JEJU DEVELOPMENT FORUM 기획특집 J E J U D E V E L O P M E N T F O R U M 제주지역해상풍력발전의전망과과제 제주대학교교수김일환 제주도는우리나라에서풍속자원이가장우수하여풍력발전하기에는최적의조건을가지고있다. 그래서지금까지제주도에는많은육상풍력설비가구축되어성공적으로가동되고있고또한아주우수한경제성을확보하고있다. 이러한성공적인운전결과는많은국내외많은투자자들이제주도에풍력발전사업투자를원하고있다. J E J U D E V E L O P M E N T F O R U M Ⅰ. 서론 21세기에들어오면서전세계는급격한화석연료사용증가에따라지구온난화라는문제를야기하고있고, 중국이나인도같은저개발국가들이빠른경제성장을이루어지면서많은화석연료를소비함으로써석유나가스그리고석탄같은에너지자원의가격이지속적인상승을이루고있다. 이로말미암아기후변화협약으로인한온실가스저감의무화에대처하고또한지속가능한새로운청정에너지자원이필요한시점에서가장실용적대안으로평가되고있는것이풍력발전이다. 풍력발전은기술적인측면에서도, 시장규모측면으로도비약적인성장을거듭하고있다. 2009년말현재전세계에는약 15만기, 1억 6천만킬로와트의풍력발전용량이보급되어운영중에있고전세계발전 량의 1.6% 를차지하고있으며, 2020년경에는약 10억킬로와트, 전세계발전량의 8.4% 에도달할전망이다. 2007년유럽공동체 27개국장관회의에서는 2020 년까지유럽공동체전체에너지소비량중최소한 20% 를재생에너지로대체할계획을가지고있으며목표달성에가장크게기여할수있는풍력발전기술개발과보급을정책적으로지원하기로하였다. 최근미국과중국도풍력발전에많은투자가이루어져풍력발전보급이세계 1, 2위로되고있는데이것은풍력발전이차세대국가에너지원으로인식한것으로볼수가있다. 이상과같은점들을분석해보면풍력발전은청정에너지확보로인한화석연료의수입대체나온실가스저감효과뿐만아니라향후엄청난시장규모를가진신성장동력으로여기고있음을나타내고있다. 그래서세계각국은고용및경제효과를위해풍력발전산업을활발하게육성하고있다. 하지 18
만풍력발전은풍속자원이경제성을확보할수있는있어야한다는지역적한계점을가지고있다. 제주도는우리나라에서풍속자원이가장우수하여풍력발전하기에는최적의조건을가지고있다. 그래서지금까지제주도에는많은육상풍력설비가구축되어성공적으로가동되고있고또한아주우수한경제성을확보하고있다. 이러한성공적인운전결과는많은국내외많은투자자들이제주도에풍력발전사업투자를원하고있다. 하지만제주도는풍속발전을하기에우수한지역이구좌읍행원지역을중심으로동쪽지역과한경을중심으로하는서쪽지역으로한정되어있다. 또한세계자연경관지역으로제한되어있는지역이많아실질적으로육상풍력을할수있는지역이많지가않다. 뿐만아니라환경문제, 소음문제, 민원문제등해결해야할문제들이많아최근육상풍력을추진하는데있어많은어려움을겯고있다. 그래서최근전세계적으로부각되고있는것이해상풍력발전이다. 따라서본고에서는현재제주도가처해있는육상풍력의문제점을최소화하는대안으로해상풍력발전의전망과과제에대해서고찰하고자한다. Ⅱ. 국내외해상풍력발전의현황해상풍력발전은풍력발전의선진국인유럽의덴마크와독일에서시도되기시작하여관련된기술발전에따라최근에와서는육상풍력에서갖는여러가지의문제점을해결할수있는대안으로전세계에서활발하게추진되고있다. 국내에서도해상풍력을차세대성장산업의하나로여겨이와관련된산업을육성하기위해정부뿐만아니라민간기업에서도활발하게연구와투자가이루어지고있다. 이러한국내외의현황을살펴봄으로써제주도가앞으로해상풍력을추진하 는데있어제주실정에부합되는방안을찾고자한다. 1. 국내현황우리나라의해상풍력에대한기반기술은미약한수준이고또한단지를조성하여운용하는곳이한군데도없다. 이는우리나라가해상풍력에있어서기술개발국에속해있다는것을나타내고있는것이다. 하지만정부에서는협소한국토여건감안시육상풍력보다환경문제나민원발생이적고, 대규모단지개발이가능한해상풍력이유망한것으로간주하고있다. 뿐만아니라우리나라가경쟁력을갖고있는조선 중공업, 해양플랜트, 건설, 전기, IT 등연관산업과접목시조기에세계시장선점이가능하여국가신성장동력분야로삼을수있다고보고있다. 이에정부에서는 2008년 10월부터 2년동안우리나라전체해상을대상으로바람, 수심, 계통연계조건, 해안및변전소와의이격거리, 확장성등을조사하여서남해안권중부안-영광지역해상을최적지로선정하여국가해상풍력실증단지조성계획을 2010 년 11 월에지식경제부에서발표하였다. 이계획에따르면 < 그림 1> 에나타낸것과같이부안-영광지역해상에실증단지조성을시작으로 2019 년까지 3단계로나누어총 2,500MW 규모의대규모해상풍력발전단지건설할예정이며총투자규모는민자를포함한 9조2천5 백억원을예상하고있다. 1단계 : 2013 년까지 100MW(5MW 급 20기 ) 실증단지를건설하여 Track Record 확보에중점 ( 민 관합동으로 6,036 억원투자 ) 2단계 : 2016 년까지 900MW(5MW 급 180기 ) 시범단지건설 ( 민 관합동으로 3조 254억원투자 ) 3단계 : 2019 년까지 1,500MW(5MW 급 300기 ) 해상풍력발전단지추가건설 ( 민간에서 5조 6,300 억원투자 ) JEJU DEVELOPMENT FORUM 19 기획특집제주지역해상풍력발전의전망과과제
해상풍력단지 배치도 자료: 해상풍력 추진 로드맵, 지식경제부, 2010 <그림 1> 정부의 서남해안 해상풍력발전단지 조성 배치도 해상풍력 추진로드맵 자료: 해상풍력 추진 로드맵, 지식경제부, 2010 <그림 2> 정부의 해상풍력 추진 로드맵 이러한 정부의 해상풍력발전단지 조성사업 추진 로 상풍력 시스템이 설치되어 운용되는 것이 한 대도 없 드맵을 보면 <그림 2>와 같다. 여기서 2013년까지 실 다. 이로 말미암아 해상풍력에 대한 시공과 운전에 대 증단지를 통하여 국산화 품목의 Track Record와 단 한 경험이 전무한 상태여서 순수 국내 기술로 해상풍 지설계 기술을 확보하여 차후 수출을 이룰 수 있도록 력 발전단지를 건설한다면 많은 시행착오와 어려움이 추진하고 있다. 뿐만 아니라 지역산업과도 연계해서 따를 것으로 예상된다. 그러므로 이러한 문제를 해결 지역의 전략산업으로 육성하겠다는 것이 정부의 방침 하기 위해서는 보다 심도있는 연구가 필요할 것으로 이다. 여겨진다. 그리고 현대중공업, 삼성중공업, 효성, 두산중공업, 한진산업, 유니슨 등과 같은 국내 민간 기업에서도 풍 2. 국외 현황 력에 관련된 부품 소재와 시스템 개발을 활발하게 추 진하고 있다. 또한 한국풍력산업협회를 결성하여 관련 오늘날 전 세계에서 활발하게 추진되고 있는 해상풍 기업들이 의견과 이익을 대변 할 수 있도록 활발하게 력발전은 유럽의 풍력발전산업 선진국들의 기술과 경 활동을 하고 있다. 그렇지만 아직 까지도 국내에는 해 험 축적에 의하여 발전되어 오고 있는데 최근에 와서 20 JEJU DEVELOPMENT FORUM
는육상풍력에서나타나는여러가지의문제점들을해결할수있는해상풍력으로전환이빠르게이루어지고있다. 또한관련기술발전에따라다른신재생에너지원에비하여경제적이면서지속가능한에너지자원으로부각되면서 2008년을기점으로급성장하고있다. 특히유럽을중심으로터빈시스템의대형화, 단지의대규모화를통하여용량증대를가속화하고있고, < 그림 3> 과같은 Supergrid 라는계획을통하여 2050년까지유럽전체소비전력의 50% 를풍력에서감당하겠다는야심찬계획을추진하고있는데여기서풍력은대부분해상풍력으로감당할려고하고있다. 왜냐하면바람자원이우수한북해나발틱해가수심이낮아해상풍력을건설하는데유리하다는점때문이다. 이것은유럽의해상풍력개발에대한전망을매우밝게하고있다. 하지만해상풍력은주로 30m 이내의수심을기준으로바다에설치하여운영하고있지만강한바람과파도, 염해로인한부식등으로해상풍력발전기의잦은고장과운전유지비용이문제가되고있다. 그럼에도불구하고영국, 독일, 덴마크그리고스웨덴을중심으로북해와발틱해에서불어오는바람을이용하여해상풍력을대규모로추진하고있다. 그이유는육상풍력에서갖는여러가지의단점을보안할수있고또한 대규모단지를조성하여경제성을확보하는데유리한점을가지고있기때문이다. 최근에와서는유럽뿐만아니라미국, 중국등전세계가해상풍력에많은투자를하고있다. < 표 1> 를보면 2030년전후로해서전세계에해상풍력설비용량이약 65 GW가설치될것으로예상하고있고향후 2020년까지년평균 28% 의성장이지속될것으로보고있다. < 그림 3> 유럽의 Supergrid 해상풍력추진조감도 자료 : www.offshorewind.biz 국가 계획용량 (MW) 기간 ( 년 ) 자료출처 덴마크 5,000 2025 Energistyrelsen (2007) 네덜란드 6,000 2020 Ministerie van Economiscne Zaken(2002) 영국 8,700 2018 Crown Estate(2030) 프랑스 4,000 2015 Ministe ren de I economie des finances et de I industri(2006) 독일 25,000 2030 Bundesumweltministererium(2002) 스페인 8,000 2030 Ministerio de industria(2005) 이태리 2,000 2020 Presidenza del Consiglio Del Ministrl(2007) 미국 5,390 2030 U.S Department of Energy(2008) 중국 1,000 2020 China the National Offshore Oil Coporation(2008) < 표 1> 국가별해상풍력설치계획및목표 자료 : BTM Consult Aps-report 2009 JEJU DEVELOPMENT FORUM 21 기획특집제주지역해상풍력발전의전망과과제
JEJU DEVELOPMENT FORUM 결국앞으로해상풍력발전가능성은유럽을중심으로미국과중국이크게발전할것으로볼수있지만그중에서많은경험과기술이축적된유럽이주도할것으로예상된다. 해상풍력발전단지의개발방향은단지개발면적을최대한넓게하는대용량화, 수심 30m 이상에서단지개발이가능하도록하는대수심화, 그리고직류송전시스템을이용한원거리에조성도가능하도록하는것이다. 해상용풍력터빈의추세는단일기기시스템의대형화및고효율화, 그리고운전보수비용의저가화를통하여경제성을극대화하는방향쪽으로추진되고있다. 향후해상풍력이신재생에너지시장에서주역이될것으로확실시되며, 또한지속가능한국가에너지원으로자리매김할날이조만간올것으로예견된다. Ⅲ. 제주지역해상풍력의전망과과제 1. 해상풍력사업전망 제주도는 < 그림 4> 에서나타난것과같이전국에서풍속자원이가장풍부하여 1970 년대부터학계, 연구소, 산업계등을중심으로풍력에대한연구를활발하게진행되어오고있다. 1998 년제주도청이주관이돼서구축된행원풍력발전단지의성공적인결과도출은우리나라의풍력발전사업개발이촉진제가되는이정표가되었다. 이를기반으로제주도에는 20011 년현재한경, 행원, 삼달, 신창, 성산지역등약 98 MW 용량의육상풍력발전이운용되고있다. 이들지역의풍력발전운용의경제성을나타내는이용률은연 25 % 이상을상회하고있어전세계에서도아주우수한결과를나타내고있다. 이러한결과는수익률제고에따른경제성을확실히확보할수있다는점때문에국내외많은투자자들이제주도에서육상풍력 < 그림 4> 남한지역의풍속분포자료 : 한국에너지기술연구원 발전사업을원하고있다. 하지만제주지역은지역특성상사업을할수있는지역이풍속자원이우수한제주의동서지역으로한정되어있고또한제주전력계통특성상풍력발전한계용량이있 22
기때문에풍력발전개발사업을하는데여러가지의제약사항을가지고있다. 특히최근에와서는제주도가세계자연경관지역으로지정되어있기때문에더욱더사업을하는데경관문제로인한육상풍력은입지가좁아지고있다. 이러한문제를해결하기위해서학계, 연구소를중심으로제주도해상에풍력발전단지조성에관한연구를진행하고있다. 제주지역해상은동서지역을중심으로년평균풍속이 8-8.5 m/s 나타내고있어풍력발전하기에는최적의바람조건을가지고있고, 2012 년부터도입예정인 13개발전사업자들에대한신재생에너지의무공급제도 (RPS : Renewable Portfolio Standard) 가시행되기때문에제주지역에풍력발전사업투자가더욱더많이나올것으로예상된다. 2. 해상풍력사업의과제 < 그림 4> 에나타난것과같이제주지역해상의바람자료를보면, 사업을하기에알맞은지역은크게한경, 행원, 표선, 신도지역앞해상으로나타나고있다. 이들지역은해안에오래전부터취락구조가형성되어지역주민들이거주하고있고, 수심 15m 이내에어업권을설정하여마을공동어장형태로관리하고있다. 해상풍력발전단지조성시일반적으로현재의기술과경제성을고려해서공유수면을포함한수심 30m 이내로잡고있기때문에, 마을공동어장에대한점용동의가전제조건이되고있다. 이러한문제를해결하기위해서는지역주민들과의개발사업에대한동의를구하는방안에대해서다각도로검토를할필요가있다. 그리고사업의성공적인결과를얻기위해서는국내에단지개발경험이없기때문에기술과경험을가진세계유수의관련업체로부터반드시컨설팅을받고사업을하는것이필수적이다. 막대한투자자금이들어가는해상풍력개발사업 은만일초기사업이실패되면그후유증은굉장히클것으로보며, 또한제주지역에서해상풍력사업을추진하는데있어큰걸림돌이되어버릴것으로예견된다. 그러므로해상풍력사업을추진하는데있어투자자금조달문제에서부터사업인허가획득까지고려해야할사항이굉장히많다. 그중에서도가장중요한사항이제주도에서추진하고있는풍력공공자원화정책이다. 이것은바람자원을하나의영속적인공공에너지원으로간주하여난개발방지와개발주체를일반기업이나개인이아닌지역주민, 제주도, 일반투자자와함께하는일명제 3 섹터방식이다. 이와관련된법적근거는제주특별법 4단계제도개선에포함되어 2011 년상반기국회에서처리될것으로예상하고있다. 그러면앞으로제주지역에서해상풍력발전사업을원하는주체가있을때누가이사업의주체가돼서사업을수행해야할지아직은아무도없다. 그렇다면제주도에서는이러한문제를조속히해결해줄수있는주체를조속히만들어주어야한다. 여하튼제주도가우리나라에서바람자원이가장좋은지역이기때문에제주가세계속의해상풍력발전의메카로만들위해서는제주의자연환경과조화를이루면서이자원을최대한개발할수있는환경을조성하는것은우리모두의과제로여겨진다. Ⅳ. 결언 2000년동안우리지역선조들에게많은도움과괴로움을준바람은오늘날에와서는너무도소중한청정에너지자원이되고있다. 전세계에서제주지역만큼년평균풍속의세기가강한지역도많지가않다. 이에너지를잘활용하면제주의에너지문제를해결할수있고또한 Carbon Free Island 를구현함으로써탄소배출이없는진정한청정지역으로다시태어 JEJU DEVELOPMENT FORUM 23 기획특집제주지역해상풍력발전의전망과과제
JEJU DEVELOPMENT FORUM 날수가있는기회를맞이할수가있다. 이렇게되면지역주민의경제적이익을가져다주어지금보다나은삶을영위할수가있을것이다. 제주지역해상에무한히존재하는바람자원을어떻게개발하느냐에따라제주의미래가달라질수가있다. 그렇다면어떻게개발해야할것인가? 우리모두중지를모아솔로몬의지혜를찾아야한다. ` ** 참고문헌 손충렬외 6명, 2010, 해상풍력발전, 도서출판아진. 그린에너지전략로드맵, 2009, 지식경제부. 제주도, 2009, 제주특별자치도신 재생에너지보급기본계획수립연구보고서. 해상풍력발전산업기술개발세미나자료, 2010, 산업교육연구소. 해상풍력추진로드맵, 2010, 지식경제부. http://www.ewea.org http://www.offshorewindenergy.org http://www.kweia.or.kr 24