연구수행기관 전북발전연구원 전라북도인적자원개발지원센터 연 구 총 괄 박 형 창 전라북도 인적자원개발지원센터장 연 구 책 임 이 장 호 군산대학교 교수 연 구 진 최 연 성 군산대학교 교수 권 정 소 전라북도 인적자원개발지원센터 연구원 자 문 위 원 강 용 철 전북대학교 교수 김 흥 수 한국산업단지공단 군산추진단 팀장 설 경 원 전북대학교 교수 오 택 림 전라북도 미래산업과장 이 보고서의 내용은 연구진의 견해로서 전라북도의 정책과는 다를 수도 있습니다.
목 차 제 1 장 서 론 3 제 1 절 연구 필요성 및 목적 3 1. 연구 필요성 3 2. 연구 목적 4 제 2 절 연구 방법 및 범위 6 1. 연구 방법 6 2. 연구 범위 6 제 2 장 신재생에너지 현황분석 11 제 1 절 중앙정부 신재생에너지 현황분석 11 1. 신재생에너지 육성의 필요성 11 2. 신재생에너지 국가 정책방향 및 보급현황 13 3. 신재생에너지 기본 계획의 정책목표와 추진전략 19 4. 풍력-태양광 분야 현황분석 27 5. 지식경제부 신재생에너지 인력양성 사업 현황분석 55 제 2 절 전북지역 신재생에너지 현황분석 58 1. 전북 신재생에너지 기본현황 58 2. 전북 신재생에너지 육성 추진현황 61 3. 전북 신재생에너지 타당성 및 경쟁력 고찰 66 4. 전북 풍력-태양광 분야 현황분석 68 5. 전북의 신재생에너지산업 여건 조사 분석 94 제 3 장 전북권역 풍력-태양광 설문조사 결과분석 101 제 1 절 풍력 분야 기업체 설문조사 결과분석 101 제 2 절 태양광 분야 기업체 설문조사 결과분석 113 - i -
제 4 장 전북지역 신재생에너지 인력수급 분석 125 제 1 절 전북지역 신재생에너지 인력공급 전망 125 제 2 절 전북지역 신재생에너지 인력수요 전망 129 제 5 장 전북지역 신재생에너지 인력양성 방안 139 제 1 절 대학과 연계한 신재생에너지 인력양성 방안 139 1. 기본개요 139 2. 대학 연계의 신재생에너지 인력양성 프로그램 141 제 2 절 기업과 연계한 신재생에너지 인력양성방안 155 1. 기본개요 155 2. 기업 연계의 신재생에너지 인력양성 프로그램 157 3. 대학 배출과 기업수요를 고려한 인력양성 방안 168 제 6 장 정책과제 171 제 1 절 정책방향 171 제 2 절 향후과제 175 참고문헌 176 - ii -
표 목 차 <표 2-1> 신재생에너지 보급 현황 15 <표 2-2> 신재생에너지 보급 목표 15 <표 2-3> 총 전력생산 중 신재생에너지 공급비중 16 <표 2-4> 신재생에너지 분야별 예산액 17 <표 2-5> 신재생에너지 보급 및 기술개발사업 투자 예산 18 <표 2-6> 공급목표 달성을 위한 연차별 소요예산 18 <표 2-7> 지역별 신재생에너지 잠재량 및 권장목표량 설정비율 19 <표 2-8> 2020 그린 홈 100만호 보급 계획 23 <표 2-9> 국내 풍력발전의 연차별 보급계획 28 <표 2-10> 세계 풍력발전 기술 및 시장 전망 29 <표 2-11> 최근 5년간 풍력발전 세계시장 추이 29 <표 2-12> 국내 풍력발전 보급 전망 30 <표 2-13> 풍력발전의 세계시장 및 고용효과 전망 31 <표 2-14> 2020년 지역별 풍력발전의 시장규모 전망 32 <표 2-15> 국내 풍력 보급 현황 36 <표 2-16> 국내 지역별 풍력 보급 현황 37 <표 2-17> 태양광 분야별 국내 기술 수준 43 <표 2-18> 기술개발 현황과 성과 분석 45 <표 2-19> 실리콘 태양전지분야 핵심 분야별 기술 개발 49 <표 2-20> 염료 유기 태양전지분야 핵심 분야별 기술 개발 50 <표 2-21> 태양광 응용설비 분야 핵심기술 51 <표 2-22> 실리콘태양전지분야 요소기술 52 <표 2-23> 염료감응 유기태양전지분야 요소기술 53 <표 2-24> 태양광 응용설비분야 요소기술 54 <표 2-25> 에너지원별 산업화 환경 및 인프라 환경 비교 62 <표 2-26> 핵심 육성분야 선정 63 <표 2-27> 전북의 신재생에너지 관련 추진정책 64 - iii -
<표 2-28> 전북 지역별 신재생에너지 관련 추진정책 64 <표 2-29> 국내 풍력 산업화 로드맵 68 <표 2-30> 단계별 추진 사업 내용 요약 74 <표 2-31> 실리콘 태양전지 분야 총괄 기술지도 87 <표 2-32> 실리콘 태양전지 핵심 단위 소재 제조 기술 88 <표 2-33> 실리콘 태양전지 단위 셀 제작 기술 과 성능 향상 기술 89 <표 2-34> 연료감응/유기 태양 전지 총괄 기술지도 90 <표 2-35> 연료감응/유기 태양전지 핵심 단위소재 제조기술 90 <표 2-36> 연료감응/유기 태양전지 핵심 단위 셀 제작 기술 과 성능 향상 기술 91 <표 2-37> 실리콘 태양전지 분야 기술 대안 분석 92 <표 2-38> 연료감응/유기 태양전지 분야 기술 대안 분석 93 <표 2-39> 전북의 신재생에너지 비교우위 분야 94 <표 2-40> 전북의 신재생에너지 기반여건 95 <표 2-41> 전북의 신재생에너지 기반여건 양호 이유 96 <표 2-42> 전북의 신재생에너지 성장 잠재력 97 <표 2-43> 전북의 신재생에너지 성장 잠재력 양호 이유 98 <표 4-1> 전북지역 풍력분야 필요 인력 현황 129 <표 4-2> 2009년 풍력분야 세부 인력 수요 현황 130 <표 4-3> 전북지역 풍력분야 인력 충원시기 130 <표 4-4> 전북지역 풍력분야 인력 세부 충원시기 130 <표 4-5> 전북지역 풍력분야 인력 충원분야 131 <표 4-6> 전북지역 풍력분야 인력 인력양성 소요기간 131 <표 4-7> 전북지역 태양광분야 필요 인력 현황 131 <표 4-8> 2009년 풍력분야 세부 인력 수요 현황 132 <표 4-9> 충전북지역 태양광분야 필요 인력 충원시기 132 <표 4-10> 전북지역 태양광분야 필요 인력 세부 충원시기 132 <표 4-11> 전북지역 풍력분야 인력 충원분야 133 <표 4-12> 전북지역 풍력분야 인력 인력양성 소요기간 133 <표 4-13> 원단위를 활용한 신재생에너지 클러스터 인력수요 전망 134 <표 4-14> 전북지역 신재생에너지 클러스터 인력수요 전망 135 - iv -
그림 목차 <그림 2-1> 21세기 에너지이용 기술의 환경변화 12 <그림 2-2> 신재생에너지의 특징 12 <그림 2-3> 신재생에너지 기본 계획의 정책목표와 추진전략 21 <그림 2-4> 풍력총괄 국가기술지도 33 <그림 2-5> 풍력발전 시스템 국가기술지도 33 <그림 2-6> 보급 사업 분야 국가기술지도 34 <그림 2-7> 풍력발전시스템의 연도별 대형화 추이 35 <그림 2-8> 국내 풍력 단지 현황 : (상)기설치, (하)설치예정 38 <그림 2-9> 풍력 발전 시스템 로드맵 40 <그림 2-10> 풍력 발전 시스템 로드맵 41 <그림 2-11> 국내 태양광분야 기술개발 주요 성과 46 <그림 2-12> 국가별 태양전지 생산량 47 <그림 2-13> 재료별 태양전지 생산량 48 <그림 2-14> 전라북도 풍력 발전 요소 기술들의 특성 분석 66 <그림 2-15> 풍력 발전 시스템의 부품 소재 연관도 67 <그림 2-16> 전라북도 풍력 로드맵 (자료:전라북도 기계 산업 TRM) 69 <그림 2-17> 에너지기술연구소가 확보한 저해상도 육상 바람지도 73 <그림 2-18> 새만금 1~6호 풍력발전기 풍력데이터(2005년) 75 <그림 2-19> 새만금 풍력 Supply Chain 및 관련산업 현황 77 <그림 2-20> 전북의 신재생에너지 비교우위 분야 94 <그림 2-21> 전북의 신재생에너지 기반여건 95 <그림 2-22> 전북의 신재생에너지 기반여건 양호 이유 96 <그림 2-23> 전북의 신재생에너지 성장 잠재력 97 <그림 2-24> 전북의 신재생에너지 성장 잠재력 양호 이유 98 <그림 3-1> 직종별 인력 현황 101 <그림 3-2> 직종별 세부 인력 현황(정규직 vs. 비정규직) 102 <그림 3-3> 직종별 부족인원 현황 103 - v -
<그림 3-4> 학력별 인력 현황 104 <그림 3-5> 직종별 학력 현황 (연구개발직) 104 <그림 3-6> 직종별 학력 현황 (생산관리직) 105 <그림 3-7> 직종별 학력 현황 (기능직) 105 <그림 3-8> 직종별 학력 현황 (사무관리직) 106 <그림 3-9> 직종별 학력 현황 (단순노무직) 106 <그림 3-10> 직종별 학력 현황 (판매영업직) 107 <그림 3-11> 직종별 인력 현황 114 <그림 3-12> 직종별 세부 인력 현황(정규직 vs. 비정규직) 114 <그림 3-13> 직종별 부족인원 현황 115 <그림 3-14> 학력별 인력 현황 116 <그림 3-15> 직종별 학력 현황(연구개발직) 116 <그림 3-16> 직종별 학력 현황 (생산관리직) 117 <그림 3-17> 직종별 학력 현황(기능직) 117 <그림 3-18> 직종별 학력 현황 (사무관리직) 118 <그림 3-19> 직종별 학력 현황 (판내영업직) 118 <그림 4-1> 전북지역 풍력분야 인력 세부 충원 계획 (인원수) 130 <그림 4-2> 인력 세부 충원 계획 (인원수) 132 <그림5-1> 맞춤형 교육프로그램 추진방법 151 <그림5-2> 맞춤형 교육프로그램 추진방법 152 <그림5-3> Co-op 교육 및 산업체 현장실습 163 - vi -
제 1 장 서 론 제1절 연구 필요성 및 목적 제2절 연구 방법 및 범위
제 1 장 서 론 제 1 절 연 구 필 요 성 및 목 적 1. 연 구 필 요 성 에너지 환경 문제 대두로 인한 신재생 에너지의 필요성이 대두되고 있음 90년대 후반 10달러대이던 원유가가 2000년 걸프전 이후 급등세를 유지하고 2008년에는 150달러까지 상승 급격한 인구증가, 인도, 중국 등 거대 인구 보유국의 에너지 사용 비약적 증가 등으로 석유 등 화석에너지 고갈에 대한 잠재적 우려 심화 원유와 천연가스의 지속 가능연수는 각각 약 40년, 60년으로 추정됨 고유가 상태의 지속으로 화석연료의 공급 안정성에 대한 우려 지속 국제 에너지 환경 변화에 따른 전략산업 육성이 필요함 1990년 이후 지속적인 경제성장과 에너지 다소비 산업구조로 인해 급증한 온 실가스 배출량에 대한 우려로 안정적이고 깨끗한 미래 그린 에너지원의 확보 에 관심이 높아짐 높은 인구밀도와 자동차와 에너지 소비량의 급증으로 인해 대기오염이 심각해 지고 있으며, 사후관리로는 대기질 개선이 불가능함. 따라서 오염원 배출 자체 를 방지할 수 있도록 친환경 청정 에너지원의 사용 비중이 높아져야 함. 에너지의 확보가 경제성장 및 국가안보 측면에서 주요 과제로 부각 되고 있음 우리나라는 전체 에너지 중 97%를 수입에 의존(석유의존도는 45%) 친환경적이고 고갈되지 않는 에너지 안보를 확보하기 위한 핵심 에너지로서 신재생에너지 개발 - 3 -
에너지의 해외 의존도를 낮추고 지속적인 경제성장 및 대외 경쟁력 확보하기 위해서는 21세기 신산업 분야로 급부상할 신재생에너지 산업에 대한 투자가 필수적임 중앙정부의 광역권 중심의 선도 산업 육성 정책에 따라 호남권은 4 개의 선도 산업 분야가 선정되었는데 그중 2개 분야가 태양광과 풍 력분야로 선정되었음 호남광역경제권 선도 산업으로 지정된 태양광과 풍력 분야에 대해서 전라북도가 주도적으로 대응해야할 전반적인 사항에 대한 논의가 필 요한 시점이며, 특히 우수한 인력을 양성 배출하고 이를 활용할 수 있는 방향에 대한 관심이 부각되고 있음 지난 6월 교육과학기술부가 추진하는 광역경제권 선도사업 인력양성 사업 의 선정에 따른 도내 대학들의 관심이 증폭되고 있는 가운데 전라북도의 적극적 인 의지와 정책적인 방향이 필요한 시점임 2. 연 구 목 적 태양광과 풍력분야의 광역권 선도 산업 육성 정책을 뒷받침할 수 있 는 전반적인 지원현황 등을 분석하여, 전라북도의 자체적인 지원 방 향에 대한 대응방안을 모색하고자 함 교육과학기술부 광역경제권 선도 사업에 선정된 신재생에너지 인력 양성 분야에 대한 인력현황, 기업수요 등에 대한 전반적인 분석을 통해서 전북 지역이 신재생에너지 인력양성 분야의 우위적인 위치를 차지할 수 있는 전반적인 정책 방향을 도출하고자 함 전라북도 지역의 대학을 중심으로 신재생에너지 분야와 관련된 인력 양성 방안에 대한 프로그램 및 지원방향을 중점적으로 분석하여 향 후, 전라북도 기업 등과 발전할 수 있는 지원정책에 대한 방향을 제 시하고자 함 실제 지역 산업 구조의 성장과 발전에 핵심적인 요인은 핵심 인력 의 양성, 배분 그리고 활용이 매우 중요함 - 4 -
기업의 경영구조 및 운영 구조, 사업 특성에 따라 기업은 훈련된 신규 인력과 더불어 고용된 인력의 재교육에 대한 관심을 가지고 있음 전라북도의 경우 경제 활동 인구가 점차로 감소하고, 산업구조 발전과 성장 축을 형성할 수 있는 인력은 점차 감소하여, 중장기적인 인력 양성에 대한 계획이 필 요한 시점임. 우수 인재의 산업 분야별 불균형적 배분, 우수 인재의 수도권 지역으로 유출 등 문제가 지속적으로 나타나고 있음 인적 자원의 효율적 양성 및 활용을 위해서는 인력 양성 프로그램의 개발 및 운영 시스템 구축이 필요함 인력 양성 및 공급은 교육훈련시장과 노동 시장간의 산업 인력 수급 불일치가 심화되고, 노동 시장에 경쟁력 있고 기업에 필요한 인력이 공급되지 못하기 때문 에 적절한 인력 양성 프로그램이 절실함. 신재생에너지 산업 육성기반 확충을 위한 전문 핵심인력 양성 방향 을 제시하고자 함 신재생에너지 원천 기술 개발과 성장 동력화를 위한 신규 전문인력 양성 에너지 환경 대응과 에너지 전환을 위한 전문 인력의 적극적인 육성 지원 다학제적 특성에 따른 융합형 전문 고급 인력의 육성 에너지 기술 및 시장 환경 변화에 대응한 산업현장 기술인력 재교육 분야별 연구센터를 통한 신기술 및 정책 등 체계적인 교육 지원 현장 응용 가능한 실습 플랜트 구축 산업화 지원을 위한 산업 현장 인력 재교육 - 5 -
제 2 절 연 구 방 법 및 범 위 1. 연 구 방 법 본 연구는 문헌연구 및 설문조사, 전문가 자문 등을 중심으로 이루 어짐 문헌연구는 풍력과 태양광을 중심으로 신재생에너지 관련 자료를 활용하여 각 종 통계 및 현황 등을 중심으로 구성하였음 설문조사는 전라북도 소재의 풍력과 태양광 관련 기업체를 대상으로 일반현황 과 인력구성 현황을 파악하고 실제 인력충원계획 및 방향을 중심으로 이루어 졌음 전문가 자문은 풍력과 태양광의 발전방향을 중심으로 이에 적합한 인력양성 방향에 대한 적정성을 판단하였고 그에 따른 자문을 통해 개선방향을 도출하 였음 2. 연 구 범 위 풍력과 태양광 중심의 신재생에너지 현황 조사 및 분석 중앙정부의 신재생에너지 분야 현황분석 전북지역 신재생에너지 분야 현황분석 풍력과 태양광 중심의 전북지역 신재생에너지 인력양성 현황 조사 및 분석 전북지역 신재생에너지 관련 대학 및 학과 분석 대학과 연계한 신재생에너지 인력양성 방향 - 6 -
기업과 연계한 신재생에너지 인력양성 방향 기타 신재생에너지 인력양성 방향 전북지역 신재생에너지 인력양성 정책 방향 및 과제 도출 - 7 -
제 2 장 신재생에너지 현황분석 제1절 중앙정부 신재생에너지 현황분석 제2절 전북지역 신재생에너지 현황분석
제 2 장 신재생에너지 현황분석 제 1 절 중 앙 정 부 신 재 생 에 너 지 현 황 분 석 1. 신 재 생 에 너 지 육 성 의 필 요 성 화석 에너지 고갈과 환경 문제의 핵심 해결 방안 신재생에너지는 막대한 초기투자비 소요와 낮은 가격 경쟁력 등 경제성 문제 에도 불구하고, 화석에너지의 고갈문제와 환경문제에 대한 핵심해결방안이라는 점에서 선진 각국에서는 과감한 연구개발과 보급정책 등을 추진해오고 있음 지속적인 경제성장 및 대외 경쟁력 확보에 공격적 대응 수단 기후변화협약(교토의정서)에 의거, 우리나라는 2차 공약 기간(2013-2017) 중 온 실가스 감축의무 부담이 가시화될 전망 02년 말 온실가스 배출량 세계 9위로 감축의무 부담 시 산업 및 경제 활동에 치명적 에너지 확보 및 환경개선 효과에 획기적 기여 가능 에너지의 해외 의존도를 낮추고 에너지 수급 불안정에 대비한 에너지 안보 확 보 태양광 등 분산형 전원 보급으로 선진형 에너지 공급구조 달성 및 지역경제 활성화 황화물(SOx), 질소산화물(NOx), 미세먼지 등 환경오염물질 배출이 없어 획기 적인 환경개선효과 기대 미래 차세대 산업으로 급신장 예상 신재생에너지산업은 IT, BT, NT 산업과 더불어 21세기 차세대산업으로 급부상 예상 특히 태양광, 풍력 등의 분야는 연평균 30%이상 급신장 - 11 -
정부에서 적극 지원시 2010년까지 기술선진국 대역에 합류 가능하며, 일부 분 야는 선진국 기술 수준의 70%까지 접근 예상 기술개발 결과 시장 진입이 가능한 국산 제품의 보급 프로그램 추진으로 획기 적인 생산비용 저감 에너지 이용 기술의 변화를 인식 20세기의 석유, 석탄, 원자력, 천연가스 중심의 에너지 이용 기술이 태양광, 풍 력과 같은 신재생에너지 기술로 환경이 변화됨 <그림 2-1> 21세기 에너지이용 기술의 환경변화 지속 가능한 에너지 공급체계를 위한 미래 에너지원 신재생에너지의 특징 : 공공미래 에너지, 환경친화형 청정에너지, 비고갈성 에 너지, 기술 에너지 <그림 2-2> 신재생에너지의 특징 자료: 전라북도 신재생에너지 산업 기술로드맵 (전북전략산업기획단, 2007) - 12 -
2. 신 재 생 에 너 지 국 가 정 책 방 향 및 보 급 현 황 q 국 가 제 도 및 정 책 1987년 : 대체에너지개발촉진법 제정 - 본격적인 신재생에너지 기술 개발 사업 실시 1997년 : 대체에너지개발 및 이용보급 촉진법 개정 신재생에너지 기술개발 및 보급의 체계적 추진근거 마련 2000년 : 보급 활성화를 위한 실증연구사업과 성능평가사업 등 기반 확충에 주력 태양광, 풍력, 수소 연료전지분야를 중점 기술개발 분야로 선정 국산 시스템 개발 착수 2003년 : 제2차 신재생에너지 기술개발 및 이용보급 기본계획 수 립 신재생에너지 개발 보급목표 설정 : 3%( 06년) 5%( 11년) 태양광, 풍력, 수소 연료전지 등 3대 전략부문에 대한 핵심기술개발 및 인력양 성 등에 투자 지원이 집중 에너지원별, 연차별 기술개발 및 보급 세부추진 계획 마련 현재 정부는 에너지관리공단 신재생에너지 센터를 중심으로 신재생 에너지 기술개발, 이용 및 보급 등과 관련하여 다양한 육성 정책 실 시 중 q 국 가 정 책 방 향 기술개발 추진 개발기술의 조기 상용화와 시장 경제성 확보에 집중 지원 수소 연료전지, 태양광, 풍력 등 3대 중점분야 집중 지원 - 13 -
단기간 보급이 용이한 태양열, 바이오, 폐기물 등은 보급과 보완적인 기술개발 병행 국제협력사업에 능동적으로 참여하여 기술 전진화 도모 신재생에너지 기반 경제로의 이행을 위한 기반 조성 기술기반 구축 신재생에너지 성능검사 및 실증연구 강화 공용화, 국제표준화 지원 신재생에너지 분야 인력양성사업 추진 보급확대 및 시장창출 신재생에너지 시범마을(Green Village) 확대 조성 민간부문 투자유도 및 공공부문 시장창출 제도 및 정책 개선 신재생에너지 발전의무비율 할당제 도입 중 소규모 신재생에너지 발전사업 절차 개선 세제감면 등 인센티브제도 강화 신재생에너지 전담조직 보강 q 보 급 현 황 및 계 획 신재생에너지 보급 현황 2001년 1.2%에서 2004년 2.1% 2007년 2.37%로 확대 - <표 2-1> 참조 50% 미만에 머무르고 있었던 선진국 대비 신재생에너지 기술수준은 2007년 현재 평균적으로 71.2%로 접근한 것으로 평가 국산화비율 관련해서는 설계의 경우 69.8%, 생산의 경우 69.0%에 도달한 것으 로 평가 - 14 -
<표 2-1> 신재생에너지 보급 현황 자료 : 산업자원부 백서(2008) 신재생에너지 보급(2011년) 목표 : 신재생에너지의 공급비중을 총에너지 대비 5%로 설정 선진국 대비 50~70%의 신재생에너지 기술수준을 70~90%까지 제고 기본전략과 실행계획을 수립하여 추진 풍력, 태양광 등 재생 가능한 에너지 비중 확대 <표 2-2> 신재생에너지 보급 목표 (단위: 천TOE) 분야 2003년 2006년 2011년(%) 공급량 비중(%) 공급량 비중(%) 공급량 비중(%) 태양열 41.4 0.93 101.5 1.45 318.1 2.39 바이오 197.0 4.43 495.0 7.07 1,050.0 7.87 폐기물 3,080.0 69.20 5,050.0 72.13 7,540.0 56.54 태양광 2.7 0.06 21.9 0.31 341.2 2.56 풍력 13.1 0.29 125.9 1.80 1,311.4 9.83 소수력 50.0 1.12 111.0 1.59 446.0 3.34 연료전지 - - 0.4 0.01 147.1 1.10-15 -
지열 0.8 0.02 12.1 0.17 160.8 1.21 해양 - - 0.7 0.01 431.5 3.24 수소 - - - - 1.3 0.01 석탄이용 - - - - 374.6 2.81 소계 3,385 76.05 5,919 84.54 13,122 90.90 수력 1,066 23.95 1,082 15.45 1,213 9.10 합계 4,451 100 7,001 100 13,335 100 총에너지대비 신재생에너지 비중(%) 2.06 3.0 5.0 자료 : 산업자원부 백서(2008), 03년 이후 신재생에너지에 수력을 포함. 에너지관리공단 표 참조 신재생에너지 장기 보급전망 2030년 신재생에너지의 공급비중을 총에너지 대비 11%로 확대 신재생에너지 발전량(2010년) 목표 : 총 전력생산 대비 7% 풍력, 태양광, 소수력 등 재생 가능한 에너지 지속 확대 <표 2-3> 총 전력생산 중 신재생에너지 공급비중 (단위 : GWh) 분야 2003 2005 2007 2009 2010 2011 2012 태양광 8.3 39.1 158.2 409.9 767.0 1,365.0 1,793.0 풍 력 52.6 273.8 919.8 2,606.1 3,525.9 5,245.7 6,639.1 소수력 202.2 247.6 681.2 1,193.6 1,469.5 1,785.9 2,139.7 IGCC 79.2 79.2 2,138.4 4,356.0 6,336.0 LFG 616.3 1,848.8 3,081.4 3,697.7 4,000.0 4,313.9 4,616.0 연료전지 0.6 12.6 175.4 894.3 1,710.9 2,621.7-16 -
해 양 3.0 573.0 843.0 1,726.0 1,726.0 소 계 879.4 2,409.9 4,935.4 8,734.9 13,638.0 20,503.0 25,871.0 총발전량 288,594 211,051 330,452 347,673 355,321 363,924 369,973 총발전량비중 0.3 0.8 1.5 2.5 3.9 5.6 7.0 대수력 4,264 4,268 4,233 4,435 4,644 4,851 5,067 총계 5,143.4 6,677.9 9,168.4 13,169.9 18,282.0 25,354.0 30,938.0 총발전량비중 1.8 2.1 2.8 3.8 5.2 7.0 8.4 자료 : 산업자원부(03.12), 제2차 신재생에너지 기술개발 및 이용 보급 기본계획 신재생에너지 기술개발 목표 2011년까지 기술수준을 선진국 대비 70%~90%까지 육성 q 소요 예산 2004~2012년까지 약 11.9조원 예산 소요. 소요예산은 에너지자원특별회계로 지원하며, 부족 시 전력사업기반기금으로 충당 <표 2-4> 신재생에너지 분야별 예산액 지원분야 예산액 (단위 : 억원) 신재생 에너지 기술개발 지원 19,645 신재생 에너지 보급을 위한 설비 보조 58,861 신재생 에너지 보급융자 40,220 합계 118,726 자료 : 산업자원부 백서(2008) 2004~2009년 신재생에너지 보급 및 기술개발사업 투자현황 2005년부터 대폭 증대되어 2008년에 5천억원을 넘어섰고 2009년에는 6천억원 에 육박 - 17 -
<표 2-5> 신재생에너지 보급 및 기술개발사업 투자 예산 자료 : 산업자원부 백서(2008) 세부 예산 현황 2006-2012년까지 연도별 소요예산 <표 2-6> 공급목표 달성을 위한 연차별 소요예산 (단위 : 억원) 구분 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 계 개발부문 1,405 1,625 2,025 2,460 2,895 3,335 3,820 19,645 보급부문 3,412 3,824 5,352 7,217 8,888 12,108 14,280 58,861 소 계 4,817 5,449 7,377 9,677 11,783 15,443 18,100 78,506 보급융자 1,800 2,280 3,300 4,100 6,300 10,600 9,600 40,220 합 계 6,617 7,729 10,677 13,777 18,083 26,043 27,700 118,726 민간투자 7,000 9,000 12,400 18,300 21,700 28,500 30,100 133,200 자료 : 산업자원부(03.12), 제2차 신재생에너지 기술개발 및 이용 보급 기본계획 - 18 -
3. 신 재 생 에 너 지 기 본 계 획 의 정 책 목 표 와 추 진 전 략 q 최 근 신 재 생 에 너 지 정 책 동 향 신재생에너지 지역 보급정책 선택과 집중을 통한 권장 특화사업 비중 확대 중 정부의 지역별 보급 관련 정책은 기존 정책의 비실효성을 해결하기 위하여, 잠재 량을 기반으로 지역별 육성분야의 선택과 집중을 위한 권장 특화사업으로 변경 추진 중 Top down 방식의 유망한 특화사업을 선정하고, 지자체에서 지역적으로 시행 가 능한 관심 사업을 추가 개발하여 Bottom up 방식으로 정부에 건의하는 양방향 체제로 전환 지역별 권장 보급목표 설정 지역에너지 수요를 전망하고, 신재생에너지 잠재량을 조사 분석하여 지역별로 담당할 수 있는 신재생에너지 보급목표 설정 <표 2-7> 지역별 신재생에너지 잠재량 및 권장목표량 설정비율 2011년 수요량 (천TOE)[A] 2011년 잠재량 (천TOB)[B] 기여율(%) 수요량 대비 권장목표 비율 시장 잠재량 [D=C*약10%] [C=B/A] 권장 목표량 (천TOE) [A*D] 서울 17,250 9,184 53.2 5 862.5 부산 9,090 4,912 54.0 5 454.5 대구 6,760 3,449 51.0 5 338.0 인천 24,520 3,652 14.9 2 490.4 광주 3,060 2,131 69.6 7 214.2 대전 4,780 2,374 49.6 5 239.0-19 -
울산 36,150 1,988 5.5 0.6 216.9 경기 31,110 15,997 51.4 5 1,555.5 강원 7,560 6,919 91.5 9 680.4 충북 7,510 5,733 76.3 8 600.8 충남 23,720 11,119 46.9 5 1,186.0 전북 6,560 8,261 125.9 12.6 826.6 전남 44,960 18,891 42.0 5 2,248.0 경북 19,580 12,729 65.0 7 1,370.6 경남 7,610 12,076 158.7 15.8 1,202.4 제주 2,810 2,316 82.4 9 252.9 계 253,050 121,730 48.1 5 12,738.7 자료 : 에너지경제연구원, 지역에너지계획 (2008) 보급 현안 및 개선방향 보급현안 개선방향 신재생기술과 보급제도의 산만성 기술별 기여도에 근거한 체계적 지원방안 마련 체계적 제도 분류 및 활용방안 제시 기여도 평가의 주관성 객관적 기여도 평가도구 활용화 신재생 기술개발 및 보급전략 부조화 2012년 보급률 5.6% 달성 기여도에 대한 일관성, 조화성 보완화(예: 선택과 집중 개발 보완) Macro 기술정책과 Micro 기술의 부조화 2012년 보급률 5.6% 달성을 위한 지방별 세부 보급프로그램 마련 자료 : 산업자원부(06,3), 지역에너지사업 로드맵 기획연구 - 20 -
q 신 재 생 에 너 지 기 본 계 획 의 정 책 목 표 신재생에너지에 기반한 지속가능 에너지 시스템 구축 최상위 목표 : 신재생에너지에 기반한 지속가능한 에너지시스템의 구현 하위 목표 : 양적인 목표와 질적인 목표를 제시 양적인 목표 : 2030년까지 신재생에너지 보급률 11%를 설정 질적인 목표 : 신재생에너지를 신성장동력 산업화 <그림 2-3> 신재생에너지 기본 계획의 정책목표와 추진전략 자료: 전라북도 신재생에너지 산업 기술로드맵 (전북전략산업기획단, 2007) - 21 -
신성장 동력으로서의 산업화 촉진 보급확대를 위한 그린홈 100만호와 같은 보급프로그램 개발 기초인프라 확충을 위한 산업코드, 펀드조성, 규제완화, 통계체제 정비 시장기능 도입을 통해 산업화 촉진과 시장 확대화 q 신 재 생 에 너 지 기 본 계 획 의 추 진 전 략 기술개발 및 제품화 로드맵 신성장 동력화를 위해 기술력확보가 필요한 분야에 대한 전략적 기술개발을 확대 특히 차세대 태양광, 해상풍력, 해양에너지 등 자연재생에너지의 보급 확대 정 책을 적극 개발하여 추진하고, 민간투자를 촉진시킬 계획 단기적으로는 정부주도의 기술개발 및 보급정책을 추진하되, 장기적으로는 경 제성 확보와 대기업 참여를 바탕으로 시장주도형으로 진화할 계획 단계별 원별로 달성해야 할 기술개발 로드맵을 제시하고, 기술 개발 후 시장 에서 상용화되는 제품화 로드맵(product roadmap)도 함께 제시 기술 개발된 국산품이 국내보급시장에 진입하여 산업화되는 과정을 단계별로 제시 이를 통해 화석연료와 경쟁할 수 있는 경제성 확보시기도 예측하였는데, 대부 분이 20년 이전에 화석연료의 경제성 수준을 확보하여 정부의 보급지원 없이 민간에 의해 보급될 수 있는 기반이 마련될 것으로 전망 그린홈 100만호 사업 현재 추진 중인 태양광 10만호 보급사업 과 그린 빌리지 사업 을 확대 개편 Smart Energy System 기술개발사업과 연계하여 에너지효율이 획기적으로 높 은 한국형 설비를 개발, 보급하는 계획이 포함 그란 홈의 건설기술 및 표준모델 개발, 건설 촉진 법령을 국토해양부가 주관 - 22 -
서민 주거 안정을 휘한 보금자리주택 등을 그린 홈으로 건설하여 난방비 등 유지관리비 최소화로 주거비용 절감을 유도 그린 홈 100만호 사업을 아파트, 학교, 군부대 등을 포함한 소규모 독립적 마 을단위의 신재생에너지 보급사업으로 확대 추진 마을이 제출한 신재생에너지 사용설계를 바탕으로 심사하여 20년까지 우수마 을 200개를 선정하여 집중 지원 <표 2-8> 2020 그린 홈 100만호 보급 계획 자료 : 산업자원부 백서(2008) 공공 민간건물, 신도시 등의 신재생에너지 보급 확대 공공건물의 신개축 및 증축 시 신재생에너지 설비 설치 의무화 효율성이 높은 신재생에너지설비 설치 유도를 위해 의무화 내용을 기존의 총 공사비 기준에서 에너지사용량 기준으로 변경 민간건물에 대한 신재생에너지 이용 건축물 인증 제도를 신설하여 총에너지 사용량의 일정비율 이상을 신재생에너지로 사용할 경우 인증을 부여하고 홍보 토록 하여 자발적인 녹색건물 건축을 유도 공공부문의 신도시 개발 시 신재생에너지 설계를 반영하고, 중장기적으로 모든 국가주도형 SOC시설 (도로, 항만 등)로 확대 추진 환경기초시설에 대해서도 태양광, 소규모 풍력 등 탄소 중립프로그램을 추진 - 23 -
하되, 매립지 등 환경기초 시설별로 적합한 탄소중립 방법론을 개발하여 시범 사업 추진 후 탄소중립 프로그램으로 본격 추진 신재생에너지 공급의무화 (RPS, RFS) 도입 일정규모 이상의 발전사업자에게 총 에너지공급량의 일정비율(의무비율) 이상 을 신재생에너지로 의무적으로 공급토록 하는 RPS를 도입 의무비율은 12년에 의무비율 3%를 설정. 매년 상향조정하여 20년에는 10% 적용 시장메커니즘 기반의 RPS 도입은 현재 도입 추진 중인 발전차액지원제도(FIT) 를 대체하는 것으로서, 이의 도입을 통해 신재생에너지 공급의 획기적 제고와 함께 사업자간, 에너지원간 경쟁을 통한 보급 효율성 제고가 기대 RPS도입에 따라 기존 발전차액 지원제도는 2012년부터 RPS으로 전환 기존 발전사업자에 대한 발전차액지원은 계속 유지하며, 신규 발전은 RPS 적용 태양광발전의 경우 경제성이 낮아 발전단가가 타 신재생에너지원에 비해 월등 히 높기 때문에 일부 소규모 태양광발전 사업 (30kW 규모 미만)에 대해서는 기존의 발전차액지원제도를 존속시킬 것을 고려 기술 개발과의 연계강화 및 산업화 촉진 신재생에너지 설비에 대한 인증제도 강화를 통해 국산설비 품질제고 유도 저가 저 품질의 외산제품 덤핑수입 방지 인증제도 강화내용으로는 인증의무화 확대, 인증기준 강화, 인증설비 품목 확 대, 인증시스템 국제화 등이 있음 각종 이용 보급사업의 대상을 인증 설비제품으로 한정 추진하고 보급사업의 시기 규모 등을 기술개발 및 산업화 정도와 연계시킴 기술개발과 실증연계를 통한 개발기술의 조기 상용화를 추진 - 24 -
정부는 수출산업화를 통한 시장 개척 지원 효과적인 자원을 위해 그린 시장 조사센터를 설치하여 시장 기술 동향 및 비 즈니스 정보를 기업에 제공 Renewable Korea"등 그린에너지 국제전시회 개최 신재생에너지 산업이 초기단계인 점을 감안, 국내기술의 국제표준화를 통한 기 술선점 및 수출 산업화 지원 보급사업에서 지자체의 역할 강화 신재생에너지의 경우 지역에너지 성격이 있기 지자체 중심의 개발과 보급이 바람직 때문에 원칙적으로 지역사회와 특히, 일부 조력, 풍력, 소수력 등 신재생에너지가 지역주민들에게 혐오시설로 오인되고 있는 상황에 비추어 지역 사정에 정통한 지자체가 개발사업 추진 시 지역 주민간 이해관계 조정을 주도적으로 담당하는 것이 필요 지자체는 지역별 신재생에너지 부존자원과 지리, 기후, 산업 여건 등을 고려하 여, 일반보급, 지방보급, 그린 홈 100만호, 신재생단지 조성사업 등을 총 망라 한 중장기 마스터플랜 수립 중앙정부의 경우, 자체별 중장기 마스터플랜을 기반으로 보급 사업을 추진 중앙정부는 지자체가 제출한 계획을 접수하고, 지자체별 동 계획 실행결과를 평가하여 그 결과에 따라 예산을 차등 지원함으로써 지자체간의 선의의 경쟁 을 유도하며 목표도달의 가속화를 도모 투자예산 30년까지 보급목표 11%의 달성과 총 누적 투자비는 100조원으로 추산 투자비가 가장 많이 투입될 것으로 예상되는 에너지원은 RDF로 총 16조원의 투자비가 소요될 것으로 전망 - 25 -
다음으로는 지열, 태양광, 태양열 등의 순으로 많은 투자비가 소요될 것으로 전망되며 풍력의 경우 보급량에 비해 투자비가 낮게 나타남 정부투자비는 약 40조원 보조금 23조원 융자에 5조원 발전차액에 5조원 기술개발에 7조원이 투입될 것으로 전망 기술개발 투자비 총액은 11조 5천억원으로 이 중 정부투자가 63%를 차지. 이 비용은 본격적인 시장이 형성되는 시기인 2010-20년 기간이 최고조에 달할 것 으로 예상 파급효과 산업연관 분석에 의해 투자가 경제에 미치는 기대효과를 산정한 결과, 기술과 설비, 부품의 국산화율이 2007년 평균 69%인 것이 2030년까지 97%로 향상된 다는 전제하에 전후방효과는 각각 99조원과 94조원으로 나타남 원별 파급효과를 크기를 볼 때, 전방연쇄효과의 경우 폐기물에너지가 가장 높 은 24조원이고 다음이 태양열 17조원, 태양광 15조원 순으로, 그리고 후방연쇄 효과의 경우 마찬가지로 폐기물이 26조원으로 가장 높고 다음으로 태양열 18 조원, 태양광 15조원으로 나타남 파급효과 분석에서 주목할 부분은 고용효과. 신재생에너지가 다른 에너지산업 에 비해 노동집약적인 측면이 강하기 때문에 고용효과도 더 큼. 고용효과는 2008년 기준 1만명에서 2030년 108만명으로 증가할 것으로 분석. 이 중에서 폐 기물이 15만명으로 가장 많고, 태양열이 18만명, 지열이 16만명 순으로 나타남. - 26 -
4. 풍 력 -태 양 광 분 야 현 황 분 석 4-1. 풍 력 에 너 지 q 풍 력 기 술 국내 시장 동향 국내에서의 풍력 기술개발 목표는 2005년 750kW급, 2008년 1,500kW급, 2012 년 3,000kW급 등으로 대형화하는 것과 현재 kw당 16,000달러 수준인 설비비 를 2012년에는 6000 7000달러로 저가화하는 것과 현재 kwh당 10센트 수준인 발전단가를 2012년에는 3 4센트로 저감하는 것 2005년까지의 1단계(기술자립 및 산업화 구축) 기간 중에는 중형급 750kW 풍 력 발전기 개발 상용화, 소형 분산형 30kW급 풍력발전기 상용화 및 경량화 저 가화 개발, 풍력자원 데이터베이스 구축 및 예측기술을 개발 2006년부터 2008년까지의 2단계(기술고도화) 기간에서는 대형급 1,500kW 풍력 발전기 개발 및 상용화, 소형 풍력기의 연계 기술 확립 및 보급, 해양 풍력발 전기 개발 및 상용화 이룸 2009년부터 2012년까지의 3단계(고부가가치 산업화) 기간 중에는 초대형급 3MW 풍력발전기 개발 및 상용화, 해양 풍력단지 보급을 확산 계획 국내의 풍력에너지 잠재량은 6.6 108MWh/년 정도로 추산되고 있으며, 이중 5%정도만 개발된다면 3.3 108MWh/년 정도의 잠재량이 있음 2012년까지 발전 설비용량의 약 3%에 해당하는 2,250MW의 풍력발전기의 도 입이 예상(표 2- 참조) 국내 풍력발전의 보급의 기본 목표는 대규모 풍력발전단지 건설 및 관련 산업 의 집중 육성으로 풍력발전 기술의 산업화 기반기술 구축과 경제성을 확보 풍력발전기의 국산화로 저가화하여 2012년까지 발전 시설용량의 2.5% 수준인 1,900MW를 보급 - 27 -
<표 2-9> 국내 풍력발전의 연차별 보급계획 (단위: MW) 자료 : 에너지관리공단 (2007) 국외 시장 동향 현재 세계 전력수요의 풍력발전비율은 0.4%를 차지하고 있으며, 4.11%(2012년), 11.98%(2020년), 20.14%(2030년)로 급성장할 전망 풍력발전의 선진국인 독일은 전체 전력수요의 약 6%, 덴마크는 18%의 수준 최근 5년간 풍력발전 시장 성장률이 연평균 33.2%로 급신장. 5년간 (1997~ 2002) 세계 풍력발전 보급이 4.6배 증가. 1,568MW(1996) 7,227MW(2002) 세계의 전력에너지의 수요는 2012년에 21,025TWh에 이르고, 풍력 발전은 총 352,241MW가 설치되며, 년간 864TWh를 생산하여 세계 전력수요의 4.11%에 이름 CO2는 년 간 518백만톤 절감이 가능할 것으로 예측 2012년의 세계 시장 규모는 341,500억달러/년에 이르고, 고용효과는 751,300여 명에 이를 전망 소형 풍력발전 시장은 2020년 미국의 경우 농촌지역의 1500만 가구의 평균 7.5kW급의 소형 풍력발전기를 도입하면 총 113,250MW의 용량이 생산될 것으 로 전망되며, 업무용 빌딩, 학교, 정부청사 등과 같은 공공기관 등의 수요처에 - 28 -
2020년에 총 25,729MW의 용량이 도입될 전망 미국을 제외한 세계의 소형 풍력 발전기의 도입 규모는 2010년 총 215.5백만 기, 130,950MW, 2020년에는 287.5백만기, 211,800MW에 이를 것으로 전망 <표 2-10> 세계 풍력발전 기술 및 시장 전망 자료 : Wind Force 12, European Wind Energy Association, GREENPEACE, BTM Consult ApS, March 2003 <표 2-11> 최근 5년간 풍력발전 세계시장 추이 자료: BTM Consult ApS - March 2003, 최근 5년간의 평균 성장률 33.2% - 29 -
미래수요 예측 국내 풍력에너지 잠재량은 6.6x108MWh/년(165백만 TOE/년) 정도로 추산. 이 중에서 약 5% 정도만 개발될 경우 3.3x107MWh/년(8백만TOE/년) 정도의 잠 재량이 있음 2012년까지 발전 설비용량의 약 3%에 해당하는 2,270MW의 풍력발전기의 도 입이 예상되고, 이는 국내 풍력에너지 잠재량의 0.8%에 불과한 정도임 2001년 기준 우리나라의 풍력발전설비의 초기 투자비는 입지조건에 따라 차이 가 있으나 평균 1600$/kW의 수준으로 선진국에 비하여 고가임 2012년 우리나라의 신규 풍력발전 설비비 규모는 연 4억$, 누적 설비비 규모로 는 12억6천만$에 이를 전망임 <표 2-12> 국내 풍력발전 보급 전망 자료 : 산업자원부 백서(2008) - 30 -
2012년 세계 전력 에너지 수요는 21,025TWh에 이르고, 풍력 발전은 총 352,241MW가 설치되고, 연간 864TWh를 생산하여 세계 전력수요의 4.11%에 이르고 CO2 저감은 연간 5억1800만톤, 누적하면 2억2천8백7칩만톤/년의 절감 이 가능할 것으로 예측됨 2012년 시장규모는 341,500억$/년에 이르고, 고용효과는 751,300여명에 이를 전망임 2020년에 시장규모는 OECD 북아메리카, OECD 유럽, 중국 순임 소형 풍력발전 시장의 경우, 미국은 2020년에 138,979MW, 나머지 세계시장은 211,800MW에 이를 것으로 전망됨 <표 2-13> 풍력발전의 세계시장 및 고용효과 전망 자료 : 산업자원부 백서(2008) - 31 -
<표 2-14> 2020년 지역별 풍력발전의 시장규모 전망 자료 : 산업자원부 백서(2008) q 산 업 기 술 지 도 국가 풍력 기술지도는 총괄, 영역별 세부 기술지도로 분류되는데 중장기적으로 대규모 육상 및 해상 풍력 단지를 조성하도록 되어 있다. - 32 -
<그림 2-4> 풍력총괄 국가기술지도 자료 : 전라북도 신재생에너지 산업 기술로드맵 (전북전략산업기획단, 2007) <그림 2-5> 풍력발전 시스템 국가기술지도 자료 : 전라북도 신재생에너지 산업 기술로드맵 (전북전략산업기획단, 2007) - 33 -
<그림 2-6> 보급 사업 분야 국가기술지도 자료 : 전라북도 신재생에너지 산업 기술로드맵 (전북전략산업기획단, 2007) q 중 대 형 풍 력 발 전 시 스 템 시장 환경 풍력 발전의 최근 동향 : 저가화 및 대형화 경향이 뚜렷하게 나타남 저가화 설치에 드는 비용은 풍력 발전 초기인 1980년대 kw당 3,000$에서 2002년 현재 750~950$로 집계 발전 단가는 1980년대 kw당 0.52$에서 0.04$로 급감 - 34 -
구 분 1980년대 2002년(현재) 설치비 ($/kw) 3,000 750~950 발전단가 (c/kwh) 52 4 대형화 풍력 발전기의 대형화로 전력 생산 효율이 상당히 좋아짐 풍력은 현존하는 신재생 에너지원 중 가장 경제성 있고 실용화에 대한 현실성이 있음 현재 세계 시장의 주력 기종인 1.5MW급 풍력발전 시스템의 경우,타워의 높이는 약 50m, 터빈 로터 회전면의 직경이 약 70m에 이른다. 앞으로 3~5MW급 초대형 풍력발전 시스템들의 개발에 따라 타워 높이와 회전면 직경이 100m가 넘는 대형구조물의 건설과 운용이 불가피하게 될 것. 대형 시스템과 풍력 발전 단가의 저가화 사이에는 밀접한 관련이 있음 자료 : 독일 풍력 연구소 DEWI <그림 2-7> 풍력발전시스템의 연도별 대형화 추이 - 35 -
국내 보급 현황 국내의 풍력 보급은 주로 정부 주도형의 보급 사업으로 진행 현재 가장 많이 설치된 기종은 600kW급 이상 1MW급 미만으로, 세계 시장 수 준과는 약간의 시간차가 존재 최근 2MW급 이상의 외국의 상용 제품들 설치되기 시작 전국 보급량 중 현재 새만금 유역에 설치되어 있는 750kW급 6기의 발전 용량 은 우리나라 전체의 약 5%에 이름 이러한 통계는 소형이나 연구 실험용 등을 제외한 발전량에 근거함 앞으로 설치될 용량까지 고려한다면, 새만금의 풍력 발전 용량은 현재 기준 우 리나 전체의 20% 이상으로 상승함 <표 2-15> 국내 풍력 보급 현황 구분 (2005년5월) ~ 100kW 101kW ~ 300kW 301kW ~ 600kW 600kW ~ 1MW 1MW 이상 2MW 이상 계 가동시설수 29 2 3 32 28 14 108 시설용량(kW) 121 357 1,750 23,835 45,600 28,000 99,772 발전량(MWh) 252 474 2,904 105,120 99,864 105,120 217,013 자료 : 전라북도 신재생에너지 산업 기술로드맵 (전북전략산업기획단, 2007) - 36 -
<표 2-16> 국내 지역별 풍력 보급 현황 자료 : 전라북도 신재생에너지 산업 기술로드맵 (전북전략산업기획단, 2007) - 37 -
<그림 2-8> 국내 풍력 단지 현황 : (상)기설치, (하)설치예정 자료 : 한국풍력기술개발사업단 기획연구보고서, 2006-38 -
풍력발전 시스템 관련기술 풍력 발전 시스템에서 중대형 부분 중형 시스템 기술 대형 시스템 기술 해양 풍력 시스템 기술 중대형 풍력 시스템 설계 및 운용기술 (750kW~3MW) 해석/성능 검사 및 인증 기술 획득 보급 사업 국가 시법 보급 단지 건설 육상 풍력 단지 해상 풍력 단지 - 39 -
자료: 국가 과학기술지도 NTRM, 2003 <그림 2-9> 풍력 발전 시스템 로드맵 풍력발전 시스템 개발 현황 효성 : 2002~2004, 750kW geared type 유니슨 : 2002~2004, 750kW geared type 코윈텍 : 2004~2006, 1MW geared type 한진 : 2004~2007, 1.5MW geared type 효성 : 2004~2007, 2MW geared type - 40 -
유니슨 : 2004~2007, 2MW geared type 두산 : 2006~2009, 3MW geared type 경향 : 개발 주체가 국가 지원 사업에서 민간 주도로, 중소기업 중심에서 대기 업 중심으로 변화, 풍력을 통하여 이윤 창출이 가능하다는 생각이 기업체에도 보급 풍력자원 조사 로드맵 자료: 국가 과학기술지도 NTRM, 2003 <그림 2-10> 풍력 발전 시스템 로드맵 - 41 -
4-2. 태 양 광 에 너 지 q 태 양 광 개 요 태양광 분야는 실리콘 태양전지, 염료/유기 태양전지 및 태양광 응 용설비를 포함됨 실리콘 및 염료/유기 태양전지 발전 기술 고효율 태양전지 및 모듈 개발 (실리콘 모듈 효율: 18%, 염료감응형 태양전지 모듈 효율: 10%) 장기 안정형 태양전지 개발 (20년) 발전을 위한 최적설계 기술 시스템 통합 제어 및 운전 기술 실리콘 및 염료/유기 태양전지 건축 기술 시스템 통합 및 최적화 기술 자제로서의 내구성 기술 외장제로서의 디자인 기술 태양광 발전용 부품 및 system 기술 고효율 저집속비 및 고집속비의 집광기 개발 및 저가화 태양광 추적 장치 및 조명 장치 개발 인버터 및 계통 연계 system 기술 개발 실리콘 태양전지 원료 생산 공정 : OCI가 주축이 된 폴리실리콘 생 산 공정 개발 및 제품 생산 실리콘 및 염료/유기 태양전지 상용화 기술 개발: 다결정실리콘 태 양전지 태양전지의 건축자재 이용기술: 규모의 다양화 기술, 최적 효율을 - 42 -
가지는 제작 기술, 외관의 미적 디자인 기술, 자외선 차단 및 단열 기술 국내 산업동향 국내의 태양광발전시스템 이용분야는 1980년대 말까지 통신용 또는 측정용 전 원과 등대용 전원 및 실증시험 목적으로 설치되었으나, 1990년대부터 도서지역 의 낙도전화사업과 시범보급사업으로 확대됨. 1990년말까지 770kWp의 소량이 설치되었으나 1996년에는 누적 설치량이 2MWp를 초과하였으며, 1999년말 약 3.7MWp에 이름. 이러한 보급량의 증가 는 대체에너지 기술개발사업에 의해 단결정 실리콘 태양전지 및 모듈이 상용 화되었고, 설계 설치 운전 및 유지관리를 위한 이용기술이 자체 개발되어 보 급의 기틀이 마련되었기 때문임 그러나 연도별로 큰 편차를 나타낼 뿐만 아니라 지속적으로 증가하지 못한 문 제점을 내포하고 있으며, 특히 국내에서는 연간 350kWp 생산용량의 태양전지 제조업체 1개와 총생산용량 2MWp의 모듈조립업체 3개가 있는데도 불구하고, 모듈생산량은 20% 이하의 가동률과 시계 총 생산량의 0.3%에 불과한 점유율 을 나타내고 있음 우리나라는 세계 1위의 기술경쟁력을 가지고 있는 반도체 및 TFT-LCD 산업기 반을 활용하여 세계 태양전지 산업으로 주도할 수 있는 잠재력을 보유하였고, 태양전지의 저가화를 위해 실리콘계 박막 태양전지를 대신할 박막성장법 연구 에 집중을 하고 있으며, 고속 박막성장 기술 개발 시 향후 실용화 가능성이 높 음 <표 2-17> 태양광 분야별 국내 기술 수준 태양전지 (Cell) - 결정질 실리콘 태양전지는 상용화 수준으로 포톤반도체에너지, 삼성SDI, 네스코 쏠라에서 생산능력 확보 - 연산 8MW 생산 설비 보유 ( 단결정 실리콘 ) - 다결정 실리콘 상용 고정 기술이 개발 중이며 (2001~2004), 변환효율이 20.1% 인 면적 46.9cm2단결정 실리콘 태양전지 개발 (2000년, 삼성SDI) - 43 -
모듈 (Module) - 120W 급 이하 생산기술 보유하고 있으며, BIPV 모듈 개발 중(LG 산전 등) - 태양전지 모듈은 S-에너지, LG산전, 해성쏠라, 쏠라테크 등에서 생산 - 시장의 불안정성으로 생산설비 가동율이 낮음 - 현대중공업, 경동쏠라 (각 10MW규모) 신규사업참여 인버터 (Inverter) - 1993년 PCS개발 및 상용화(50KW 급이하, 효율: 92%)되었다. - 개발 보급중이나 신뢰성 및 내구성이 미흡하다. - LG산전, 헥스파워에서 태양광발전용 직 교류 변환장치 생산. - 현대중공업 기술 개발 신규 참여 축전지 (Battery) - 태양광용 무보수 밀폐형 연축전지 개발이 완료 되었다. - 태양광용 무보수 밀폐형 보급단계 - 세발하이테크(주)에서 태양광발전용 무보수 밀폐형 연축전지 개발 및 실용화 추진 중. 시스템 설계기술 - 보급을 하고 있으나 기술의 신뢰성이 낮은 편이라, 3KW급 주택용 발전시스템을 개발 중이다. 또한 BIPV 시스템도 개발중이다. - 독립형 태양광발전시스템은 에너지기술연구원 및 전력연구원에서 개발, 표준화 - 계통 연계형 태양광 발전시스템은 삼성전자에서 개발 결정질 실리콘 태양전지 제조 기술 및 시스템 이용 기술은 선진국 대비 80%수준 자료 : 전라북도 신재생에너지 산업 기술로드맵 (전북전략산업기획단, 2007) 반도체 기술을 바탕으로 단결정 실리콘 태양전지의 기술개발 공인효 율 20.5%로 세계 최고 수준이며, 또한 단결정질 실리콘계 태양전지 는 국산화되어 생산체제 갖추었지만, 생산기반 확충(태양광용 원재 료 확보, 기판제조)과 생산, 제조공정 기술개선 필요 (공인기관 : 독 일 Fraunhofer 연구소) 태양전지, 태양광 발전용 연축전지 성능개선, 태양광 발전용 직 교 류 변환장치의 국산화 등 핵심요소기술은 확보 하였고 실용화를 위 한 양산기술 및 시스템이용기술은 선진국 대비 70% 수준으로 생산 - 44 -
능력을 확보하였으나, 소량생산으로 인해 생산원가가 높은 실정. 현재 시장형태는 1990년 이후 본격적으로 태양광발전 기술개발을 추 진하여 단결정 태양전지와 주택용 3kW급 PCS의 국산화로 시범 보 급사업 및 지역에너지사업을 시작하여 정부주도형 초기 시장형태로 자리 잡음. 국내의 선진국형 기술인 반도체 산업과 중전기산업, 화학 산업 등은 태양광발전 시장의 양호한 인프라로 작용하여 초기투자비가 절감되 어 있음 <표 2-18> 기술개발 현황과 성과 분석 기술 개발 현황 기술개발 성과분석 투자실적 (1998~200 2) 329억원 정부:194억원 민간:135억원 -태양전지, 연축전지, Inverter등 핵심기술 보유 -양산기술 및 System 이용기술 선진국의 70%수준(네스코쏠라, 포톤에너지, 삼성SDI) -생산공정 단순화 필요 주택용 3kW PV장치 개발 추진 중 자료 : 전라북도 신재생에너지 산업 기술로드맵 (전북전략산업기획단, 2007) 2000년 스위스 국립 로잔 고등기술원(의 수준에 버금가는 제조원가가 낮으면 서도 9%의 높은 변환효율을 갖는 염료감응 태양전지를 개발 최근 한국전자통신연구원(ETRI)는 cm2당 4.9mW를 내는 플랙시블한 염료감응 태양전지를 개발했고, 올해 안에 기업체에 기술이전을 계획중 유기분자형 태양전지의 경우는 디스플레이에서 차세대 디스플레이로 생각되는 OLED 제조 기술 및 장비를 이용하여 많은 연구가 진행 중임 - 45 -
<그림 2-11> 국내 태양광분야 기술개발 주요 성과 자료 : 전라북도 신재생에너지 산업 기술로드맵 (전북전략산업기획단, 2007) 국외 산업동향 및 전망 1998년 태양전지의 세계시장 규모는 151.7MW로서 1987년 이후 매년 15%이상 의 증가율을 나타내고 있으며, 특히 최근의 1997년과 1998년에는 전년대비 42%와 24%의 급격한 시장증가 추세를 보이고 있음 1998년의 국가별 시장점유율은 미국 35.4%, 일본 32.4%, 유럽 19.8%, 기타 12.4%이며 미국의 경우 기술개발과 보급 사업을 정책적으로 추진함으로써 한 때 뒤떨어진 시장점유율을 만회하고 우위를 유지하고 있음 1992년 이후 상대적으로 시장점유율이 감소한 일본은 최근 주택용 태양광발전 시스템을 대량 보급함으로써 생산과 보급량이 증가하는 추세이며, 유럽도 개발 도상국의 Solar Home System 수출과 주택 건물용 시스템 활성화 및 대규모 주거단지의 시범건설에 따라 시장점유율이 지속적으로 증가하고 있음 - 46 -
<그림 2-12> 국가별 태양전지 생산량 자료 : 전라북도 신재생에너지 산업 기술로드맵 (전북전략산업기획단, 2007) 태양전지 세계시장의 재료별 분포는 아래 그림에 나타낸 바와 같이 a-si의 경 우 민수용 전원으로 각광받던 1990년까지는 결정질 Si와 비슷한 규모의 시장 을 형성하였으나, 기술과 가격의 한계성 때문에 생산량이 계속 감소 또는 침체 된 상태임 이에 비해 신뢰도가 확립된 결정질 Si 태양전지는 1992년 이 후 전력용 수요 가 증가함에 따라 시계시장의 주종을 이루며, CdTe, CIS 박막 태양전지도 저 가화 가능성과 Si 재료의 품귀현상 때문에 서서히 증가하는 추세이며, 따라서 향후 5년간 태양전지 시장의 재료별 분포는 결정질 Si가 주도하고 a-si의 시장 은 화합물 반도체 박막 태양전지에 의해 교체될 것으로 전망됨 특히 단결정 Si에 비해 저가화 및 대면적화가 기대되는 다결정 Si 태양전지는 1996년 이후 시장점유율이 급격히 증가하여 1998년에는 단결정 Si을 추월하였 으며, 이러한 추세는 지속될 것으로 예상되고 있음 비공식 통계에 따르면, 1999년도의 세계 태양전지 생산량은 201.5MW로 집계 - 47 -
되어 전년대비 32.8%의 증가율을 나나내었다. 또한 국가별 시장점유율은 미국 32.0%, 일본 39.7%, 유럽 18.0%로서 일본의 시장점유율이 1992년 이후 처음으 로 미국을 추월하였으며, 단결정 실리콘 및 다결정 실리콘 태양전지가 80.1% 를 점유하여 시장을 주도하고 있음 특히 주목할 점은 10MW 이상을 생산하는 8개 대형업체가 세계 총 생산량의 80.8%를 차지함으로써 태양전지 생산업체의 초대형화 추세를 반영하고 있음 <그림 2-13> 재료별 태양전지 생산량 자료 : 전라북도 신재생에너지 산업 기술로드맵 (전북전략산업기획단, 2007) 태양전지의 향후 시장전망은 1996년까지의 매년 10~15% 시장 증가율을 감안 하여 2010년에는 연간 생산량 630MW, 전 세계 누적 설치량 3,900MW로 예측 되어 왔음 그러나 최근의 급격한 시장증가 추세를 감안한 낙관적 시나리오는 2005년 650MW, 2010년에는 1700MW로 수정되었으며, 태양전지 가격이 기술개발성과 에 의해 1.25~2.0$/Wp로 하락하여 약 25억불의 태양전지 시장이 형성되고, 응 용분야도 독립형 시스템에서 탈피하여 주택 및 건물적용 시스템으로 대량 보 - 48 -
급될 경우 충분히 실현 가능성이 있을 것으로 평가됨 특히 2010년 이후의 장기전망은 현재 Solar Home System에 한정된 개발도상 국의 응용분야가 주택 건물용으로 확대하고, 사막지역에 대규모 발전소건설 (VLS-PV)이 실현될 경우 연간 300MW 이상의 시장형성이 예측되며, 이러한 수요를 충족하기 위해서는 Si 재료 공급과 가격 한계성에 대비한 새로운 박막 태양전지의 상용화가 촉진될 것으로 전망됨 q 태 양 광 핵 심 요 구 기 술 실리콘 태양전지 분야 실리콘 태양전지는 기초소재의 개발 목적에 따라 실리콘 박막 웨이퍼 기술, 단 결정 실리콘 재료의 국산화, 태양전지용 웨이퍼 나노 결정 소재 및 전극구조, 염료, 전해질 및 홀 전도체로 나눌 수 있으며, 고효율과 안정성 확보를 위한 분야별 기술 개발은 다음과 같음 <표 2-19> 실리콘 태양전지분야 핵심 분야별 기술 개발 구분 세부 분야 핵심 요구 기술 실리콘 박막 웨이퍼기술 값이 비싼 실리콘 웨이퍼를 사용하여 제작하므로 재료의 절약을 위하여 최소두께/최대효율의 소재기술 필요 핵심 소재 기술 실리콘 재료 안정적인 실리콘 재료의 부족이 2010년까지는 계속될 것으로 전망하며 현재 전라북도 소재 기업에서 투자 결정 태양전지용 웨이퍼 저가격화 반도체에서 사용되는 고품위 웨이퍼와는 달리 비교적 저품위의 웨이퍼가 가능하므로 저가격 웨이퍼 생산 기술 확보 필요 단위 셀 제조기술과 고효율 기술 신개념 셀 구조 설계 및 모의 실험 대량 보급화를 위한 모듈화 기술 고출력 모듈 패널 시스템 제작 기술 자료 : 전라북도 신재생에너지 산업 기술로드맵 (전북전략산업기획단, 2007) - 49 -
실리콘 태양전지의 안정적인 고효율, 모듈화를 달성하여 저가의 태양전지 보급 을 최종 목표로, 이를 위해 각 핵심 소재의 성능 면에서 효율의 향상과 내구성 및 안정성을 증가 시키는 개발이 요구되며 또한 단위 셀들이 모듈화 되었을 때에도 안정적인 효율과 성능을 나타낼 수 있도록 하는 기술 개발이 필요함 실리콘 태양전지의 상용화와 보급 확대를 위해서는 보다 안정적이고 경제적인 기술 확보가 필수 조건임 경제성 확보를 위하여 현 개발되어진 핵심 소재들의 가격 절감과 특성 향상의 기술이 필요하며, 안정적이고 내구성 있는 소재와 제조 기술을 위하여 정부의 지원과 탄탄한 연구 기반이 필요함 염료 유기 태양전지 분야 염료감응 유기 태양전지는 기초소재에 따라 나노결정 소재 및 전극구조, 염료, 전해질 및 홀 전도체로 나눌 수 있으며, 고효율과 안정성 확보를 위한 분야별 기술 개발은 다음과 같음 <표 2-20> 염료 유기 태양전지분야 핵심 분야별 기술 개발 구분 세부 분야 핵심 요구 기술 핵심 소재기술 적극 물질 염료 전해질 유기분자형 재료개발 최적의 전자전달과 두께 및 면적 기술 광 및 열적 안정성과 넓은 파장 대를 갖는 최적의 염료개발 전해질의 고상 화 & 최적 효율과 안정성 확보 안정적인 유기분자의 개발 및 고효율 재료 개발 단위 셀 제조기술 장기 안정성을 위한 안정화 제작 공정 기술 유기분자형 단위셀 제작 기반기술 확립 고출력 모듈 패널 시스템 제작 기술 모듈화 기술 유기분자형 모듈 및 실용화, 양상기술 확립 자료 : 전라북도 신재생에너지 산업 기술로드맵 (전북전략산업기획단, 2007) - 50 -
염료감응 유기분자형 태양전지의 안정적인 고효율 모듈화를 개발하여 상용화 에 성공하는 것이 최종 목표로, 이를 위해 각 핵심 소재의 성능 면에서 효율의 향상과 내구성 및 안정성을 증가 시키는 개발이 요구되며 또한 단위 셀들이 모듈화 되었을 때에도 안정적인 효율과 성능을 나타낼 수 있도록 하는 기술 개발이 필요함 염료감응 유기분자형 태양전지의 상용화와 보급 확대를 위해서는 보다 안정적 이고 경제적인 기술 확보가 필수 조건임 경제성 확보를 위하여 현 개발되어진 핵심 소재들의 가격 절감과 특성 향상의 기술이 필요하며, 안정적이고 내구성 있는 소재와 제조 기술을 위하여 정부의 지원과 탄탄한 연구 기반이 필요함 국가 및 지역 경제면에서 염료감응 유기분자형 태양전지 산업이 경쟁력 있는 산업으로 성장하여야 하고 이를 위한 연구 개발과 산업에의 기술이전이 계획 적이고 효율적으로 이루어져야 함 태양광 응용설비 분야 <표 2-21> 태양광 응용설비 분야 핵심기술 구분 태양광 발전 전력생산기술 핵심 기술 내용 고효율 태양광 전지판 개발 집광 시스템 개발 태양광 추적 시스템 개발 BIPV 및 Film 태양광 전지판 개발 독립형 태양광 발전 시스템 개발 태양광 발전 전력변환기술 계통연계형 태양광 발전 시스템 개발 직류안정화 전원공급장치 개발 고효율, 소형 축전지 개발 태양광 발전 적력응용기술 태양광 발전 조명장치 개발 태양광 발전 가정용 및 산업용 설비 개발 자료 : 전라북도 신재생에너지 산업 기술로드맵 (전북전략산업기획단, 2007) - 51 -
q 태양광 세부 요소기술 도출 실리콘태양전지 분야 <표 2-22> 실리콘태양전지분야 요소기술 기술영역 핵심기술 내용 요소기술 실리콘 박막 웨이퍼 기술 - 210 210mm2 - 기판두께 100μm이하 달성 핵심 단위소재 제조기술 실리콘 재료 - 태양전지에 응용 가능한 실리콘 재료 - 단결성/다결정 재료 국산화 -Si 가격 $10/kg 이하 태양전지용 웨이퍼 저가격화 - Solar Grade Si 원료 국산화 - 기판 대형화 및 박막화 단위 cell 제작 기술과 고효율 기술 selective emitter구조, 전극 소재 및 공정 개발 신개념 셀 구조 설계 및 simulation - 고푸위 ZnO 유리 기판 개발 - 고성능 AR 및 표면 passivation 기술 - 대면적 하이브리드 적층형 태양전지 - 단결정 효율 > 20% - 다결정 효율 >18% 대량 생산 최적화 설계기술 - 대량 생산 장비의 국산화 - 연간 생산능력 1,000ㅡㅉ/sus 대량 보급호를 위한 module화 기술 모듈 설계 기술 system화 기술 - BVIP 모듈 및 건자재 일체 양산기술 - 모듈 내구성 향상 및 장비 국산화 - 집적모듈 개발기술 - MW급 대규모 태양광 시스템 개발 - 대규모 도시 확산 및 중앙 발전기술 자료 : 전라북도 신재생에너지 산업 기술로드맵 (전북전략산업기획단, 2007) - 52 -
염료감응 유기 태양전지 분야 <표 2-23> 염료감응 유기태양전지분야 요소기술 기술영역 핵심기술 내용 요소기술 핵심 단위 소재 제조 기술 단위 cell 제작 기술 module화 기술 전극물질 duafy 전해질 유기분자형 재료 coating 기술 공정기술 봉합기술 유기분자 셀 모듈 설계 기술 유기분자형 system화기술 - 산화반도체 재료 : TiO2), ZnO, SnO2, Fe2O3, Nb2O5, Ta2O5 etc. - 화합물 반도체 재료 :CdSe, CdTe, CdS, CuInS etc. - 무기 염료 : 루테늄계 염료 - 유기 염료 : 자연염료, 인공염료 - 전해질의 고상화 기술 - 이온성 액체 전해질 기술 - 나노입자에 의한 gelation 기술 - 안정적인 유기분자 재료의 개발 - 고효율 재료 개발 - doctor blade 기법 - screen printing 기법 - sping coating 기법 - multi-layer 코팅법 - electrochemical deposition 기법 - 기판 세척기술 - 염료 흡착기술 - 건조 및 소성 기술 - 봉합 기술 - 봉합재료 기술 - 봉합 디자인 기술 - 유기분자형 셀 봉지기술 확립 - 프린팅 기술 - 패터닝 및 식각 기술 - 집적모듈 개발기술 - 모듈 양산 기술 - smart connection 기술 - series 및 parallel connect 기술 자료 : 전라북도 신재생에너지 산업 기술로드맵 (전북전략산업기획단, 2007) - 53 -
태양광 응용설비 분야 <표 2-24> 태양광 응용설비분야 요소기술 기술영역 핵심기술 내용 요소기술 태양광 발전 전력생산기술 태양광 발전 전력변환기술 태양광 발전 전력응용기술 고효율 태양광 전지판 개발 집광 시스템 개발 태양광 추적 시스템 개발 BIPV 및 Film 태양광전지판 개발 독립형 태양광 발전 시스템 개발 계통연계형 태양광 발전 시스템 개발 직류안정화 전원공급장치 개발 고효율, 소형 축전지 개발 태양광 발전 조명장치 개발 태양광 발전 가정용 및 산업용 설비 개발 - 고효율 태양광전지 생산 기술 - 태양광 흡수 및 코팅 기술 - 정밀 렌즈 가공 기술 - 고효율 대면적 반사판 코팅기술 및 정밀 절곡기술 - 방열판 설계 기술 - 전동기 제어기술 - 센서응용기술 - 감속기 개발 기술 - 고효율 태양광전지 생산 기술 - 박막코팅 기술 - 인버터 개발 기술 - 감시장치 개발 기술 - 인버터 개발 기술 - 감시장치 개발 기술 - DC-DC 컨버터 개발 기술 - 전자회로 설계 기술 - 2차 전지 개발 기술 - 조명기구 설계 제작기술 - Collimator 설계 및 제작기술 - 센서응용기술 - 인버터 개발 기술 - DC-DC 컨버터 개발 기술 - 전동기 제어기술 - 센서응용기술 - 인버터 개발 기술 - DC-Dc 컨버터 개발 기술 - 컴퓨터제어기술 자료 : 전라북도 신재생에너지 산업 기술로드맵 (전북전략산업기획단, 2007) - 54 -
5. 지 식 경 제 부 신 재 생 에 너 지 인 력 양 성 사 업 현 황 분 석 q 지 식 경 제 부 신 재 생 에 너 지 인 력 양 성 사 업 배 경 및 목 표 신재생에너지 기술개발 인프라 구축을 위한 핵심 연구인력을 양성하 고 산업체 현장수요에 부응하는 기술 인력을 재교육하여 신 재생에 너지 산업을 국가 발전을 견인하는 신성장동력산업으로 육성 핵심기술연구센터 : 산 학 연 공동으로 활용할 수 있는 제조설비 및 장비를 구축하고, 동 장비를 활용하여 연구인력 양성 및 산업체 기술 인력의 재교육 특성화대학원 : 이공계 대학원 내 다학제 협동과정을 개설하여 석 박사급 고 급인력을 양성 최우수실험실 : 산업체 현장애로기술에 대한 산학 공동연구를 통해 연구인력 배출 q 인 력 양 성 방 안 에 대 한 내 용 신재생에너지 원천 기술 개발과 성장 동력화를 위한 신규 전문인력 양성 에너지 환경 대응과 에너지 전환을 위한 전문인력의 적극적인 육성 지원 다학제적 특성에 따른 융합형 전문 고급 인력의 육성 에너지 기술 및 시장 변화에 대응한 산업현장 기술인력 재교육 분야별 연구센터를 통해 신기술 및 정책 등 체계적인 교육 지원 현장 응용 가능한 실습 플랜트 구축과 활용을 통해 산업화 지원 q 추 진 배 경 1차 인력수급 분석 결과 (07. 3 에너지경제연구원, 에너지양성 마스 터플랜) 에너지분야 전문인력 2015년까지 약 19% 부족 - 55 -
범용인력 108% 초과공급 / 석박사급 전문인력 19% 부족 신재생전문인력 공급 부족(2400명) 2차 인력수급 분석 결과 (07. 11 신재생에너지센터, 신재생에너지 R&D전략 설문조사) 신재생에너지분야 총 종사인력규모 12000명 (전문인력:2400명, 2006년 기준) 12년까지 전문인력 5100명 필요, 풍력/태양광 그린 에너지 산업의 급속한 성 장으로 큰 폭의 인력 증가 예상 신재생에너지 산업의 육성과 원천 기술 개발을 위해서 2015년까지 최소 1400명 이상의 전문인력이 필요함 q 추 진 현 황 - 56 -
q 연 도 별 지 원 실 적 q 2009년 추 진 현 황 q 주 요 성 과 전문인력 양성 : 고급인력(석박사) 배출 80명, 실무재교육 인원 3790명 배출인력의 질적수준 제고 : SCI 논문 176건, 비SCI 논문 182건, 특허출원 93 건 등 배출인력 취업률 96.2% (에너지 분야 92%) - 57 -
교육프로그램 강화 및 수요자 맞춤형 교육 실시 핵심기술연구센터 실무재교육 만족도 : 79%, 1인당 교육시간 10시간 신규교재 개발 50건(특성화대학원 13건, 핵심기술연구센터 37건) 산업체 애로기술지원 130건(08년) 등 q 사 업 의 기 대 효 과 핵심기술연구센터 사업을 통해 연구인력 양성 및 현장 기술 인력의 재교육을 실시함으로써 동 분야 산업 활성화가 기대 특성화대학원 사업은 석 박사급 고급인력을 양성함으로써 기술개발 저변확대 및 연구인력 공급기반 확충 최우수실험실 사업은 현장애로기술 공통개발을 통해 산업발전 및 연 구인력 양성의 효과가 기대 제 2 절 전 북 지 역 신 재 생 에 너 지 현 황 분 석 1. 전 북 신 재 생 에 너 지 기 본 현 황 전라북도 신재생에너지 현황 전라북도는 전국에서 유일하게 신재생 에너지 산업을 전략산업으로 선정하여 클 러스터 기반 구축, 전문 인력 양성사업 등 산업 활성화 사업을 추진 중에 있음 전라북도는 소재중심 산업인 태양광 산업 분야에 있어 OCI(군산), 넥솔론(익 산), 솔라월드코리아(완주), 알티솔라(완주) 등 태양광 산업의 소재 산업을 기반 으로 태양전지 모듈 등 태양전지 완제품 생산과 관련된 공정별 기업별로 집적 화를 구축하여 국내 유일의 태양광 산업의 인프라가 구축되어 있음 8MW급의 새만금풍력발전소와 고창지역에 12MW급의 태양광 발전소 등 산업 기반과 대단위 신재생 상용발전소가 집적되어 있는 지역임 - 58 -
태양광 발전의 기술개발 및 보급을 원활히 추진하기 위하여 발족된 태양광 사 업단은 태양광에 관련된 기술 개발 및 보급을 위한 기반 조성에 주력하고 있 음 현대중공업은 풍력 발전의 핵심설비인 풍력터빈시스템과 OEM 발전기 생산을 위해 약 1천억 가량 투자할 계획임 2009년 6월에 교육과학기술부와 한국학술진흥재단이 주관하는 광역경제권 선 도산업 인재양성 사업 에 전북대학교 신재생에너지 산업 인재양성센터가 선정 되었으며, 향후 5년간 250억원 이상의 정부 지원을 받아 태양광 및 풍력 에너 지 분야에 특화된 신재생에너지 산업 글로벌 인재를 양성. 신재생에너지 관련 기업과 연계해 동북아 태양광 클러스터 및 서남해안 풍력 클러스터 조성 프 로젝트를 추진하고 산학연관 협력체제의 구축과 신재생에너지 산업의 집적화 에 기여할 것으로 예상됨 전라북도 지역에너지 권장 특화사업(Top down + Bottom up) 선정 새만금 일대 국산화 풍력발전기 보급 시범사업 1,472억원 등 8개 사업에 총 1,587억원 지원가능 사업으로 판단 전라북도 신재생에너지 생산현황 분석 전라북도의 신재생에너지 생산량(2005년 기준) 전라북도의 신재생에너지 생산량은 180,314TOE로 전국 생산량의 3.7% 비중을 보 이고 있으며, 1위 생산지역인 전남의 1,445,177TOE의 12.5% 수준임 신재생에너지 에너지원별로 전국 16개 시도와 비교시 태양열(5위), 바이오(4위), 풍력(4위), 수력(4위) 등이 비교적 높은 순위를 보이고 있으나, 1위 지역과의 비교 시 바이오(41%), 태양광(30%), 수력(29%), 태양열(25%) 수준으로 50%미만 의 생산실적을 보이고 있음 전라북도 신재생에너지 기술수준 전반적으로 선진국의 50~70% 수준으로 평가되고 있으나, 수소 연료전지 핵심 기술은 30~50% 수준 - 59 -
주요 시스템 기술, 생산단가 등은 선진국 대비 열위 수소 연료전지 : 발전효율은 일본과 비슷한 수준이나 수명은 절반 수준 풍력 : 750KW급 개발완료, 3MW급 개발 중이나, 덴마크 등은 해상용으로 5MW급 실증 연구 중 태양광 : 일본에 비해 발전효율 80%, 설비단가 1.5배 수준이며, 국산화율도 모 듈은 60%, 셀은 5% 수준 전라북도 신재생에너지 SWOT 분석 강점(Strengths) 정부의 집중투자로 관련 산업의 발전가능성 증대 정부의 저탄소 녹색성장 정책 등의 강력한 투자 의지 신재생에너지 형성 기술로서 고급인력 확보 가능 새만금 지역의 개발 가능성 부안 신재생에너지 테마파크 구성 광역경제권 선도산업 인재 선 사업 에 전북대학교 신재생에너지 산업 인재 선 센터가 선정 현대중공업, 넥솔론, 등 신재생에너지 연관 기업 충분 약점(Weakness) 취약한 2차 산업구조 인구 감소 및 빈약한 재정 신재생에너지 시장 형성 마비 타당성분석 및 사업기대효과 분석 분량을 기준으로 2006년 지역에너지사업 추진 계획의 구체성 평가시 전라북도는 16개 시도 중 12위 연구기반 시설 부족 기회(Opportunity) - 60 -
정부의 국가균형발전 정책에 따른 전북의 전략적 산업발전 기회 태양광 세계시장 2001년 390MW에서 2010년 970MW로 급성장 부안 신재생에너지 단지 조성 위협(Threat) 타 지역 신재생에너지 분야 투자 확대 기존 1차 에너지 대비 가격경쟁력 확보의 어려움 실증, 보급, 이용 인프라 미비 2. 전 북 신 재 생 에 너 지 육 성 추 진 현 황 q 제 3차 전 라 북 도 종 합 발 전 계 획 (2000~2020) 전라북도 신재생에너지 육성 추진체계 전라북도의 신재생에너지 추진은 정부의 국가에너지 기본계획, 신재생에너지 기본계획, 연도별 신재생에너지 추진계획, 지역에너지사업 로드맵 등 상위 계 획과 전라북도 종합발전계획을 기반으로 지역에너지 계획을 수립하여 추진 기본목표 21세기 지식기반사회를 선도하는 국가거점지역으로의 육성 국제적 경쟁력을 갖춘 집적경제 기반구축 개성 있는 세계적인 지역문화 창출 지역주민의 삶의 질 향상과 발전의 지속가능성 확보 추진전략 지역의 통합성 증진을 위한 공간개발 개성 있고 친환경적 지역기반 형성 미래사회를 선도하는 지식기반산업 육성 - 61 -
세계와 지역을 통합하는 교통 정보 인프라 구축 지역발전의 지속가능성을 위한 환경보전 및 자원개발 지역의 문화적 정체성 확보를 위한 문화 관광산업 육성 삶의 질 확보를 위한 고품격의 생활 복지환경 조성 중점 육성분야 선정 신재생에너지원 별 산업화 환경 및 인프라 환경 비교하여 선정 상업적 파급효과를 고려한 경제성, 전라북도의 인적 물리적 역량에 기초한 타 당성, 미래 산업으로서의 성장성 등을 고려하여 중점육성분야 선정 미래 산업으로서 수소연료전지, 부품 소재 관련 산업화가 조기 가능한 풍력과 태양광, 입지조건을 활용한 새만금 풍력 및 태양광에너지를 핵심 육성 분야로 선정 <표 2-25> 에너지원별 산업화 환경 및 인프라 환경 비교 산업화 환경 확보 측면 전라북도 인프라환경 확보 측면 구 분 수요 시장 규모 연관산업 파급효과 정부의 산업화 육성의지 상용화 시기 적정성 에너지 잠재량 R&D 인프라 기반투자 실적규모 태양광 x x 풍 력 x 주 : 우수 / 보통 / x 미흡 자료 : 전라북도 신재생에너지 산업 종합육성계획 (전북전략산업기획단, 2005) - 62 -
<표 2-26> 핵심 육성분야 선정 핵심 육성분야 새만금 풍력/ 풍력 부품소재 태양광 부품소재 선정 사유 상업화 단계 국내 최대규모 발전단지 조성의 최적 입지조건 자동차/기계업종과의 연관성 활용을 통한 산업단지 구성 용이 Leading Company 존재에 따른 전후방 부품소재기업 유치 용이 거대한 산업 파급효과 정부 및 타 지자체 육성 사례 대전 제로 에너지타운 제주 풍력 성능평가센터 제주 행원(9.9MW), 강원(28MW), 경북영덕(39.6MW) 부산 해상단지 조성계획 당진 성문방조제 단지 조성 대전 제로 에너지 타운 무안 강진 등(2.5MW), 강원 동해(1MW), 인천 영흥(1MW) 전남 시범마을 운영 신안 20MW급 발전소 건설 발전설비 1,300MWh 보급목표( 12) 자료 : 전라북도 신재생에너지 산업 종합육성계획 (전북전략산업기획단, 2005) 주요 추진정책 새만금 지구 : 환 황해권 생산 물류 교역거점 및 해양관광단지 조성 전 국토의 최대 가용용지를 보유하고 있는 새만금 지구는 내부 토지이용계획 수 립 후 본격 개발사업 추진 새만금 신공항, 새만금 신항 등을 개발하여 환황해권 생산 물류 및 동북아 교류 의 거점권역으로 육성 신산업 생산중심 경제자유지역 지정 개발 부안 신재생에너지 테마파크 지구 : 신재생에너지 산업연구단지 조성 2010년 말 완성. 테마체험시설, 실증연구시설, 산업연구단지 조성 2011년부터 대규모 해상풍력 단지가 계획되어 있음 - 63 -
<표 2-27> 전북의 신재생에너지 관련 추진정책 구분 산업기반 구축사업 신재생 에너지 인력양성 사업 민자유치 사업명 사업비 (억원) 비고 신 재생에너지 테마파크 조성 1,000 부안 하서면 비응도 풍력발전 실증단지 건립 161 군장산업단지 태양광 발전, 보급 시범사업 32 도청사 수소연료전지 특성화대학원 32 전북대 전력산업기초인력양성성사업(태양광) 8 익산대 차세대에너지소재소자(BK21) 66 전북대 신재생에너지융합기술 인력양성 누리사업 220 전북대 등 4개 대학 고창 태양광발전소(14MW) 960 고창군 수소연료전지 발전소(5.4MW) 540 완주군 자료 : 전라북도 성장동력산업 육성방안 포럼 발전자료 <표 2-28> 전북 지역별 신재생에너지 관련 추진정책 지역 전 주 군 산 익 산 정 읍 완 주 무 주 장 수 임 실 순 창 부 안 고 창 에너지원 소수력발전, 친환경에너지 홍보관 태양광 가로등 설치, 소각장 폐열 이용 태양열 시설 난방/급탕 보조 태양열 급탕 그린빌리지 사업, 태양광 발전소 태양광 발전시설, 지열 냉난방, 태양열 급탕시설 소수력발전, 태양광 발전시설, 지열 냉난방, 태양열 급탕시설 태양열 급탕 보조사업, 지열 냉난방시설 설치 태양열 급탕시설, 지열 냉난방시설 설치 신 재생에너지 테마파크 건설, 태양광 가로등 설치 풍력발전단지 조성 타당성 검토 자료 : 전라북도(2006), 전라북도 지역에너지 계획 - 64 -
산업 경쟁력 분석 (SWOT 분석) S (강 점) W (약 점) 부안 신재생에너지 테마파크 설립 (1,000억원/ 5년 예산 투입) R&D 인프라 확보 타 지역 대비 전북의 신재생에너지 잠재량 열위 - 태양광 736천Toe(7위) - 휴대용연료전지(DMFC) 핵심기술 - 풍 력 801천Toe(7위) 연구센터 - 수소연료전지 핵심기술 연구센터 - 신재생에너지 소재개발지원센터 바이오분야 산업화 인프라 확보 - 바이오디젤 시범 보급사업 지역 - 작물 재배면적 23만ha (전국 194만ha의 12%) - 새만금간척지 2.8만ha도 활용 가능 기계분야 산업 인프라 구축 - 현대, GM대우, 대우타타 등 완성차 업체, 동양제철화학 등 새만금 대규모 부지 및 교통인프라 - 국내 최대 규모 250~300MW 풍력 단지 가능 - 정부 지원액의 주요분야 집중도 미흡 2차 산업구조 다소 취약 - 농림어업 10.6%(16개 시도 중 3위) 인구감소 및 빈약한 재정 - 인구 : 03년 196만명 06년 188만명 - 재정자립도 18.02%(16개 중 15위) 신재생에너지 정책을 전담하는 통합 추진조직 부재 서울 및 수도권에서의 접근성 낮고 사회 문화적 인프라 열위 태양광을 제외하고는 신재생에너지 산업을 선도할 Leading Company 부재 신재생에너지 산업 육성관련 경쟁 지자체의 속출 O (기 회) T (위 협) 대 중국 교역 활성화로 전북권 중요성 증대 국가균형발전 정책에 따른 전북의 전략적 산업발전 기회 수요시장의 높은 성장세 - 연료전지 : 1,000억불( 10) - 태 양 광 : 35억불( 02) 275억불( 10) 연평균 29.4% 성장 - 풍 력 : 58억불( 02) 249억불( 10) 연평균 20.0%성장 - 바 이 오 : 31억불( 97) 280억불( 10) 연평균 18.4% 성장 신재생에너지 산업의 시장형성이 미미하며, 향후 산업화 가능성에 불확실성 상존 실증, 보급, 이용 인프라 미비 대기업의 사업 참여시 타 지역과의 경쟁심화 가능성 - 태안군에서 LG CNS 신규참여 신재생에너지 단지 조성계획 (557만평, 5,200억원 투자) - 강원도 대관령지역 및 경북 영양군에서 유니슨 사업 진행 중, 풍력발전소 가동중 자료 : 전라북도 신재생에너지 산업 종합육성계획 (전북전략산업기획단, 2005) - 65 -
3. 전 북 신 재 생 에 너 지 타 당 성 및 경 쟁 력 고 찰 q 경 제 및 산 업 측 면 의 타 당 성 기술 수준, 시장성, 지역경쟁력 <그림 2-14> 전라북도 풍력 발전 요소 기술들의 특성 분석 자료: 전라북도 기계 산업 TRM, 전북전략산업기획단, 2004 전라북도 기계 산업 기술지도 (TRM)에 근거한 해석 요구 기술 수준이 가장 높은 분야는 시험/평가/인증임 현실적으로 시장성이 가장 높은 분야는 제작/생산과 해석/설계임 지역 경쟁력이 가장 높은 분야는 중형 풍력 발전 시스템임 대안 제시 현재 지역에 설치되고 있는 750kW급 풍력 시스템에 대한 운용 기술을 체득 하면서 장기적인 계획을 수립하여 체계적으로 대비할 필요가 있음 기업은 중형 풍력 발전 시스템의 제작/생산, 학교는 해석/설계를 분담 요구 기술 수준이 비교적 낮은 분야부터 시작하여, 새만금 지역에 보급 및 실 - 66 -
증 연구 단지를 설립해야 함 q 산 업 기 술 적 경 쟁 력 에 대 한 고 찰 새만금 지역의 풍력 관련 입지 우수성 새만금 : 타 지역에 대해 비교 우위에 있는 전라북도가 갖는 유일한 자원 넓은 항만과 최근 건설된 교통 인프라, 대 중국 교역 기지 등을 효과적으로 이 용한다면 새만금을 이용한 중대형 풍력 실증 단지 건설 및 운용 기술 획득이 가능 현재 국제 기준에 맞는 유일한 국내 육상 실증 단지라는 대관령의 경우 면적이 1만평에 불과, 교통 편이성 및 접근성, 기후 조건 등이 새만금보다 훨씬 못함 소형 풍력 시스템의 부안 도서 지역 진출 보급, 다 전원 및 IT 연계 기술 연구 가능 육상 뿐 아니라 해상 풍력 보급 및 실증의 기지로 활용이 지리적으로 용이함 소재 및 부품 산업관의 연관성 <그림 2-15> 풍력 발전 시스템의 부품 소재 연관도 자료: 전라북도 기계 산업 TRM, 전북전략산업기획단, 2004-67 -
단위 및 모듈 부품 블레이드, 허브/축, 증속기 (기억, 발전기, 인버터, 계통선, 타워 등) 소재와의 연관성 금속재료, 탄소 섬유, FRP 복합 재료, 실리콘/반도체, 철근-콘크리트 등 산업 파급효과 기계 부품 산업, 재료 및 신소재, 화학공학, 전기전자 산업, 정보 산업(IT), 제어 계측, 자동화 등 4. 전 북 풍 력 -태 양 광 분 야 현 황 분 석 4-1. 전 북 지 역 풍 력 에 너 지 현 황 q 새 만 금 풍 력 국내현황 풍력은 산업화가 가장 빠르게 진행되는 에너지원 중의 하나로서 정부는 2018 년까지 기술 고도화를 달성하여 고부가가치 산업으로 육성할 계획이며 현재 국내기업들의 풍력단지 건설 참여가 가속화되고 있음 <표 2-29> 국내 풍력 산업화 로드맵 1단계( 04~ 07) 기술자립 및 산업화 기반 구축 - 기준 규격 장비 - 성능평가/실증 인프라 구축 - 시설, 장비, 인력 공동 활용 - 소형시스템 국내기반 구축 및 보급 2단계( 08~ 12) 기술 자립 및 산업화 - 750MW~2MW급 시스 템보급수출 - 소형시스템 수출기반 확보 - 중대형 시스템용 구성 기기 수출기반 확보 - 해양용 초대형(3~ 3단계( 13~ 18) 기술고도화 및 고부가가치 산업화 - 대형시스템의 수출 기반 확보 - 해양용 초대형 시스템 실증 및 상품화 - 대규모 해양풍력단지 조성 기술 개발 - 응용성 확대 기술의 - 68 -
- 중대형 시스템용 구성 기기 국내기반 - 개발된 750Kw급 시스 템 길증 상품화 - 1~2MW 시스템 국산화 개발 및 실증 6MW)급 시스템 개발 - IT기반 분산전원 네트 워크 및 개통, 개발된 750MW급 시스템 실증 /상품화 - 연계기술 등 응용성 확 대 기술 개발 실증 및 상품화 자료 : 풍력사업단 <그림 2-16> 전라북도 풍력 로드맵 (자료:전라북도 기계 산업 TRM) (자료: 전라북도 신재생에너지산업기술로드맵, 전북전략산업기획단, 2007) 국제 규격을 만족하고 독립 에너지원화가 가능한 대규모 풍력단지 건설이 필 요하며 이에 따라 최적의 풍력단지 부지 확보 필요성 대두 대용량 풍력기를 통한 자립형 에너지원으로 활용하기에 국내 풍력단지 규모 - 69 -
영세 국내 최대 풍력단지는 06년 말에 가동되기 시작한 강원도 대관령소재 강원풍 력(98MW)이며 여타 단지는 30MW 미만의 소규모임 대규모 풍력단지 건설을 위하여 해상풍력단지 건설이 대안으로 제시되고 있으 나 이의 건설은 육상대비 1.5~2배 비용발생과 해류에 따른 설치 상 어려움이 존재 최적의 조성단지 부지 부족에 따른 도시인근에의 풍력기 설치로 인하여 소음, 자연경관 훼손 등이 발생하여 지역주민들의 반대 급증 타당성분석 및 사업기대효과 분석 분량을 기준으로 2006년 지역에너지사업 추 진계획의 구체성 평가시 전라북도는 16개 시도 중 12위 전북의 현황 전북은 풍력 잠재량이나 평균풍속은 열위이나 현재 한국에너지경제연구원 자 료에 따르면, 양질의 풍속을 보유한 새만금과 인근지역인 군산 실증단지 존재 로 인하여 국내 타 지역 대비 풍력발전에 우위성 보유 군산지역에의 시범단지 운영으로 풍력단지 건설 및 운영의 인프라 보유 정부는 2000년 서해안지역에 대한 풍력발전단지 타당성 조사 실시 후 군산시 비응도 지역을 풍력발전단지 최적지로 결정하였음 1단계 사업으로서 7.5MW 규모 시범단지를 비응도 등 군산지역에 건설, 2005 년 덴마크 수입 풍력발전기 750MW급 6기 준공, 06년에 750MW급 4기 추가 로 준공 가동 중 대규모 풍력단지 입지로서의 새만금 지역의 우위성 군산 인근지역에서 가동 중인 6기의 풍력발전기 풍속 데이터에 따르면, 바람세 기가 약한 도심 근처의 방조제 외곽 지역임에도 불구하고 30m 높이에서 초당 평균 5.5m/sec을 유지하는 것으로 실측됨 한국에너지기술연구원에서 추정한 새만금 지역 풍력발전 발전원가 분석 에 따르면, 지상 10m 높이의 평균풍속이 4.2m/sec, 지상 40m에서 평균풍속이 - 70 -
6m/sec 정도로 예상되어 풍력발전이 가능한 것으로 보고됨 방조제 33Km 부근을 활용 시, 아시아 2위 수준인 풍력단지 (300MW) 건설가 능 한국에너지기술연구원의 새만금 지역 풍력발전 발전원가 분석 에 따르면 연 간 발전량이 932MWh 수준인 것으로 평가 해상과 접하여 있는 새만금 지역의 자연적 환경으로 인하여 육상이나 육상인 접지역을 활용할 경우, 바다에 건설하는 해상풍력단지와 동일한 효과를 발휘할 수 있으므로 풍력 단지 건설에 따른 건설비 및 건설기간, 관리비 등의 보수운 영비를 절감 발전기의 대형화를 수용할 수 있는 넓은 나대지와 풍부한 교통 인프라(항만, 육로 등) 및 군산지역의 첨단소재 부품 분야와 연계된 지역산업단지의 운영이 가능함 새만금 지역은 도시주거 지역과 분리된 나대지로서 지역주민들에 의하여 제기 될 수 있는 환경문제(소음, 자연경관 훼손 등) 발생이 전무함 풍력 보급 및 실증 단지 조성의 핵심 개발 내용 국제 규격에 부합되는 실증 단지 조성: 국내에서는 새만금이 유일 마스터플랜 및 부지조성: 군산시 등 새만금 지역 지자체는 협조적 연구 시험동 / 설비동 설계 및 구축: 값싼 지대로 넓은 대지 확보가 가능 풍력발전기 설치용 토목 기초 설계 및 건설: 다년간의 대규모 항만 건설 등으로 토목 공사에 대한 노하우는 충분 전력선 및 수배전반 설치: 평지이므로 설치가 용이하다 도로 정비, 야적지 조성 등 기본 인프라 조성: 교통 및 접근 용이성, 공간 활용성 등은 어느 타 후보지보다 더 우세하다 중대형 풍력발전 시스템 성능 평가 및 실증을 위한 인프라 구축 기상탑 및 고공 기상 측정 장치 건축, 육상과 해상 동시 건설 가능, 기초 기반 공사 등 접근 용이성 우수 - 71 -
각종 성능 평가를 위한 측정기기 및 장비 구입 및 설치 측정 장비 보정 및 평가: 도내 연구 및 교육기관 인력 활용이 가능 모니터링 시스템 구축: 교통 인프라가 우수하여 문제 발생시 쉽게 접근 가능 새만금 풍력 자원 조사 로드맵 - 72 -
<그림 2-17> 에너지기술연구소가 확보한 저해상도 육상 바람지도 (자료: 전라북도 신재생에너지산업기술로드맵, 전북전략산업기획단, 2007) 새만금 지역의 세부 발전 계획 1단계( ~ 2008 년까지) 새만금 지역 풍력발전단지 건설 타당성 검토를 위한 풍력자원 상세계측 기상청 자료 수집 분석 DB구축 새만금 일대 지형분석을 통한 풍속계측타워 계측지점 도출 새만금 방조제를 따라 다수의 계측타워 설치 및 계측 시작 음파레이더 원리를 이용한 원격 유속측정 장치인 SODAR를 이용한 풍자원 계측 (60m 이상 높은 고도의 속도측정) SODAR 계측값과 계측타워 실측값 분석 인근 장기간 계측된 기상자료 수집 및 DB 구축 계측타워 실측값과 기상자료 상관관계 분석/장기풍속 예측 프로그램 개발 및 이 - 73 -
를 활용한 장기 풍속데이터 예측 2단계( ~ 2010년까지) 풍자원 분석 프로그램을 이용한 새만금 전지역 상세 풍자원 지도 작성 Garrad Hassan Windfarmer, WindPro, WAsP 및 3차원 유동장 해석 프로그램인 WindSim, Fluent 등을 이용한 새만금 일대 3차원 유동장 해석 및 상세 풍자원 지 도 작성 풍력발전단지 최적 설계 프로그램 국산화 개발 및 상용 프로그램인 Windfarmer, WindPro, WAsP, Wind Engineering과 비교 검증 수행 하이브리드 시스템의 풍력비율 확대 기술 확보 3 단계( ~ 2014년까지) 새만금 풍력발전 단지 경제성 검토 및 상세 단지설계 국산화 개발 풍력발전단지 최적설계 프로그램 및 상용 풍력발전단지 최적설계 프로그램을 활용한 풍력발전기 최적설계풍력발전단지 예정지의 건설 기초 조건 등 제반여건 조사 후 건설 타당성 검토 발전기 설치 및 향후 풍력발전단지 건설 후 실제 풍속 계측 값과 생산되는 에너 지량 데이터 분석을 통한 발전단지 최적설계 기술 검증과 개발 <표 2-30> 단계별 추진 사업 내용 요약 (자료: 전라북도 신재생에너지산업기술로드맵, 전북전략산업기획단, 2007) - 74 -
새만금 풍력발전기 월평균 데이터 (2005년 1월~12월) 월 1호기 월평균 2호기 월평균 3호기 월평균 4호기 월평균 5호기 월평균 6호기 월평균 1월 5.739 5.587 4.987 5.539 5.835 6.060 2월 6.296 6.079 6.179 6.114 6.407 6.571 3월 6.732 6.450 6.610 6.470 6.850 6.860 4월 5.523 5.280 5.387 5.217 5.617 5.587 5월 4.258 4.060 3.940 3.980 4.390 4.430 6월 3.840 3.650 3.620 3.590 3.880 3.880 7월 4.187 3.960 4.020 3.940 4.190 4.230 8월 4.971 4.480 4.640 4.540 5.020 5.000 9월 5.013 4.790 4.443 4.920 5.157 5.250 10월 4.597 4.390 4.210 4.280 4.600 4.680 11월 5.467 5.193 5.163 5.207 5.447 5.607 12월 5.671 5.540 5.470 5.680 5.800 5.980 연평균 5.191 4.955 4.889 4.954 5.266 5.345 (자료: 전라북도 신재생에너지산업기술로드맵, 전북전략산업기획단, 2007) <그림 2-18> 새만금 1~6호 풍력발전기 풍력데이터(2005년) (자료 : 전라북도청 신재생에너지부) - 75 -
SWOT분석 새만금 풍력 부품소재산업 새만금 풍력 발전단지 조성과 연관하여 외국 제조사 유치 시, 관련 부품소재 산업의 연쇄적인 형성 가능 새만금 풍력단지와 부품소재산업 클러스터간의 시너지효과가 매우 큼 새만금 풍력 단지의 건설비용은 총 6,000억원(300MW)이 투입될 것으로 예상 되며, 동 단지가 국내 독자기술로 건설하기 어려운 대용량 풍력기를 활용하는 해상풍력단지의 대체용이므로 외국 제조사의 유치가 필수적임 외국 제조사 유치 시, 풍력단지 건설에 필요한 블레이드, 단조부품 등의 이송 상의 편이성 및 건설단가의 절감을 위하여 새만금 풍력단지 인근에 풍력기의 생산 공장 건설이 필수적임 풍력단지의 건설사 선정 시, 생산 공장을 전라북도에 유치하는 것을 선정우대 조건으로 제공하여도 아시아 2위권의 풍력단지 건설 규모라는 점과 중국수출 - 76 -
기지로서의 이점 등을 고려 할 때 참여기업들은 이 조건에 동의할 것으로 판 단됨 새만금 풍력단지 인근에 외국 제조사의 생산 공장 건설시, 외국 기업의 유치를 통한 기술이전을 바탕으로 관련 부품소재산업들의 집적화가 가능함 <그림 2-19> 새만금 풍력 Supply Chain 및 관련산업 현황 (자료: 전라북도 신재생에너지산업 종합육성계획, 전북전략산업기획단, 2005) 국가적 기대성과 실증 단지 설계 및 운용의 기초 자료로 활용 국내 국산화 기술 개발품의 증가와 대형화에 따른 실증 단지의 확보 국산 기술의 검증 및 현장 시험을 통한 신뢰성 재고 풍력 발전 실증 연구 단지 운영을 통한 풍력 시스템 실증 기술 습득 기술 개발 비용의 일정 부분인 성능 시험 및 실증 시험의 해외 유출 방지 지역적 기대 효과 낙후된 전라북도의 토지 이용, 고용 창출 등에 공헌 연구 인력 및 자금의 유입으로 지역 경제에 이바지 부품 소재 사업 등 지역 연관 산업들과의 교류로 지역 산업 진흥 가능 - 77 -
주변 항만, 도로 등 우수한 교통 인프라를 이용하여 시너지 효과 기대 풍력 에너지 관련 투자 유치 및 관련 산업 유치의 근거 자료로 활용 q 중 대 형 풍 력 발 전 시 스 템 실 증, 운 용 기 술 사업목표 풍력 발전기의 대형화 추세에 따른 중 대형 풍력 발전 시스템의 성능 실증 및 운용 기술의 획득과 개발 필요성 정부의 풍력 보급 장려 정책과 여러 가지 세제 지원으로 여러 지자체와 업체 들이 외국으로부터 기술 및 기기 도입하여 단기간 내 많은 풍력발전기기 들이 전국적으로 설치되고 있으나, 풍력발전 시스템의 실증 및 운용기술 부재로 풍 력 발전기의 원활한 운영에 어려움을 겪고, 시스템 가동률이 현저히 저하되는 현상들이 나타나고 있음. 풍력발전기의 시스템설계 기술이 중요하긴 하나 다음과 같은 풍력 시스템의 실증 및 운용 기술 또한 매우 중요 : 설계 평가기술, 성능검사 기술, 계통 연계 및 전력 품질 측정기술, 성능곡선, 부하특정기술, 풍소계 및 풍력단지의 풍화 측정 및 보정기술, 풍력시스템의 요소 부품 및 재료의 시험기술, WTO 체제하 의 국제적인 수준에 부합하는 풍력 시스템 표준화 기술, 타 전원 연계 기술, 계통 연계 전기품질 및 보호협조 기술, 전력저장제어기술, 감시 운영 및 유지 기술 풍력 발전 시스템의 실증연구에 필요한 균일한 평지 바람을 얻을 수 있는 곳 을 찾기 어렵고, 풍력 국제시험 규격에 준한 장소는 전무. 새만금 간척지가 유 일 풍력 발전 시스템의 실증 및 운용 기술과 관련하여 전라북도의 전략 특화 산 업인 자동차 기계 부품 산업, 신재생에너지 등 산업에 대한 파급 효과가 있으 며, 금속 및 비금속 소재 부품 등과도 밀접한 연관성을 가짐. 예) 관련 업체 : - 78 -
(주)두산인프라코어, (주)애드컴텍, (주)코웬텍, (주)준마엔지니어링 등 추진내용 750kW, 1.5MW, 3.0MW급 풍력 시스템 보급 및 운용 해석 인증 기술의 단계 적 확보 풍력실증단지 조성 및 풍력발전기기 설치 풍력발전기기 유지 보수 운용기술 확보를 위한 풍력 전문 인력양성 센터 풍력 성능평가 센터 운영 운영기술 확보 및 관련 부품 국산화를 위한 풍력파크조성 (실증 단지 및 전문 인력 양성센터 등과 유기적인 클러스터형성) 시스템 표준화 및 지역 대학과 연계한 관련 기술 개발 추진방법 지역의 관련 연구기관과 교육기관 그리고 관련 산업체와 지자체를 포함하는 클러스터를 구성. 체계적이고 구조적인 추진 시스템을 구축하고, 교육부의 지 방대학 혁신역량 강화 사업(NURI), 전문대학 특성화 사업, 그리고 산자부의 RIC 사업 혹은 차세대 성장 동력 산업 발굴 육성사업과 같은 정부의 지방지원 사업에 코드를 맞추어 추진 단계별 추진 사업 내용 중 대형 풍력발전 시스템 실증 운용기술 획득 사업목표: 풍력 발전기의 대형화 추세에 따른 중 대형 풍력발전 시스템의 성능 실증 및 운용 기술의 획득과 개발 사업단계 주요내용 달성목표 소요예산 (단위:억원) 1단계 2단계 750kW급 풍력시스템 보급 및 운용, 해석, 인증기술 확보 1.5MW급 풍력 시스템 보급 및 운용, 해석. 인증 기술 확보 기술확보 250 기술확보 500-79 -
3단계 3.0MW 급 풍력 시스템 보급 및 운용, 해석, 인증기술 확보 기술확보 500 합계 1,250 (자료: 전라북도 신재생에너지산업기술로드맵, 전북전략산업기획단, 2007) SWOT분석 강점(Strengths) 풍력 발전기기의 실증에 필수적인 평지의 균일한 바람을 얻을 입지 조건 750 kw급 6기의 풍력발전기기가 이미 설치되어있음 약점(Weaknesses) 도내 풍력 발전기 관련 업체 및 인프라가 충분하지 못함 도내 관려교육 시설 미비 및 관련 전문 인력 부재 실증 및 운용확보에 대한 필요성이 증대되고 있음 신재생 에너지가 전북도의 중점 추진 전략 산업으로 선정되어 있음 CO2규제 및 환경 규제의 강화로 대체에너지 사용 필요성 증가되고 있음(2005.2 기후변화 협약에 따른 교토 의정서 발효 온실가스 감축 의무 2차의무 대상국에 속하여 2012년부터 감축(수출이 대부분인 우리 산업에 영향은 이 보다 빠를 것으로 예상 석유가격 인상과 함께세계 시장에서 대체 에너지산업 수요의 급증 기후 변화 협약에 따른 CO2 규제 및 환경 규제의 강화에 적절하게 대응하지 못하면, 기초 산업이면서, 에너지 다소비 산업인 철강, 소재 산업의 경쟁력 악화로 안한 국가 경쟁력 상실 풍력 기술 보급 시 관련 전문 인력을 양성하지 않으면 어느 수준에 이르러 관련 산업이 더 이상 발전하지 못 하고 사양화 됨(예; 태양에너지_ 정부에서는 한때 태양에너지 보급 사업을 대대적으로 시행하였으나 그 후 관련시설의 유지 보수 등이 제대로 이루어지지 않아 많은 시설이 방치되고 있음) 기회요인(Opportunities) 위협요인(Threats) (자료: 전라북도 신재생에너지산업기술로드맵, 전북전략산업기획단, 2007) 중대형 풍력 발전 시스템 실증, 운용기술 획득 로드맵 - 80 -
(자료: 전라북도 신재생에너지산업기술로드맵, 전북전략산업기획단, 2007) 기대성과 차세대 성장 산업으로서의 풍력에너지 사업 기반을 확립할 수 있다. 관련 산업 육성에 의한 미래의 고용창출 동력을 발굴하고 지역경제 활성화 풍력단지 운용 및 실증을 위한 전문 메카 성장 q 육 상 및 해 상 보 급 및 실 증 단 지 개 발 사업목표 육상 및 해상 보급 및 실증 단지 개발 각 부품 및 시스템의 인증, 평가 기술 개발 필요성 현재 제주도, 강원도, 경북 등이 보급/실증 단지 운영 중이나 전라북도는 아직 풍력 보급/실증 단지가 없음 전 세계적으로 육상 단지에서 서서히 해상 단지로 바뀌고 있는 추세임 - 81 -
표준연구원, 포항공대 등에서 IEC TC-88에 의한 인증, 평가 시스템 구축 중 유니슨, 효성, 코윈텍 등에서 대형 시스템 개발 사업 참여 중이나 아직도 많은 부분을 외국 시스템에 의존 중 인증, 평가 시스템 구축이 미비함. 추진 내용 제 1 단계 (2005~2007년) 새만금을 중심으로 한 육상 풍력 보급/실증 단지 구축. 현재 도내에서 가장 보 인프라가 잘 구축된 750 W급 중점 배치 제 2 단계 (2008~2011년) 새만금 연안에 해상 풍력 보급/실증 단지 구축 발전기 용량을 1.5 MW급으로 확대 제 3 단계 (2012~2015년) 단지 운영에 대한 통계 조사 및 그동안의 운영 노하우를 집적, 차기 계획 수립 육상 및 해상 보급/실증 단지에 3 MW급 풍력 발전기 설치 추진 방법 단계 세부사업 지원 형태 예산 (%) 추진 주체 1 - 육상 풍력 보급/실증 단지 구축 - 750 kw급 중형 발전기 배치 인프라 구성 보급 사업 30 70 대학, 연구소 지자체 등 2 - 해상 풍력 보급/실증 단지 구축 - 1.5 MW급 대형 발전기 배치 인프라 구성 보급 사업 30 70 대학, 연구소 지자체 등 3 - 지속적인 보급/실증 체계 완성 - 3 MW급 초대형 발전기 배치 기획 연구 보급사업 20 80 대학, 연구소 지자체 등 자료: 전라북도 신재생에너지산업기술로드맵, 전북전략산업기획단, 2007-82 -
SWOT 분석 강점(Strengths) 약점(Weaknesses) 지자체의 추진 의지가 강한 편임 현재 750 kw급 6기배치 등으로 운용 실적이 타 시도에 비해 우수한 편임 최근 정부 규모 사업에서 제외 반복 새만금 풍력 자원에 대한 평가 절하 정치적 역량, 언론 홍보 미숙 등 지역 균등 발전론, 행정 기관 이전 등으로 타 시도와 동반 발전 분위기 조성 풍력 발전에 대한 사회적 관심 고조 새만금 풍력 자원에 대한 검증 미비 개발 기술의 수준 설정 어려움 예산 확보의 어려움 기회요인(Opportunities) 위협요인(Threats) 자료: 전라북도 신재생에너지산업기술로드맵, 전북전략산업기획단, 2007-83 -
단계별 추진 사업 내용 육상 및 해상 풍력 보급/실증 단지 조성 사업목표: 새만금 육상 및 해상 풍력 보급/실증 단지 조성 사업년도 주요내용 달성목표 소요에산 (단위:억원) 1차년도 육상 보급 및 실증 단지 구축 단지조성 250 2차년도 해상 보급 및 실증 단지 구축 단지조성 500 3차년도 지속적 보급/실증 체계 완성 단지조성 500 합 계 1,250 자료: 전라북도 신재생에너지산업기술로드맵, 전북전략산업기획단, 2007 육상 및 해상 풍력 보급/실증 단지 개발 로드맵 자료: 전라북도 신재생에너지산업기술로드맵, 전북전략산업기획단, 2007-84 -
기대 성과 보급 주력 기종이 현행 750 kw급에서 3 MW급으로 향상 체계적인 실증/보급 단지 운영으로 관련 기초 기술 습득이 가능 체계적인 인증/평가 시스템 도입으로 단지 운용 기술을 확보. 지자체, 관련 기관, 연구소, 대학, 기업 등의 참여 인력을 양성 풍력 발전에 대한 기초 원천 기술을 확보 완성된 단지의 토지 이용 및 개발 계획을 통해 관광 자원 등으로 활용 가능 4-2. 전 북 지 역 태 양 광 에 너 지 현 황 q 도 내 기 술 개 발 동 향 및 역 량 분 석 도내 태양광 기술개발 동향 현재 도내 대기업인 D사가 실리콘 태양전지용 폴리실리콘 생산을 위한 대규 모 투자를 진행중이며, 향후연관 사업 (실리콘 인고트, 실리콘 웨이퍼, 실리콘 태양전지 및 모듈 제조)에 투자가 예상되는바 태양전지 및 응용 설비 분야의 산업, 연구 개발의 필요성은 매우 높으며 타지역에 비하여 비교 우위에 있다고 할 수 있음 전라북도는 태양광 산업과 관련하여 미국 파워라이트사, 동양기전(주), 국민은 행, 농협과 함께 고창 흥덕면 동양기전(주) 부지 12만평에 조성될 시설용량 12MW규모의 태양광발전소 건설에 960억원 상당을 투자하는 양해각서(MOU) 를 체결했으며, 고창태양광발전소는 착공에 들어가 준공될 예정인바 태양광 발 전 분야 및 연관 사업이 전북도내에서 활발히 전개 될 예정임 태양광 산업에 대규모 투자를 진행 중인 OCI을 비롯하여 KCC 및 동우화인켐 의 대기업 군과 프로파워, 기영미다스, (주)에이팩, (주)모인에어지, 테크원(주), 티오켐, 이미지솔루션 등의 기업이 태양광 관련 사업에 관심을 가지고 연구 개 발에 착수한 계획임 - 85 -