육상풍력 풍속 8 12m/s 4 8m/s 단지규모 300MW 15MW 발전효율 40% 29% 초기투자비용 1,230 1,900$/kW 850 1,350$/kW 자료 :SERI, 산업전망대( 09.4.) 자료재구성 선진국에서는 5MW 급풍력발전시스템이상용화되었으나, 국내는 3MW급을 개발하고있어아직기술격차가있음 - 선진국대비기술수준에서해상풍력발전기 40%, 운영 관리 60% 로격차가있으나, 해상토목기초 80%, 전력선연계는 90% 로근접한수준10) 4. 풍력산업의중요성 정책적으로국가차원의에너지안보확보, 통한녹색경제구축을위해중요 기후변화협약대응및시장확대를 풍력발전설비의대형화추세는국내높은중공업기술및인프라로인해향후시장에서경쟁이가능함 10) 2007, 산업자원부, 신 재생에너지 RD&D 전략 2030 16
풍력산업현황과개선과제 - 세계최고수준의조선, 플랜트및건설산업으로단기간에선진풍력발전 기술추격이가능 풍력발전단지의조성은기존발전소와는달리단계별로준공이가능하여국가전력수요에탄력적대응이용이 10년풍력산업은발전설비 29GW, 시장규모 596억달러에달할정도로미래신성장동력으로유망하며고용효과도높은산업임 미래에풍력산업은다른에너지원에비해낮은발전단가와효율적인 CO 2 감축이가능할것으로전망 - 20 년이되어도태양광(0.15 0.24 /kwh) 에비해육상풍력(0.023 0.038), 해상풍력(0.03 0.045) 은발전단가가크게낮을것으로전망 - 1MW급풍력발전기는 1년간 600 1,000 톤의석탄을대체하여, 연간아황산가스 2.6 톤, 질소산화물 1.3 톤, 이산화탄소 1,700톤배출을억제11) 2020 년에너지원별발전단가비교 분야 태양광 육상풍력 해상풍력 원자력 복합가스 2020 년발전단가( /kwh) 0.15 0.24 0.023 0.038 0.03 0.045 0.045 0.06 0.03 0.035 자료 : SEA Wind Europe( 신 재생에너지 RD&D 전략 2030 재인용) 10년에해상풍력발전은 7.48 명/M 의고용을창출하여, 태양광및태양열에비해고용효과가더높을것으로전망됨 - 풍력발전의건설, 제조, 부품, 유지관리등의연계산업에서 1MW당 15명의고용창출이가능함 12) 대체에너지발전에대한고용효과 분야 2010 2020 건설 시공( 명/M ) 운영 유지( 명/GWh) 건설 시공( 명/M ) 운영 유지( 명/GWh) 태양-열발전 6.40 0.44 6.51 0.25 태양-태양광 6.97 0.22 5.38 0.40 풍력-해상 7.48 0.14 6.71 0.22 풍력-육상 6.06 0.09 6.07 0.14 소수력 5.17 0.86 5.21 0.09 자료 : SEA Wind Europe( 신 재생에너지 RD&D 전략 2030 재인용) 11) 2008, 지식경제부, 해상용초대형풍력발전시스템개발기획보고서 12) 2009, KOTRA, 그린허브코리아세미나 17
FKI ISSUE PAPER 2009-0009 풍력산업은정밀한설계기술과높은신뢰성을확보해야하는고도의기술집약적산업 풍력산업의기술은시스템부품간의상호작용으로항공산업과같은정밀한설계기술과엔지니어링기술이필요 바람의고유특성인간헐성, 제한성, 임의성을극복할수있는연구개발과 전력계통망과의연계기술이중요 - 육상및해상풍력발전과전력계통망과의접속및송전기술개발 18
풍력산업현황과개선과제 Ⅲ. 세계풍력시장및기업현황 1. 세계풍력시장현황 온실가스감축요구및대체에너지시장의갑작스런확대로인해세계풍력시장은소수대형업체가과점화하고있는상황 풍력시장은과수요로인해판매자가주도하며, 글로벌기업및 M&A를거친 소수의대형제조사가주도하는시장 08년세계풍력발전설비시장규모는신규용량 27GW, 누적용량 120GW로지난 10년동안 8.6배성장13) 신규발전설비는 97년 1.5GW 에서 08년 27GW로연평균 30% 의고성장을하 였으나, 향후에는 14% 로다소낮아질전망14) - 풍력시장은 07년 354 억달러에서 10년 596억달러로성장이전망됨 세계연간풍력발전설비용량(GW) 추이 자료 : GWEC, 2008. 자료재인용 유럽, 북미, 아시아등이세계풍력시장을견인하고있으며, 앞으로는유럽보다는북미, 아시아시장이빠르게성장할전망 가장큰시장은유럽으로 07년 8.5GW의풍력발전설비가설치되어전체시장의 43% 를차지 13) 2009, GWEC, Global Installed Wind Power Capacity 14) 2008, GWEC, GLOBAL WIND 2007 REPORT 19
FKI ISSUE PAPER 2009-0009 07 년기준풍력발전시장을선도하는독일, 미국, 스페인등을포함한상위 10국의비중은 86.2% 에달함15) 07년누적풍력발전용량은독일 2만 2,247MW, 미국 1만 6,904MW, 스페인 1만 5,145MW, 인도 7,946MW, 중국 5,983MW 등 - 신규설비용량은미국 5,329MW, 스페인 3,552MW, 중국 3,497MW, 인도 1,749, 독일 1,667MW, 프랑스 895MW 등 2007년세계풍력발전시장점유율상위10국분포 순위국가 2007 년신규발전(MW) 국가 2007 년누적발전(MW) 1 미국 5,329 독일 22,247 2 스페인 3,552 미국 16,904 3 중국 3,497 스페인 15,145 4 인도 1,749 인도 7,946 5 독일 1,667 중국 5,983 6 프랑스 895 덴마크 3,124 7 이탈리아 603 이탈리아 2,726 8 포르투갈 434 프랑스 2,454 9 영국 427 영국 2,389 10 캐나다 386 포르투갈 2,150 - 일본 129 일본 1,538 - 한국 20 한국 190 자료 : GWEC, 2008. 자료가공 풍력자원, 되는추세 단지규모등에서유리한해상풍력발전이유럽을중심으로확대 유럽풍력협회(EWEA) 는유럽에서해상풍력설비가 10년까지 40GW, 20년까지 70GW가설치될것으로전망함 - 덴마크, 독일, 네덜란드등유럽을중심으로 06년까지 904MW의해상풍력이보급 30년에는 EU 327GW, 미국 310GW 의풍력설비가설치되고, 중국, 인도등의아시아풍력시장이크게성장할것으로전망 16) 15) 주어진데이터를재가공 2008, GWEC, Global Installed Wind Power Capacity( ) 16) 2008, EWEA, Pure Power, Wind Energy Scenarios up to 2030 20
풍력산업현황과개선과제 08 년부터 30년까지 EU의풍력발전설비는연간 19.5GW, 총 339억유로가투 자될것으로전망 - 육상 207GW, 해상 120GW 등총 327GW 설치전망 30년까지미국은총전력수요의 20% 를풍력이담당하도록연간 13GW를신 규로설치하는계획을수립 17) 세계풍력발전 1위인독일은타국에비해전력공급망에서풍력이차지하는비중이10배정도높음 미국과중국도 06년이후풍력발전의신규용량이급격히증가 - 07년기준으로한국은중국의 7분의 1, 일본의 2분의 1 에불과하고, 증가율도완만하여격차가더벌어질것으로예상 국가별신규풍력과전력공급량비교 (kw/twh) 자료 : 김은일, 전력기술컨퍼런스, 2008 자료재인용 2. 풍력제조업체현황 07년세계풍력발전시장에서상위 10개풍력제조업체가 88.8% 의비중을 차지 18) 스페인 Gamesa와 Acciona, 미국 GE Wind, 중국 GoldWind는자국의풍력발전 보급정책에힘입어점유율이향상 17) 2008, US DOE, 20% Wind Energy by 2030 18) 2007, BTM Consult ApS, World Market Update 2006( 주어진자료로재인용) 21
FKI ISSUE PAPER 2009-0009 - 6개국가가상위 10 개제조사를보유하고있으며, 점유율은덴마크 36.4%, 독일 17.6%, 스페인 15%, 미국 12.9%, 인도 4.6%, 중국 2.7% 순임 1위 Vestas( 덴마크) 의점유율이 29.4% 로낮아지고미국의시장확대로 4위 GE Wind( 미국) 과 2위 Enercon( 독일) 의격차가 0.8% 로줄어듦 - 6위 Suzlon( 인도) 는 06년대비 78.8% 의급격한성장을보였으며, Sinovel( 중국) 은새롭게 10위권으로진입 구분 2007년세계풍력시장상위10개제조업체점유현황 2007 풍력발전누적 2006 풍력발전누적 용량 (MW) 점유율 (%) 용량 (MW) 점유율 (%) 1. Vestas( 덴마크) 29,508 29.4 25,006 32.0 2. Enercon( 독일) 13,770 13.7 11,001 14.1 3. Gamesa( 스페인) 13,306 13.3 10,259 13.1 4. GE Wind( 미국) 12,979 12.9 9,696 12.4 5. Siemens( 덴마크) 7,002 7.0 5,605 7.2 6. Suzlon( 인도) 4,724 4.7 2,641 3.4 7. Nordex( 독일) 3,886 3.9 3,209 4.1 8. Acciona( 스페인) 1,671 1.7 798 1.0 9. GoldWind( 중국) 1,457 1.5 627 0.8 10. Sinovel( 중국) 746 0.7 75 0.1 Others 11,269 11.2 9,193 11.8 계 100,317 100.0 78,110 100.0 자료 : BTM Consult ApS, 2007 자료재인용 자국내메이저급업체가있을경우이제조업체가내수점유율하는것으로나타나자국풍력시장육성이중요 1위를차지 풍력시장이활성화된국가들은산업특성상대규모투자가동반되는국책사업이며, 유지보수의용이성등으로자국기업을육성함 - 풍력설비이외에운송, 건설, 계통연계비용의비중도커서현지업체가경쟁력을확보할수있으며, GE Wind( 미국), Suzlon( 인도), GoldWind( 중국) 등이대표적 프랑스, 이탈리아, 포르투갈등은자국적의대형제조업체는없지만, 풍력발전 시장은지속적으로성장 - 풍력제조업외에발전사업, 건설및서비스시장을창출하고, 외국제조업체의 22
풍력산업현황과개선과제 생산기지유치및기술이전으로자국제조업을육성하고자함 2006 세계풍력시장상위 7개국내점유제조업체순위 구분 풍력발전시장점유상위제조업체순위 1위 2위 3위 1. 미국 GE Wind( 미) Vestas Siemens 2. 독일 Enercon( 독) Vestas REpower 3. 인도 Suzlon( 인) Enercon Vestas 4. 스페인 Gamesa( 스페) Acciona Vestas 5. 중국 GoldWind( 중) Vestas Gamesa 6. 프랑스 Nordex( 독) Vestas REpower 7. 캐나다 GE Wind( 미) Vestas Enercon 자료 : BTM Consult ApS, 2007 자료재인용 풍력산업육성을위한풍력기술획득전략은자체개발, 라이선스계약, 인수 및합병(M&A) 등으로각기장단점이존재함 초기높은설비투자비와중공업수준의인프라가필요하여중공업분야의경쟁력이있는국내기업의기술추격이가능 - 자체개발사례로는 Vestas( 덴), Enercon( 독), Nordex( 독) 등풍력발전 R&D 역 량을보유한기술선진국에서출현 - 기술보유제조업체와합작또는라이선스제작후독립한사례로는 Gamesa ( 스페), Suzlon( 인), GoldWind( 중) 등후발국제조업체 - 기존전문풍력제조업체의 M&A를통한시장진입으로는 GE Wind( 미), Siemens( 덴), Areva( 프), Alstom( 프) 등다국적거대기업군 풍력기술획득전략 구분장점단점사례 자체개발사업전반에걸쳐강력한통제권 라이선스계약 적은비용으로기술습득이용이, 학습효과극대화 높은비용및시간이소요, 높은위험부담 첨단기술이전의한계가존재 Vestas, Enercon, Nordex Gamesa, Suzlon, GoldWind 인수및합병단기간내에첨단기술습득가능높은비용과대상부족 GE Wind, Areva, Siemens, Alstom 등 등 자료 : 산업자원부신 재생에너지 RD&D 전략 2030, 자료재구성 23
FKI ISSUE PAPER 2009-0009 00년대들어풍력발전의대형화및기술집약에따른재정압박으로글로벌대기업 GE Wind, Siemens, Alstom 등의 M&A가활발19) 풍력산업을미래성장동력으로잠재력을인정하여 및수직계열화의주요도구로활용 M&A를통해기업성장 - Vestas 는 04년세계 3위 NEG Micon을인수하여점유율을크게확대 - GE Wind 는 01년Enron을인수하여세계2위로도약 - Simens와 Suzlon 등이기어박스업체인 Winergy와 Hansen 을인수, 전체기어박스시장의 70% 를점유 최근주요풍력기업 M&A 현황 인수업체 피인수업체 M&A 시점 인수금액 GE Wind Enron 2002. 5 $325 million Vestas NEG Micon 2004. 2 주식교환합병 Siemens Flender Holdings GmbH 2005. 3 $1.5 billion Suzlon Hansen Transmission 2006. 3 460 million REpower 2007. 6 1.35 billion Alstom Ecotecnia 2007. 6 350 million Areva Multibrid 2007. 9 150 million(51%) 자료 : Renewable Energy World, Jonathan Johns 2007 자료재인용 글로벌기업의사업모델은기업이보유한기술역량및사업구조에따라다양한방식으로추진 20) 풍력발전의핵심인풍력터빈공급중심사업자와단지조성, 인허가, 운영보수까지 일괄공급(Turnkey) 하는방식으로구분 - Mitsubishi나 Vestas는풍력터빈공급중심이며 Gamesa는터빈부터서비스까지일괄공급, GE, Enercon, Siemens 등은그중간전략을채용 19) 2007, Jonathan Johns, Where to watch: Ernst & Young s Renewable Energy Country Attractiveness Index, Renewable Energy World,Vol10Issue5( 자료로부터편집) 20) 2007, 산업자원부, 신 재생에너지 RD&D 전략 2030 24
풍력산업현황과개선과제 글로벌기업의사업모델 자료 : 산업자원부신 재생에너지 RD&D 전략 2030, 자료재구성 세계주요풍력사업자들은경쟁력있는분야는집중개발하고, 자회사또는아웃소싱하는비즈니스전략을추진 다른분야는 - 시장선도기업은로터블레이드, 콘트롤러등발전기핵심구성품에대해서는 내부제조역량을확보하기위한수직계열화를강화하고있음 국내기업들도한국형브랜드를개발할수있는시스템설계기술을우선확보한후부품은자체개발또는아웃소싱의전략채택필요 - Mitsubishi와 Gamesa, Suzlon은 Rotor/Blade에서 Tower까지일괄생산방식을채택 하고있으나,Vestas,GEWind 등은로터 블레이드, 발전기등핵심부품에집중하고있음 풍력발전주요공급자들의주요부품별개발전략 Vestas GE Wind Gamesa Enercon Mitsubishi Suzlon Rotor/Blade Gearbox - - Controller - Generator Tower - 자료 : 산업자원부신 재생에너지 RD&D 전략 2030, BTM Consult 자료재구성 25
FKI ISSUE PAPER 2009-0009 3. 국내풍력산업기술개발동향 국내에서풍력발전설비에대한체계적인기술개발은 시작됨 21) 90년대초정부지원으로부터 01년초에시작된 2종의 750kW급을출발점으로본격적인상업용풍력발전설 비기술을개발 - 01년이전에수행된과제들은기술적 경제적한계로상용화에실패 국내의풍력발전설비의개발은정부지원으로한국화이바, 효성, 유니슨등 소수의업체들이연구개발을주도 - 90 년대에는한국화이바가주도하였고 00년대에효성과유니슨이 750kW급을 시작으로 2MW급까지정부지원으로개발을수행 두산중공업은 06년부터 3MW 급해상용풍력발전장치를개발중이며, 08년말 현대로템 2MW급과효성 5MW급개발이진행 - 한진산업은독일전문업체로부터설계및부품을도입하여 1.5MW을조립 제작하여실증연구를수행 07년부터현대중공업과삼성중공업은정부지원없이독자적인 R&D 투자로상 업용수 MW급풍력발전설비를개발중 - 현대중공업은기술도입으로수 MW급해상풍력발전설비를개발계획 정부지원풍력발전설비의개발현황 주관 내용 기간 한국화이바( 주) 수직축풍력발전시스템개발 1992 1996 한국화이바( 주) 중대형풍력발전시스템개발 1996 2001 ( 주효성 ) 750kW Geared Type 풍력발전시스템개발 2001 2004 유니슨( 주) 750kW 기어리스형풍력발전시스템개발 2001 2004 ( 주코윈텍 ) 1MW급 Dual-rotor 풍력발전시스템개발 2003 2006 ( 유) 한진산업 1.5MW급풍력발전시스템실증 2005 2006 ( 주효성 ) 2MW급풍력발전시스템상용화개발 2004 2007 유니슨( 주) 2MW Multibrid형풍력발전시스템개발 2004 2007 ( 주) 두산중공업 3MW급해상용풍력발전시스템개발 2006 2009 현대로템( 주) 2MW급저풍속직결구동형풍력발전시스템개발 2008 2011 ( 주효성 ) 5MW급대형해상풍력발전시스템개발 2008 2011 자료 : 산업자원부 2006 년도신재생에너지기술개발사업자료집, 자료재구성 21) 2007, 산업자원부, 2006년도신재생에너지기술개발사업자료집 26
풍력산업현황과개선과제 국내풍력발전장치의개발에적용된대부분의기술은세계시장지배제품의기술로서다음과같은특징을보유 증속운전유도발전방식을채택하고있는모델로는효성의 한진산업의 1.5MW이존재 750kW, 2MW 및 직결구동동기발전방식은유니슨의 으로는유니슨의 2MW과두산중공업의 3MW가개발중 750kW 가있으며, 증속운전동기발전방식 국내에서개발되었거나, 개발중인풍력발전장치모두출력조절은피치제어에 의해구동되며, 대부분가변속운전방식을채택 - 효성 750kW와한진산업 1.5MW는정속운전방식을채택 정부지원으로개발된풍력발전설비 Prototype 중효성 750kW와유니슨 750kW는실증후상용화제품으로출시 08년 6월유니슨 750kW 1기가고리원자력발전단지에서국산발전기로는 유일하게상업운전을시작 한진산업의 1.5MW 는한국에너지기술연구원(KIER) 제주월정성능평가기지에서 실증운전후이양 - 한진산업의 1.5MW 시작품도지방에너지보급사업에적용기대 효성과유니슨의각 2MW 들은현재시작품제작후실증중이고, 두산의 3MW 는 09년중반시작품제작완료예정 - 09년 4 월, 효성 750kW 풍력발전시스템이국제인증취득으로수출교두보를마련 국산풍력발전설비의적용기술비교 개발모델 로터직경 (m) 정격풍속 (m/s) 구동방식 발전방식 * 운전방식 출력제어 효성 750kW - 12.5 증속 SCIG 정속 피치 유니슨 750kW 50.0 12.0 직결 PMSG 가변속 피치 한진산업 1.5MW 70.0 13.0 증속 SCIG 정속 피치 효성 2MW 90.0 11.0 증속 DFIG 가변속 피치 유니슨 2MW 88.0 - 증속 PMSG 가변속 피치 두산중공업 3MW 91.3 13.0 증속 PMSG 가변속 피치 * SCIG: Squirrel Cage Induction Generator( 농형유도발전기) PMSG: Permanent Magnet Synchronous Generator( 영구자석동기발전기) DFIG: Doubly Fed Induction Generator( 이중여자유도발전기) 27
FKI ISSUE PAPER 2009-0009 국내풍력발전시스템은 11 년세계시장진입, 20년세계 5 위, 30년세계 1위의시장주도국이목표 풍력발전시스템은자동차, 조선과유사하고우수한중공업인프라를보유하고 있어국내적용및수출산업으로육성이가능 - 풍력산업관련풍력발전설비완성품설계 제작, 부품생산및풍력발전단지개발분야에국내에 50여개업체가존재 한국풍력산업의 2030 비전및목표 자료 : 산업자원부신 재생에너지 RD&D 전략 2030 국내풍력산업관련주요업체 No 업체명주생산품목 1 현대중공업 변압기, 차단기, 회전기등을주력생산 일본미쓰비시에 1,100kW급발전기수출중 군산 600MW 규모의풍력발전설비생산공장( 09년 9 월완공예정) 2 삼성중공업 3MW 급육상풍력, 5MW급해상풍력설비개발 3 ( 주효성 ) 풍력발전시스템및부품생산 750kW 국제인증취득및 2MW 풍력터빈의실증중 5MW 해상풍력발전설비를국책과제로연구개발중 4 두산중공업 3MW급해상풍력시스템개발중 5 LS전선 6 유니슨( 주) 7 ( 유한진산업 ) 풍력터빈용특수케이블개발완료 해상풍력용해저케이블및전력계통체계개발 풍력발전시스템및부품생산 750kW 급개발완료/ 실증완료및인증완료 2MW 급개발완료, 실증중 1.5MW 풍력터빈을개발하여실증및인증완료 100 kw 개발완료, 실증중 28
풍력산업현황과개선과제 No 업체명주생산품목 8 오로라에너지( 주) 9 애드컴텍 10 보국전기 11 ( 주플라스포 ) 65kW, 225kW 급의비교적소형시스템을생산 1MW 급을개발중 2MW급 Blade 제작기술개발완료, 실증준비중 3MW급 Blade 개발중 750kW 기어리스풍력발전시스템의발전기제작 발전기제작기술개발중 750kW 기어리스풍력발전시스템의인버터제작 인버터제작기술개발중 12 코윈텍 1MW급풍력시스템개발완료실증준비중 13 동진기술 미국Bergey사의 1kW, 7.5kW, 10kW급을수입판매 14 준마엔지니어링 1kW, 6kW, 10kW급의개발및생산 15 한국화이바 풍력터빈용저풍속고효율 750kW급블레이드개발완료 16 한국쏠라( 주) 풍력발전가로등(250W~5kW) 의생산/ 설치운용 17 ( 주태웅 ) Main shaft, 타워플랜지등단조부품 18 ( 주현진소재 ) Main shaft, 타워플랜지등단조부품 19 동국S&C 풍력타워생산 20 STX 엔진 발전기생산 21 PSM ( 주평산 ) 플렌지, gear rim, distance plate, lock plate, rotor shaft 22 금성기공 풍력발전타워구조물제작 23 대우 Eng g 설치/ 시공실적확보 24 현대 Eng g 단지설계, Eng g 실적확보 25 대우건설 설치시공기술개발중 / 26 한국남부발전 단지설계, Eng g 실적확보 27 포스코건설 발전단지개발( 대기리 40MW 준공하여운영중) 28 한신에너지( 주) 발전단지개발삼달풍력 ( 33MW 09년7 월준공예정) 발전단지개발( 영양군삼의면에 151.5MW, 1.5x101 기건설중, 09년 12월까지 29 영양풍력발전공사 51 기준공, 10년까지잔여50 기준공예정) 30 한국전력기술 단지설계, Eng g 실적확보 자료 : 산업자원부신 재생에너지 RD&D 전략 2030 및한국풍력발전협의회자료 29
FKI ISSUE PAPER 2009-0009 Ⅳ. 국가별풍력산업육성정책 1. 풍력산업지원정책개요 풍력발전의가격경쟁력제고는풍력발전시장확대를통한기술혁신으로부터출발 22) 시장으로부터유도된기술혁신과판매량의증가는풍력발전단가를저감시킬 수있음 23) - 기술혁신은시장에서발생되며, 혁신강도는시장확산과밀접한상관관계로 표시 학습투자에의한풍력발전단가추이 자료 : 2000, IEA, Experience Curves for Energy Technology Policy 신재생에너지보급정책은입찰( 중국), 생산세감면(PTC, 미국), 고정가격(FIT, 독일), 의무할당( 영국), 인증거래( 이탈리아) 등이있음24) 대부분국가들은고정가격제(FIT) 와의무할당제(RPS) 를많이사용 - FIT(Feed In Tariff) 는고정가격제도로발전사업자에게적정이윤을보장하기위해일정금액을보조해주는제도 - RPS(Renewable Portfolio Standard) 는의무할당제도로생산전력의일정부분을재생에너지로할당하도록규정하는제도 22) 2008, BWE, Costs/Tariffs, German Wind Energy Association 23) 2003, 김은일, 경남호, 2003년도대한전기학회하계학술대회논문집 24) 2004, Rick Sellers, Renewable Energy Market and Policy Trends in IEA Countries, IEA Side event, International conference for Renewable energies 2004 30
풍력산업현황과개선과제 - PTC(Product Tax Credit) 는생산세감면제도로재생에너지발전사업자가생산한 발전량에따라세금감면혜택을주는제도 신재생에너지보급정책채택국가 이탈리아 자료 : 산업자원부신 재생에너지 RD&D 전략 2030, 자료재구성 일반적으로 FIT 채택국가에서 RPS 국가보다풍력발전거래가격이저렴하고, 풍력발전보급이활성화 25) FIT 제도의독일, 스페인, 오스트리아가 RPS 제도를시행하는이탈리아, 영국에 비해발전단가가낮고보급률이높음 - RPS 대비 FIT 장점으로는풍력발전보급의활성화, 저렴한발전단가, 소규모 풍력발전사업자참여가능및사업불확실성제거가능 2005 EU 국가정책별풍력발전단가비교 정책수단국가발전단가 ( ) 신규발전보급율(W/ 인) 누적발전보급율(W/ 인) 고정가격제 (FIT) 의무할당제 (RPS) 자료 : 2005, GWEA, 자료재구성 독일 0.062 0.085 32.1 177.2 스페인 0.063 0.075 34.1 153.5 오스트리아 0.078 33.9 51.0 포르투갈 0.075 0.079 10.4 28.9 프랑스 0.084 1.5 4.0 네덜란드 0.096 0.099 12.2 54.2 이탈리아 0.155 2.0 15.6 영국 0.101 1.7 10.8 25) 2005, BWE, Minimum price system compared with the quota model which system is more efficient?, German Wind Energy Association 31
FKI ISSUE PAPER 2009-0009 2. EU( 독일, 스페인, 덴마크) 1) 시장동향 07년 EU에는전년대비 18% 증가한 8,554MW 의풍력발전설비가설치되었고, 누적풍력발전용량은 5만 6,535MW로전체전력의 3.7% 차지 스페인, 독일, 프랑스, 이탈리아등이 500MW 이상의풍력발전설비를설치하며 성장을견인 - 누적풍력발전용량을기준으로독일, 스페인, 덴마크가 EU 전체의 73%, 전세계 43% 를차지 07년해상풍력발전설비는신규로 210MW가설치되어 1,080MW 로확대되었고, 전체풍력발전용량의 1.8%, 발전량의 3.3% 를차지 독일은 07년신규로 1,667MW의풍력발전설비를설치한세계최대의풍력발전국가 신규풍력발전설치량이 07년에는전년대비 25% 감소하였으나, 누적발전용량은 2만 2,247MW로세계 1위 - 총 39.5TWh 의전력을생산, 전력수요의 6.4% 를풍력으로충당하는등재생에너지분야에서풍력이가장큰비중을차지함 07년풍력발전분야에서 22억유로의투자를통해 8만 4,000개의일자리창출과 35억유로의매출을달성함 - 07 년재생에너지분야매출규모는바이오매스(75 억유로) 다음으로큰규모 30년에는총전력의 31% 에해당하는 6만 5,000MW를풍력발전으로생산할것 으로전망 - 30년에육상풍력 3만 5,000MW, 해상풍력 3만MW 생산전망 스페인은 07년 3,522MW의풍력발전설비를신규로설치하여 EU에서가장높은성장세를보임 07년총풍력발전용량은 1만 5,145MW로전체전력의 9.8% 를충당하였으며, 10년 까지 2만 0,155MW의풍력발전설비를보급할계획 32
풍력산업현황과개선과제 - 07년말풍력발전량은 27.0TWh 규모 덴마크는 07년신규로 2.6MW의풍력설비가설치된성숙된시장으로 7.2TWh의전력을생산하여전체전력의 19.9% 를충당함 07년누적풍력발전설비는 3,124MW 로 06년대비 11.5MW 줄어든상황 - 신규로 2.6MW 가설치되고, 14.1MW가감소함 구분 EU 지역의풍력발전용량현황 2006 년말(MW) 2007 년신규(MW) 2007 년말(MW) 1. 독일 20,622 1,667 22,247 2. 스페인 11,623 3,522 15,145 3. 프랑스 1,567 888 2,454 4. 이탈리아 2,123 603 2,726 5. 포르투갈 1,716 434 2,150 6. 영국 1,962 427 2,389 합계(EU-27 개국) 48,069 8,554 56,535 자료 : IEA, 2008. 7. 2) 기술개발동향 대형풍력발전시스템및해상풍력등과관련된 20여개의프로젝트가 EU의 R&D 프로젝트인 Framework Program을통해진행 EU의재생에너지활용목표를공동으로수행하기위한범국가적공동협력 프로그램의성격으로진행 - POW'WOW 26), UPWIND 27), RELIAWIND 28), PROTEST 29) 등이대표적인 R&D 프로젝트 EU 내에서도독일, 스페인, 덴마크등전통풍력강국은풍력의효율적활용및경쟁력확보를위해 R&D에지속적으로투자 26) 바람의변화, 풍속, 물체에의한변화등풍력자원의속성을파악하고예측하기위한기술개발프로그램 27) 8 10MW급의대형풍력발전시스템개발프로그램 28) 2020년까지 20% 의재생에너지활용을위해핵심이될해상풍력에대한기술및시장개발프로그램 29) 풍력발전시스템가용성에큰영향을주는핵심부품에대한개발프로그램 33
FKI ISSUE PAPER 2009-0009 독일은 Repowering과해상풍력단지개발에국가적 R&D 지원 - 해상풍력발전재단이결성되어본격적인해상풍력에대한연구를진행하고있으며, 실제해상에서 5MW의풍력발전시스템테스트를수행중 스페인은자국풍력업체와공동으로대형풍력발전시스템을개발중 - Gamesa, Ecotecnia 등과공동으로 10MW급풍력발전시스템개발을진행 신규발전부지가부족한덴마크역시 적극적으로지원 Repowering과해상풍력단지개발을 - Riso 국가연구소를중심으로 UPWIND 프로젝트에적극참여 3) 정책동향 EU의풍력강국에서는풍력발전지원정책중 FIT 제도가가장널리사용되고있으며가장성공적인제도로인식 91년독일이 FIT 제도를도입하여풍력발전의보급과산업화를성공함에따라 다른국가들도도입확대 - 독일, 스페인, 덴마크등주요풍력발전강국은초기부터 FIT 제도를시행하고, 아일랜드, 터키등도 05년부터도입 독일은 91년 FIT 제도의도입이후풍력발전이급속히확대 FIT 제도도입과함께데모프로그램을같이시행하는등능동적인정책추진으로 세계 1위의풍력발전용량을보유 - 89년 100MW 프로그램, 91년 250MW 프로그램시행 09년부터육상풍력발전차액을 0.0787에서 0.092/kWh 로인상하고, 인하율도매년 2% 에서 1% 로감소시켜지원을확대함 해상풍력에대해서도보다확대된지원정책을마련하여대응 - 09년 1 월부터 15년까지 0.15/kWh의보조금지급 34
풍력산업현황과개선과제 독일의풍력발전지원제도및풍력발전보급추이 Feed-in-tariffs and 250 MW program introduced 100 MW wind demo program initiated in 1989 Energy market deregulation First legal Challenges to feed-in-tariffs 250 MW program ends Renewable Energy law introduced Renewable Energy law Revision 자료 :KEMCO,2007.11. 재인용 스페인은 98년 FIT 제도를도입하며풍력발전을육성 스페인의 옵션으로구성 FIT는고정요금제와시장가격에프리미엄을부가한요금등두가지 - 고정요금제 : 잔여수명기간동안 TMR 30) 의 80 90% 보조금지급 - 시장가격 + 추가보상제도 : 시장가격 + TMR의 40% 추가보상금 스페인은 99 년에재생에너지진흥법을제정하여재생에너지보급을장려하였으며, 10년 20GW 설치를목표로하고있음 - 발전차액지급의투명화를위해평균전력요금을기준으로산정, 계통연계에대한보조금을지급 스페인의풍력발전지원제도및풍력발전보급추이 Royal decree 2366 defining renewables production requirements Infrastructure Royal decree planning sets 2818 setting 13,000 MW goal incentive system for renewables Renewable Energy Promotion Plan approved sets 8,974 MW goal Royal Decree 436 Revises incentives 자료 : KEMCO, 2007. 11. 재인용 30) TMR(Reference Tariff) : 평균전기요금을기준으로매년소비자물가지수에연동하여인상된기준가격, 1 5년 0.072/kWh, 6 15년 0.073/kWh, 15년이상 TMR*(1+ 물가상승률) 35
FKI ISSUE PAPER 2009-0009 덴마크는 FIT 및 RPS, Green Certificate 등의다양한제도를도입하여풍력발전을육성 96 년재생에너지의계통연계, FIT 등의전기사업법을제정하였고, 98년엔 RPS, Green Certificate 등의제도를도입 03 년부터해상풍력에대한지원제도를마련, 07년약 12GW의해상풍력개 발을지원하는 PlanofActionforOffshoreWindFarms - 04년두개의 200MW급해상풍력단지조성 제출 덴마크의풍력발전지원제도및풍력발전보급추이 1999 : Electricity market reform laying legislative groundwork for renewables promotion policies, including objectives through 20012 for emissions reduction 1998 : RPS quota, green certificate program planned 1997 : Offshore action plan proposed 1996 : Electricity act guarantees grid access, favourable buy back rates of RE electricity 2002 : Liberalization strategy paper released calling for cost-effective renewable energy development 2003 : climate strategy paper calls for 1)mkt price plus env. bonus for wind 2) R&D funding 3) offshore tenders 2004 :Two offshore tenders for 200 MW announced 자료 : KEMCO, 2007. 11. 재인용 3. 미국 1) 시장동향 미국은 07년에신규로 5,329MW의풍력발전설비를설치하여신규발전설비에서세계 1위를기록 07년말 16,904MW가설치되어누적설치량기준으로독일에이어세계 2위의 풍력발전보유국 - 07년약 48TWh의전력을생산하여전체전력의 1% 를차지 36
풍력산업현황과개선과제 미국은 30년까지전체전력의 20% 를풍력발전으로충당하기위한계획31) 을수립하여 30년에약 310GW의풍력발전설비보유전망 30년까지설비용량 310GW를구축하여전력수요의 20% 를분담하는전력에너지 포트폴리오재구성및화석연료저감이목표 - 발전용천연가스 50%, 화력발전용석탄 18% 저감전망 10년까지 50여개주에연간 100MW 이상의풍력발전설비를설치하도록독려 - Texas(4.4GW), California(2.4GW), Minnesota(1.3GW) 등 6개주는이미 1GW 이상 의풍력발전설비가가동중 2) 기술개발동향 풍력분야에국가 R&D 투자는늘고있는추세 07년국가 R&D 투자는 49.3백만달러로전년대비 23.6% 증가 - 대형및소형풍력발전, 해상풍력발전등의기술개발프로젝트를진행 풍력발전전체시스템에대한종합적인 R&D 수행으로발전단가하락에초점 - 풍력발전시스템의대형화, 저가화, 효율및신뢰성증대, 해상풍력, 분산전력등다양한부문에서연구개발 - 07 년 $0.04/kWh( 육상), $0.09/kWh( 해상) 등의비용수준을 12년까지 $0.036/kWh( 육상), $0.07/kWh( 해상로낮출계획 ) 연도 2007 년 2008 년 미국의대형풍력발전시스템개발로드맵 주요내용 육상풍력기술확보를위한 WindPACT II 프로그램 블레이드, 증속기, 발전기등관련구성품개발 육상풍력 $0.04/kWh, 근거리해상풍력 $0.09/kWh 달성 WindPACT II 프로그램실행 대형풍력발전시스템성능시험 2009년 해상풍력발전시장진출 2010년 WindPACT II 육상풍력발전시스템기술완료 2011 2014년 대형풍력시스템에의한계통연계에관련된기술개발 육상풍력 $0.036/kWh, 해상풍력 $0.07/kWh 달성 31) 2008, DOE, 20% Wind Energy by 2030, NREL 37
FKI ISSUE PAPER 2009-0009 3) 정책동향 미국은풍력발전확대를위해투자인센티브와제도를추진 RPS 제도를중심으로지원 연방정부차원에서는생산세액공제(PTC) 제도로지원하고, 주정부에서는의무할당제(RPS) 제도를주로활용 - 기타지원정책으로특수목적요금부과제 (SBC) 32) 등이활용 미국의주요지원정책 구분제도내용주요내용연방정부 PTC kwh 당 $0.019의세금공제혜택모든州 RPS 주별로할당목표와기간이상이(California는 2017년까지 20% 달성) California 등 14 개州주정부 SBC 주별로상이(Illinoi 는 $0.05/ 월수준의추가요금을부과) New York 등 5 개州 세금감면정책이풍력산업발전에가장효과적인것으로평가 연방정부차원에서 94 년부터시행되어온생산세액공제(PTC) 정책이풍력시 장확대에직접적으로영향 - 풍력발전설치시부터 10 년간 $0.019/kWh의세금감면혜택을부여 일관되지않은정책추진으로풍력발전보급의기복이큰편이었으나, 05년 이후안정적인제도확립으로세계 2위의풍력시장 - PTC 제공은 08 년말까지가시한이었으나, 09년말로연장하여풍력산업투자가확대됨 15개주정부는재생에너지도입을촉진하기위해 RPS 제도를도입하였고, 3개 주는시행중이며 4개주는도입을고려중임 - New York(25%, 13 년), Pennsylvania(18%, 20 년), Colorado(10%, 15 년) 는시행중 32) SBC(System Benefits Charge) : 재생에너지산업육성및지원을위한특수목적요금을부과하는제도 38
풍력산업현황과개선과제 미국풍력발전보급정책과시장요동추이 Extending PTC again Through 2009 in 4/17/2008 Energy Policy Act of 8/8/2005~12/31/2007 Extending through 12/31/2008 in 12/06 Working Families Tax Relief Act of 10/22/2004~12/31/2005 PTC expires 12/31/03, extended in 10/04 American Job Creation and Worker Assistance Act of 3/7/2002~12/31/2003 PTC expires 12/31/01, extended in 2/02 PTC expires 6/30/99, extended in 12/99 Energy Policy Act of 10/24/1992~12/31/2001 자료 : www.ucsusa.org 재편집, 2008 4. 1) 중국 시장동향 중국은 08년신규로 6,300MW 의풍력발전설비가설치되어독일, 미국에이어세계 3 위이며, 누적풍력발전용량은 1만 2,210MW임 03 년부터 08년까지연평균 102% 의높은성장세를보이며, 세계풍력시장 4위로 10.1% 를점유 중국은연 9 10% 의수요증가로전력설비의증설이불가피한상황에서풍력발전이주요전력원으로비중이증가 - 풍력발전의신설전력설비에서비중이 05년 0.74% 에서 07년 1.8% 로증가 중국의풍력발전보급추이 자료 : GWEC, 2007 재인용 39
FKI ISSUE PAPER 2009-0009 전문인력, 인프라기반등의부족에도불구하고정부는강력한보급의지를천명 10년까지풍력발전량을전체전력의 1%, 20년에는 3% 까지확대하는것이 목표이며, 10년까지경기부양자금 4조위안중일부를풍력산업에투자예정 - 10년풍력발전용량은30GW, '20년에는 100GW로확대될것으로기대 2) 기술개발동향 세계 4 위의풍력발전국가임에도불구, 기술력은크게뒤진상황 05년이후 1MW급의풍력발전시스템이개발되는등독자개발보다는라이센스 도입에의존해제품을개발하고있는실정 - Goldwind, Dongfang, Sinovel 등이 1.5MW급풍력발전시스템보유 수 MW급수준의대형풍력발전시스템개발및대형풍력단지조성에대한 R&D 추진 대규모풍력단지조성을위한단지설계와운영, 계통연계에대한연구를진행 3) 정책동향 국가주도의풍력발전확대를추진할관련조직을신설하고, 중앙정부와지방자치성과의적절한견인정책을추진 03년 3 월신재생에너지촉진법을제정하고, 이를효율적으로추진하기위해 국가개발개혁위원회 를신설 - 국가개발개혁위원회는풍력발전에대한요금체계나지원제도등을수립 신재생에너지촉진법에따라 FIT 제도를운영하고, 전력회사와 20 25년의 구매계약을보장 중앙정부의허가권을얻은프로젝트는 0.38 0.52 위안/kWh - 지방정부의허가로진행된프로젝트는단지규모가작아보다높은수준의발전차액(0.55 0.8 위안/kWh) 을지급 40
풍력산업현황과개선과제 중국은풍력발전확대로전력수요를충당하고, 산업육성에대해서도도로및송전선건설등인프라구축으로적극적으로지원 03년이후 4차례에걸친풍력발전허가권입찰로국내외투자자를유치하여 풍력발전단가를저감시킴 33) 보급되는풍력발전시스템에대해엄격한국산화율을지정함으로써자국의풍력산업의활성화를촉진 - 특히, 풍력발전허가권입찰에제조업체를참여시켜제조업과발전사업자 간의긴밀한제휴관계를구축하도록유도 지방정부가풍력발전단지접근로건설을지원하고, 전력계통망업자가풍력발 자료 전단지까지송전선을건설 중국의풍력발전지원정책 시기정책내용 2003. 9 제1차풍력발전허가권입찰 자국내에서풍력발전시스템조립, 국산화율 50% 이상 2004. 9 제2차풍력발전허가권입찰 국산화율 70% 로확대 2005. 7 제3차풍력발전허가권입찰 풍력발전건설관련조건 2006. 8 제4차풍력발전허가권입찰 2008. 4 풍력관련수입세율조정 : 동부증권, 2009. 2 국산화율조건未충족시건설금지 수입설비에대해서는규정관세부과 입찰참여시한곳이상의풍력제조업체포함 제조업체는국산화율 75% 풍력발전시스템제공의무 고성능기자재에대해증치세부과후환급 2.5MW 급이하의풍력발전시스템에대해면세중지 중국정부의강력한산업화정책에힘입어중국기업의자국시장점유율이큰폭으로확대 04년 25% 에불과했던국내기업의중국시장점유율이 07년 55.9% 로확대되고, 3 4년이내 75% 이상이될것으로전망 34) - 중국은 10년도풍력발전보급목표 5GW 를 07 년도에달성했으며, 20년목표 30GW 도 10년에조기달성할것으로전망 33) 2006, Shi Pengfei, Positive and Negative Impacts of Wind Power Concession Projects in China, Great Wall World Renewable Energy Forum (GWREF), Beijing, October 24-26, 2006 34) 2008, GWEC, GLOBAL WIND 2007 REPORT 41
FKI ISSUE PAPER 2009-0009 중국풍력발전시장에서국내외제조사점유율 2004 2005 2006 2007 국산 25 30 41.3 55.9 해외 75 70 55.1 42.2 공동 - - 3.7 1.6 자료 : GWEC, 2008 재인용 5. 1) 일본 시장동향 일본은 07년 129MW 의풍력발전설비를설치하였고, 10년까지 3,000MW의풍력발전설비를도입할예정 07년기준누적풍력발전용량은 1,538MW로 2.2TWh의전력을생산하여전 체전력수요의 0.2% 를차지 태풍이나번개등의기상악조건으로풍력발전확대에애로 태풍, 낙뢰등에의해풍력발전시설의파손과풍력발전설비에대한많은 규제로발전이늦음 - Miyako섬및일본북부에서풍력설비가태풍에의해무너지는사고발생 - 풍력발전설비를건축구조물로지정하여관련규정(Japanese building bode) 을충족해야하고관청의허가필요 일본의풍력발전보급추이 RPS 4/03 1.3% RE 자료 : IEA, 2008. 7. 42
풍력산업현황과개선과제 2) 기술개발동향 일본환경에적합한풍력발전시스템개발이 R&D 핵심주제 J-Class 풍력발전시스템개발지침(J-Class Wind Turbine Guideline) 이핵심연 구개발프로그램 - 태풍이나번개등의극한환경에서도견딜수있는일본형개발에집중 최적조건의풍력발전시스템개발과함께 데모프로그램도동시에진행 Field Test 및계통안정화를위한 - 계통안정화를위해서축전시스템과의결합에대한연구도진행 Mitsubishi와 Fuji 등이각각2.4MW와 2MW급을개발하는등기업중심으로 2MW급의풍력발전시스템을개발 국가기관인 운전을진행 NEDO의지원하에일본내풍력발전에적합한지역에서시험 3) 정책동향 02년 4월국가적인재생에너지목표달성을위해 RPS 제도의입법화추진 재생에너지비중을 99년 1.2% 에서 10년 3% 수준으로확대하고, 발전비중을 1.35% 수준으로높이는것이목표 일본풍력발전보급을위해풍력발전사업에대해보조금을지급 풍력발전설비의초기비용에약 30 50% 까지보조금지급 - 풍력발전사업자에대해서초기투자비의 30% 지원 - 지자체나비영리단체의풍력발전에대해서는초기투자비의 30 50% 지원 계통연계를지원하기위한보조금지급 - 계통연계에필요한기술적측정에소요되는경비의일부를지원 43
FKI ISSUE PAPER 2009-0009 6. 1) 한국 시장동향 08년국내풍력발전보급용량은총 299MW 로초기시장진입단계이나, 12 년 2,000MW, 20년 8,000MW로급격하게성장할것으로전망35) 현재상업중인중형급이상의풍력발전설비는대부분수입이며, 타워및기초 구조물만국내에서제작 시공되고있음 - 08년기준매출액은태웅 2,850 억원, 평산 2,800 억원, 용현BM 700억원 등베이렁, 메인샤프트등발전시스템용자유단조제품이대부분36) - 대관령(103MW), 영덕(39.6MW), 행원(9.8MW), 새만금(7.9MW) 등이중심 국내풍력발전시스템은생산품의검증된자료가부족하여국내외에서대규모공급체결을꺼리는것으로파악됨 2) 기술개발동향 국내풍력발전산업은정부지원으로 90 년대초부터시작, 2MW급발전설비실증단계 두산중공업이 06년부터 3MW 급해상용풍력발전장치를개발중, 08년말효 성중공업은해상풍력 5MW급개발착수 한국의풍력발전보급추이 RPS 도입예정 2012년 FIT 개정 10/11/06 107.29 원/kWh FIT 제정 5/29/02 107.66 원/kWh 자료 : 2008, 한국전력거래소, www.kpx.or.kr 자료재구성 35) 2007, 산업자원부, 신 재생에너지 RD&D 전략 2030 풍력 36) 2009, 삼정 KPMG, Intro to Clean Energy : Wind 44
풍력산업현황과개선과제 750kW 설비는상용화출시, 2MW 는현재실증중이며, 3MW 는 09년중반에시 작품제작완료예정 - 현대중공업과삼성중공업은 07년부터독자적 R&D 투자로수 MW급풍력 발전설비를개발중 - LS 전선은풍력터빈용특수케이블개발, 해상풍력용해저케이블및전력계통 체계개발 국내풍력발전설비핵심기술은세계수준의 79% 이며, 국산화율은설계 63%, 제작 생산 80% 수준37) 단지개발기술, 타워, 축구동계는세계수준에근접하나, 블레이드, 시스템설계 평가및운용연계기술은격차가있음 - 단지개발기술 86%, 풍력발전시스템기술 79%, 운영연계기술 74% 수준 핵심기술별국산화율향상을위해설계역량강화가필요 - 설계분야는제작 생산에비해국산화율이 13 19% 정도낮음 국내풍력발전설비핵심기술별국산화율 핵심기술비중 (%) 기술수준 (%) 단지개발기술 - 자원조사 분석, 단지설계 시공풍력발전시스템기술 - 블레이드, 증속기, 발전기, 전력변환장치, 타워, 시스템평가 설계 국산화율 (%) 제작 생산 20 86 68 87 50 79 64 82 운영연계기술 - 감시진단, 운용 보수, 계통연계, 하이브리드 30 74 59 72 계 100 79 63 80 자료 : 산업자원부신 재생에너지 RD&D 전략 2030, 자료재구성 3) 정책동향 제3차신 재생에너지기본계획38) 에의하면풍력발전은 30년 1차에너지대비 1.4%, 누적설비용량 7.3GW 구축계획 37) 2007, 산업자원부, 신 재생에너지 RD&D 전략 2030 38) 2008, 지식경제부, 제3 차신 재생에너지기술개발및이용 보급기본계획 (2008~2030) 45
FKI ISSUE PAPER 2009-0009 향후 5년간 2,900 억원을투자하여 20년까지 2,000MW의국산풍력발전기를 공급하겠다는 Win2000 프로젝트추진 - 육상풍력은 08년 230MW에서연평균 12% 성장, 30년까지누적용량 2.9GW 달성 - 해상풍력은 10년 300MW 실증보급사업을시작으로연평균 25% 성장, 30 년까지누적용량 4.4GW 10kW 이상의풍력발전설비에 107.29 원/kWh의발전차액을지원하는고정 가격제를시행하고있음 - 08년 10월이후에설치된발전설비는연간 2% 감소된요금을지원 - 환율상승, 원자재가격상승, 공급부족등으로풍력단지건설비용이상승하여발전차액조정이필요한상황 제3 차신재생에너지기본계획에서신재생에너지공급의무화제도(RPS) 를 12년부터 도입예고 주요국가의풍력산업지원책비교 구분독일스페인덴마크미국중국일본한국 육성정책 91년부터 FIT 제도시행 09년부터육상풍력 0.092 /kwh, 해상풍력 0.15 /kwh '98년부터 FIT 제도시행 고정요금제, 시장가격+ 추가보상제도의 2가지요금지원제도시행 FIT, RPS, Green Certificate 제도활용 03년부터해상풍력개발지원계획수행 연방정부는생산세액공제(PTC) 지원 주정부는 RPS, 특수목적요금부과제(SBC) 제도활용 FIT 제도, 풍력발전허가권입찰제도시행 주정부 0.38 0.52 위안/kWh, 지방정부 0.55 0.8 위안/kWh 지급 02년부터 RPS 제도추진 초기비용의 30 50% 지원및계통연계지원보조금지급 FIT 제도시행, 10kW이상의경우 107.29 원/kWh 지원 12년부터 RPS제도시행예정 46
풍력산업현황과개선과제 Ⅴ. 풍력산업육성을위한개선과제 1. 풍력산업을신성장동력으로인식하는산업정책추진 국가풍력발전보급의명확한목표및실행계획을수립하고, 전략적수출산업으로육성하기위한정책추진으로기업의투자불확실성을제거해야함 개선의견 풍력산업을단순한에너지정책으로서가아니라고용과고부가가치를창출하는신성장동력으로육성하기위한정책이필요 대체에너지확보및신성장동력으로서풍력산업을육성하기위해정부는초기시장창출, 지원제도등의정책으로기업의투자확대를유도 - 반도체, 조선, IT 등기존주력산업도초기에는정부주도의정책을통해세계일등산업으로육성되었으며, 해외풍력업체들도정부의지원아래자국시장을중심으로성장해왔음 풍력발전보급의목표달성을위해일관성있는발전계획수립과이를실행할수있는범정부차원의추진체계구축이요구됨 - 풍력산업의 R&D 투자확대, 보급및투자를장려하기위한규제완화, 녹색기 술개발에대한추가세액공제등의정책수립 정부는기초기술및실증사업등공공영역에집중하고, 영역은민간주도로추진하도록지원 기술혁신및상용화 정부는산업계에서필요한기술개발을위해연구소와대학의자원을활용하여기초기술개발, 인력양성, 실증단지및설비를구축하고, 기업이시장을주도할수있는여건을마련 - 풍력시장확대및산업화로육성하기위해서는기업참여가필수적 풍력산업발전을위해풍력자원분석, 발전시스템개발, 단지조성, 표준화및 인증, 전력연계등다양한분야의 R&D 지원필요 47
FKI ISSUE PAPER 2009-0009 - 풍력자원의평가및분석을위한풍향지도작성 - 풍력발전단지조성을위한설계, 환경, 건설및운영관련기술 - 풍력발전설비완성품및부품의성능평가시험및표준화 인증지원 - 풍력발전의전력계통연계기술및영향분석 2. 발전차액기준가격상향조정및연간인하율하향조정 풍력의발전차액기준가격을기존 107.29 원/kWh 에서상향조정하고, 연간인하율도기존의 2% 에서 1% 로하향조정필요 현황 지식경제부고시제2008-45호에의하면풍력의발전차액보조금은 107.29원 /kwh 이며, 09년 10월 11일이후에는연간 2% 씩인하하여 15년간지원하도록되어있음 풍력발전기준가격을산정시에는풍력사업의원가를반영하고시장변화등을고려해야하며, 사업환경변화가존재할때에는기준가격을재산정하여기업에투자리스크를제거해줘야함 - 고정가격제(FIT) 는풍력발전시장의불확실성을회피하여발전단가인하및 보급확대를유인하는효율적인정책도구 최근환율급등, 원자재가격상승으로풍력시스템가격이 1.5 배, 건설비용은 2배이상증가한상황 - 최근풍력단지건설비용은현재발전차액기준가격산정시고려되었던건설비용인 16 18 억원/MW보다 2배가증가한 30 35 억원/MW 수준임39) 개선의견 풍력발전시장확대및산업경쟁력확보를위해발전차액보조금을기존 107.29 원/kWh 에서상향조정하고, 연간인하율도기존 2% 에서 1% 로하향조정할필요가있음 39) 2007, 한국에너지기술연구원, 신에너지경제성분석 48
풍력산업현황과개선과제 전세계적으로의무할당제(RPS) 에보다성공적인시장정책으로판명된고정 가격제(FIT) 를개선하여안정적으로장기간실행필요40) - 독일은 09년부터육상풍력의기준가격을 0.078에서 0.092/kWh로 17% 인상하였으며, 연간인하율도 2% 에서 1% 로하향조정함 3. 해상풍력용발전차액제도신설 향후크게성장할것으로전망되는해상풍력발전시장을위해해상풍력용발전차액제도를조기에신설하고, 초기에는육상풍력에비해 60 70% 높게설정하여초기안정적인시장을구축해야함 현황 국내육상풍력의발전차액지원제도는이미시행되고있으나, 해상풍력은지원제도가없어, 대규모해상풍력시장진입을위한기업의투자리스크가큼 해상풍력은높은풍속, 균일한풍향, 대규모풍력발전단지조성가능등의 입지조건때문에향후성장전망이유망하나, 초기높은투자비용으로육상 풍력보다많은지원이필요한상황 - 해상풍력발전시스템상용화에성공한나라는덴마크에불과하며, 독일, 미국, 프랑스등이해상풍력발전을추진중임 09년하반기에개발될것으로예상되는 3MW급해상풍력발전시스템의실증 사업과연계를위해서조기에해상풍력용발전차액제도에대한논의가필요함 개선의견 해상풍력은육상풍력에비해높은투자비용이요구되어초기에는 60 70% 높은가격의발전차액지원제도신설이필요 해상풍력은건설시공여건이열악하여상대적으로설치 유지 보수비용이높아육상풍력에비해초기에는 60 70% 높게설정되어야함 - 해상크레인및바지선이용, 해상으로부터전력계통연계, 해상의연약지반 강화등으로인해육상풍력 40) 2007, 김은일, 한국태양에너지학회특집논문집 2배의초기비용이소요됨 49
FKI ISSUE PAPER 2009-0009 독일, 영국, 이탈리아등풍력선진국과같이해상풍력발전확대를위한해상 풍력발전차액제도를별도로신설해야함 - 독일 0.15/kWh, 영국 0.135/kWh, 이탈리아 0.19/kWh 등으로지원하고있음 4. 연구개발과연계된실증및시범사업의조속한추진 국가 R&D 결과가상용화로효율적으로연계되어안정적인시장진입이가능하도록정부주도의해상풍력시스템실증사업을조속히추진해야함 현황 연구개발을통한풍력발전시작품의안정적인시장진입을위해실증및시범사업이필수적 풍력산업특성상연구개발후에실증단지에서충분한안전테스트및실증사업을수행해야상업화로연계할수있음 - 08년 12 월기준, 국내상용풍력발전 146기중 1기만이국산제품인것은기술 개발이늦은것도있지만, 실증이늦어발전사업자가외면한것도이유임 정부실증과제가지연되면제품개발후조기상용화의어려움으로국내풍력발전사업에외국제품과경쟁력악화우려 - 기업주도의연구개발을통해신기술개발, 상용화, 수익창출, 재투자의선순환 구조를구축하기위해서는대형실증사업이필수적 개선의견 현재수행중인국가연구개발사업과연계될수있도록정부주도로해상풍력시스템실증과제를조속히추진해야함 3MW급 풍력발전관련부품및완제품의성능평가를지원하고, 초기시장의리스크를 줄이기위한비용지원및시범풍력발전단지의조성 - 09년 7월에종료되는 3MW 해상풍력시스템사업과연계될수있도록충분한 논의를통해정부주도의실증과제추진필요 50
풍력산업현황과개선과제 5. 풍력산업인허가개선을위한 One-Stop Service 시스템구축 풍력발전시장활성화를위해행정적, 법률적, 사회 환경적규제를개선할수있는 One-Stop Service 시스템필요 현황 풍력산업과연관되어다양한법률적, 행정적, 사회 환경적규제로인하여인허가에많은시간이소요되어사업추진에어려움이있음 우리나라인허가절차는기존화력발전절차를원용하여 11 개부처, 12단계를 통과해야하는복잡한단계를가지고있음 41) - 산지관리법, 문화재관리법, 자연공원법, 군사시설보호법, 국토의개발및이용에 관한법률등다양한규제가풍력산업발전을저해함 ( 사례1) 전원개발촉진법의실시계획승인을통해인허가를취득하기위해서는 2 년의시간이소요되며, 사전환경성검토등이필요한경우에는추가기간이소요됨 ( 사례2) 국토의계획및이용에관한법률시행령제55 조 에따르면관리 지역의경우개발행위제한면적이3만m 2 로지나치게협소하여대단위풍력단지건설이어려우며, 도시관리계획변경절차도복잡함 ( 사례3) 도로교통법시행령제22 조 과적기준은적재물길이가차량길이의 11 할을초과하지못하도록규정하여, 길이가 25m 어려움 이상인풍력발전기는운송이 개선의견 까다로운풍력산업인 허가규제를개선하여조속히사업을추진할수있도록 One-Stop Service 시스템구축 도시관리계획변경절차를간소화하여사업준비기간을단축하고, 환경및문화재 보호를위한규제범위와심사기준을재고하여제도완화및특례조항신설이필요함 41) 2009, 제4 차저탄소녹색성장국민포럼, 국내신재생에너지현황및제언자료 51
FKI ISSUE PAPER 2009-0009 - 덴마크는 03 년도에원활한풍력단지건설을위해입찰, 단지사전조사승인, 환경평가, 건설 운영 발전허가등에관한일괄처리제도를도입 6. 자연공원내신재생에너지시설의설치허용 자연공원의폐지등의사유를규정한자연공원법시행령에 신재생에너지설비 를명문화하여, 법령해석의차이로인한풍력사업허가지연을방지 현황 자연공원법제8조의 1 항중 공익상불가피한경우 에대한해석이관계기관마다상이하여, 도립공원내에서풍력발전등의사업추진시협의가지연되어인허가획득에애로가많음 관련조문 자연공원법제8조 ( 자연공원의폐지또는구역변경 ) 주요내용 1 자연공원은다음각호의어느하나에해당하는경우를제외하고는폐지하거나그구역을축소할수없다. 1. 군사상또는공익상불가피한경우로서대통령령이정하는경우 2. 천재지변그밖의사유로자연공원으로사용할수없게된경우...( 생략) ( 사례4) 50MW 규모, 투자비약 993억원의풍력발전단지조성을위해 A사는 풍력발전기설치를위해가지산도립공원일부해제를환경부에요청하였으나, 관련규정이없다는이유로불허 - 풍력발전기 22기중 7 기가가지산도립공원내에위치하고있어, 전체지정 면적의 0.09% 해제를환경부에건의하였으나, 담당부서에서는자연공원법 구역조정대상에 신재생에너지설비 가명문화되어있지않아 A사의해제 요청을불허 - 위사업은환경부의사전환경성검토를완료하였고, 지식경제부, 지방자치 단체는풍력발전의공익성을인정하여위사업을허가하였으나, 최종도립 공원해제권한을지닌환경부는허가를불허하고있음 52
풍력산업현황과개선과제 개선의견 자연공원의폐지등의사유를규정한자연공원법시행령에 신재생에너지설 비 를명문화하여, 법령해석의차이로인한사업허가지연을방지 관련조문현행개정( 안) 자연공원법시행령제4조 ( 자연공원의폐지등) 법제8조제1항제1 호에서 " 대통령령이정하는경우" 라함은다음각호의어느하나에해당하는경우를말한다. 1. 군작전 군시설또는군기밀보호를위하여불가피하다고인정되는경우...( 생략) 6. 신에너지및재생에너지개발 이용 보급촉진법 에의한신재생에너지의이용 보급을위한시설을위한산지전용인경우 ( 신설) 7. 풍력발전단지인프라구축및계통연계비용의정부지원 풍력발전단지와전력계통연계및인프라조성에소요되는비용을정부에서지원하여발전사업자의초기투자부담을경감해야함 현황 우수한풍력발전적지는한전변전소와멀리떨어져있어, 계통연계를위한인프라비용을발전사업자가전액부담하고있으며, 도로등의인프라구축비용으로초기사업비가가중됨 송전선설치시민원문제발생과공사비부담이증가하고, 발전사업자가송전 이용요금을자체부담함으로써사업비가증가함 - A발전사업자의경우연간 15억원의송전이용요금을자체부담하고있음 독일, 중국등은계통연계비용에대한분담및발전단가에산입하도록하며, 공공주도로풍력발전단지관련인프라조성등을정책적으로지원하고있음 - 독일은해상풍력의해저전력선을전력사가설치하도록입법화하고있음 - 중국은지방정부가풍력발전도로에투자하고, 전력계통망업자가송전선을 설치하는등풍력사업자를지원 개선의견 대규모풍력발전단지입지를조성하기위한전력계통연계, 도로, 항만등의 인프라조성비용을정부에서지원해야함 53
FKI ISSUE PAPER 2009-0009 단기적으로연계비용에대한분담또는발전단가에산입등의정책적배려가필요하며, 장기적으로는송배전사업자의설치비용부담제도도입이필요함 8. 풍력발전단지구축시국산부품활용에따른인센티브제공 풍력발전단지구축시국산부품활용비율에따른인센티브를제공하여국내업체의기술경쟁력확보필요 현황 현행발전차액제도는발전사업자만이보조금을받을수있고, 국산제품보다는외국제품을수입하여설비를구축하는사례가있어국산제품의기술력확보가늦어짐 풍력발전업체들이시장확보를위해검증된외국제품으로설비를구축하고있어국내풍력산업의기술경쟁력확보가어려움 - 국내풍력부품의국산화율은 63%, 제작 생산기술은 80% 수준이나, 국내에설치된풍력발전설비의수입의존도는 99.6% 로해외의존도가심각함 풍력관련수입완제품에대해서관세를경감해주고있어, 내수시장에서국산 제품의가격경쟁력확보에어려움이있음 - 중국은풍력발전시스템업체에일정규모의국산화율을충족하도록의무를부여하여자국업체의점유율이 04년 25% 에서 07년 55.9% 로크게확대됨 개선의견 국내풍력업체의기술경쟁력확보를위해풍력발전단지구축시국산화비율에따라인센티브제공으로시장경쟁력확보 핵심제품에대한국산화비율의무화, 국산화비율에따라발전차액보조금 차등지급이필요 수입완제품이아닌부품에한하여관세를경감해야함 - Value-Chain 상의기술개발업체에게추가세액공제, R&D 지원확대, 보조금지원 등이필요 54
풍력산업현황과개선과제 9. 공유수면점 사용기간을최소 10년이상으로변경 해상풍력발전을위한공유수면점 사용기간은최소정하여사업자의행정적부담을경감해야함 현황 10년이상으로규 공유수면관리법에서는일부수산업, 국가또는지자체가공공용으로사용하는경우를제외하고는점 사용기간을 3년으로한정하고있음 해상풍력발전단지조성의경우사전조사와공사에 3 년이상기간이소요되고, 발전설비내구연한인 20년을고려하면최소 8회의공유수면점 사용허가를받아야함 - 공유수면관리법제6조 2 항 에따르면일부수산업, 국가또는지자체가공공용 으로사용하는경우를제외하면점 사용기간을 3년으로한정 개선의견 공유수면점 사용의기간을설치물의목적과특성을고려하여차별적으로규정하고, 해상풍력발전의경우최소 10년이상으로규정해야함 55
FKI ISSUE PAPER 2009-0009 Ⅵ. 결론및시사점 국내풍력산업은 30년까지설비용량 7.3GW를보급한다면연간 1만 7,000 2만 5,000명의고용창출이예상되는신성장동력산업임 정부가계획중인스마트그리드및그린홈 통해추가일자리창출및시너지효과발생 100만호건설사업등과의연계를 독일은 20년설비용량 48GW의풍력산업부문에서 11만 2,000여명의일자리 창출기대 42) - 미국은 30년풍력산업부문에서연평균 15 만여명의직접고용을포함하여, 총 50만여명일자리창출을전망 무공해풍력자원의에너지화를통해기후변화대응및에너지안보실현을위한저탄소녹색경제구축이가능함 전력수요에서풍력발전분담증가로온실가스감축및기존화석에너지대체가능 - 독일은 10년까지 30GW 풍력발전보급확대로온실가스 2.7% 를감축하여 12 년감축목표를조기에달성할것으로전망 - 미국은 30년전력수요의 20% 를풍력으로조달하여발전용천연가스 50%, 화력발전용석탄 18% 를저감할것으로예상 세계적으로연간 20GW 규모의대규모시장을형성하고있으며, 북미와중국, 인도등아시아시장의지속적인고성장이예상 기술개발을통한풍력발전단지의대형화가지속되고해상풍력이육상풍력의대안으로부각하고있음 당분간 5MW 급의풍력발전시스템이주류를이룰것으로전망되며, 풍력발전 단지의대규모화추세는지속될전망 육상에서의발전부지부족과대규모발전단지구축을위한해상풍력단지개발이풍력수요국의주요이슈로등장 42) 2008, BWE, Economy, www.wind-energie.de 56
풍력산업현황과개선과제 - 해상풍력이보편화되면단지규모는수백 MW급으로확대될것으로기대됨 안정적성장기에진입한풍력시장은중공업, 조선, 건설기술을보유한국내 업체에게기술추격의기회를제공 풍력시장은신흥시장을중심으로 10% 대의고성장하여, 10년에는 596억달러로 성장할것으로전망 - 신흥시장은자국산업기반이약한편이어서진출이상대적으로용이 오랜사업경험과기술을보유하고있는상위업체의과점화수준이낮아지는상황에서후발업체의진입이가능한상황 - 중공업, 조선, 건설기술을보유한국내업체의기술추격및시장진입가능 풍력산업을미래신성장동력으로육성하기위해 R&D 투자확대, 지원정책 보완및관련규제개선이필요 명확한풍력산업발전목표와실행계획을수립하고, 기업에투자안정성을확보 장기적인지원정책으로 - 육상용발전차액제도상향조정, 해상풍력용발전차액제도신설, 풍력발전인프라 구축시공공부문과사업자의비용분담, 국내부품사용시인센티브제공등 환경및안전에큰지장이없고국가산업정책에부합하는경우에는풍력산업조성및운영에관련된불필요한규제를개선 - 풍력발전단지인허가및운영관련 One-Stop Service 시스템구축, 개발행위허가 규모확대, 공유수면점 사용기간확대등 풍력산업발전을위해보급정책과연구개발을병행함으로써시장수요창출과산업화육성을동시에추진가능 독일, 스페인, 덴마크등은발전차액제도등의일관된지원정책으로자국시장 안정화를통해풍력발전선진국을유지 - 안정적인발전차액제도시행및프로젝트파이낸싱지원확대 국가 R&D 역할을수행 사업및실증사업은풍력산업화기틀을마련할기술확보에중요한 57
FKI ISSUE PAPER 2009-0009 - 선도국은향후풍력발전의미래트랜드로부상하는대형풍력발전시스템및해상풍력등에대한 R&D를적극적으로수행 - 자국상황에적합한풍력발전기술이나시스템개발, 실증사업등을꾸준히수행하여시장에서경쟁력을확보 58
풍력산업현황과개선과제 참고문헌 2000, IEA, Experience Curves for Energy Technology Policy 2002, R. W. Thresher, State of the Wind Industry, NREL 2002, Shell Wind Energy, The Wider Offshore Industry, Gordon Shearer 2003, 김은일, 경남호, 전력시장에서의풍력발전의확산과수용, 2003년도대한전기학회하계학술대회논문집 2003, 산업자원부, 제2 차신 재생에너지기술개발및이용 보급기본계획 (2003~2012) 2004, Rick Sellers, Renewable Energy 2004, 환경관리연구소, 풍력발전의현황및향후전망(II) 2005, 김은일, 풍력산업의종주국, 덴마크의풍력발전보급정책 2005, BWE, Minimum price system compared with the quota model 2005, EC, European Wind Energy at the dawn of the 21st century 2005, Ecofys, ISET, Energy Scientific & Technological Indicators and References(ESTIR) 2006, 김은일, 세계 2005 풍력발전시장동향과시사점, 2006년도한국태양에너지학회추계학술대회 논문집, pp. 182-187, 2006. 11. 30 2006, Shi Pengfei, Positive and Negative Impacts of Wind Power Concession Projects in China, Great Wall World Renewable Energy Forum (GWREF), Beijing, October 24-26, 2006 2007, Prices for Renewable Energies in Europe: Feed in tariffs versus Quota Systems 2007, 김은일, 독일재생에너지( 풍력) 발전원보급촉진정책과우리나라정책에서보완되어야할점, 2007 년도한국태양에너지학회특집논문집 2007, 김은일, 풍력발전보급국가지원정책모델과현행발전차액기준가격의개선점, 2007년도한국태 양에너지학회춘계학술대회논문집 2007, 산업자원부, 2006 년도신재생에너지기술개발사업자료집, 신 재생에너지센타 2007, 산업자원부, 신 재생에너지 RD&D 전략 2030[ 풍력], 신 재생에너지센타 2007, BTM Consult ApS, World Market Update 2006 2007, ENERCON GmbH- Chronology, http://www.enercon.de/ 2007, EWEA, Focus on supply chain, wind directions 2007, Jonathan Johns, Where to watch: Ernst & Young s Renewable Energy Country Attractiveness Index, 2007, Shi Pengfei, Wind Power in China 2007, 신재생에너지센터, IEA 풍력전문가회의참석출장보고서 2007, 한국에너지기술연구원, 신재생에너지경제성분석 2008, 국무총리실, 제1 차에너지기본계획 (2008~2030) 2008, 김은일, 국내외풍력발전시장분석과시사점, 전력기술컨퍼런스 2008 59
FKI ISSUE PAPER 2009-0009 2008, 지식경제부, 제3차신 재생에너지기술개발및이용 보급기본계획 2008, 지식경제부, 제4 차전력수급기본계획 (2008 2022) 2008, Anthony Barker, 2008, INTERVIEW-China seen surging to top wind turbine maker in 2009, Reuters, http://www.reuters.com/ 2008, BTM Consult ApS, World Market Update 2007 2008, BWE, Climate protection, www.wind-energie.de 2008, BWE, Costs / tariffs, German Wind Energy Association 2008, BWE, Economy, www.wind-energie.de 2008, BWE, Technology, German Wind Energy Association 2008, C. Ender, Wind Energy Use in Germany- Status 31. 12. 2007, DEWI 2008, Caitlin Pollock, China Wind Power Markets and Strategies, Global WindPower 2008, 31 October 2008, Beijing, China 2008, DNV, Energy Report, WTDK-6022, Rev 0, 2008-04-28 2008, DOE, 20% Wind Energy by 2030, NREL 2008, EWEA, Pure Power, Wind Energy Scenarios up to 2030 2008, GWEC, GLOBAL WIND 2007 REPORT 2008, IEA Energy Statistics, http://www.iea.org/ 2008, Update on Production Tax Credit for Renewable Energy, 2008, US DOE, 20% Wind Energy by 2030 2008, KISTI, 풍력발전의모범국인덴마크의특징 2008, 지식경제부, 신 재생에너지백서 2008 2008, KISTI, 신재생에너지의정책적개발지원방안 2008, 한국은행, 신 재생에너지산업현황및발전방향 2008, KOTRA, 미국신재생에너지정책 2008, 지식경제부, 해상용초대형풍력발전시스템개발 2008, 산업은행, 세계풍력발전산업의동향및전망 2008, 주독일대사관, 독일의재생가능에너지산업현황 2009, GWEC, Global Installed Wind Power Capacity 2009, The World Bank, Wind Power Development- Economic and Policies 2009, 산업연구원, 신재생에너지의무할당제도(RPS) 와발전차액지원제도(FIT) 의비교와시사점 2009, Rimtaig Lee, Status and Forecast of Wind Energy in Korea 2009, 삼정 KPMG,IntrotoCleanEnergy:Wind 2009, 삼성경제연구소, 바다가준녹색선물, 해상풍력 한국전력거래소, 각종증권사, 신문, 정부보도자료및전문가자문자료참조 60