한국, 재생에너지 48.7MW 중 해상풍력 12MW
국내에서도 문재인 정부의 탈원전 정책을 타고 태양광, 풍력발전 등 재생에너지 사업이 활기를 띠고 있다.
산업통상자원부는 2017년 12월 확정한 재생에너지 3020 이행계획에서 전체 신규 재생에너지 설비용량 48.7GW 중 12GW를 해상풍력발전으로 충당할 계획이라고 발표했다.
산업부는 재생에너지 3020 이행계획 목표를 달성하기 위해 12GW의 해상풍력 보급 확대와 연계해 해상풍력 산업화 촉진을 통한 새로운 성장동력 및 일자리 창출 전략이 필요하다고 보고 지방자치단체가 발굴·제안한 입지 위주로 대규모 해상풍력 단지를 조성하고, 지역 주도단지 조성 및 조선·해양산업 연계전략으로 지역경제 발전과 주민 수용성을 확보하며, 산업화를 촉진할 수 있는 선순환체계를 구축할 방침이다.
특히, 해상풍력발전을 단계적 추진하기 위해 단기적으로는 중소(500MW 이하) 해상풍력 보급과 트랙 레코드(Track Record) 확보, 풍력산업 공급체계 구축, 조선·해양산업과의 융복합화 전략을 추진하고, 중장기적으로는 대규모 부유식 해상풍력 단지를 조성해 동북아 슈퍼 그리드(Super-Grid) 연계 등 차세대 기술혁신을 통해 해외시장 진출과 해양플랜트 수출 산업화를 추진할 계획이다.
아울러 해상풍력의 경제성을 확보하기 위해 풍력단지를 조성한 후 사업자를 개발하는 방식을 통해 사업지연 등으로 인한 불확실성을 제거하고 민간투자(PF)가 활성화될 수 있도록 조치할 계획이다.
지방자치단체가 주도적으로 발굴·제안한 사업에 대해서는 신재생에너지 공급인증서(REC) 가중치를 추가 부여하는 방안도 검토하고 있다.
100MW 상당의 해상풍력단지를 운영하면 지방자치단체와 지역주민에게 매년 약 20억-30억원의 추가 혜택이 주어질 것으로 예상하고 있다.
한국에너지기술평가원은 해상풍력과 조선·해양산업 융합 추진전략을 통해 한반도의 공간적, 시간적, 기술개발 단계 및 풍력 시장 성숙도를 감안한 단계적 단지 개발 및 시장조성 전략을 제시했다.
또 독일의 융합사례를 통해 국내 풍력산업과 조선·해양산업의 융합 가능성과 추진방안을 논의할 것을 제안했다.

해상풍력발전, 5개 730MW 건설 추진
국내에서는 5개 광역지방자치단체가 해상풍력발전 사업을 추진하고 있다.
전북 군산 말도 인근(110MW급), 전남 영광 안마도 인근(220MW급), 경북 영덕군 인근(100MW급), 경남 통영 욕지도 인근(100MW급), 울산 동해가스전 주변(200MW급) 등으로 총 730MW에 달하고 있다.
동남권은 우수한 풍력자원, 조선산업 인프라, 항만시설, 유휴 전력선로 등을 활용할 수 있어 부유식 해상풍력 클러스터 조성이 바람직한 것으로 평가되고 있다. 풍속이 초당 평균 8-8.5m로 국내 평균 4m의 2배 이상이기 때문이다. CS Wind, 동국S&C, 태웅, 신라정밀 등 풍력부품 생산기업과 조선·해양·중공업·플랜트 관련 750사도 밀집해 있다.
서남해 지역은 GW급 해상풍력단지, 배후항만, 지역기업, 인력양성센터, 블레이드 시험·인증센터를 연계해 한국형 해상풍력단지 모델로 개발하는 것이 바람직한 것으로 판단되고 있다.
그러나 오랫동안 해상풍력을 추진해온 덴마크, 영국, 타이완 전문가를 초청해 해상풍력단지 개발사례를 심도있게 검토할 필요성이 제기되고 있다.
해상풍력단지 조성에서 주민의 수용성을 높이기 위해 해상풍력과 수산업 공존모델 개발도 요구되고 있다.
피해보상 형태의 주민보상은 지양하고 지역주민 주도의 소득 창출이 가능하도록 주민 참여사업 인센티브를 부여하는 방안이 검토되고 있다.
총사업비 중 채권·펀드 투자가 2% 이상이면 REC 가중치 +0.1, 4% 이상이면 +0.2를 부여하는 방안이 설득력을 얻고 있다. 지역주민의 직접투자(채권구매), 협동조합을 통한 지분투자. 풍력설비 중 일부를 지역 주민에게 기부하는 방안 등 다양한 주민참여 방안이 논의되고 있다.
풍력터빈 대형화 대응 서둘러야…
해상풍력발전은 태양광발전 등과 비교해 부품 수가 많고 서플라이 체인이 긴 것이 특징이며, 사업화가 결정되면 풍력터빈, 기초구조물, 해저케이블, 변전설비 등 주요 기기 벤더와 설비들을 해상에 설치하기 위한 건설기업 등을 정식으로 선정하게 된다.
해상풍력발전용 터빈은 지멘스(Siemens)와 MHI Vestas가 세계시장을 양분하고 있는 가운데 일본기업 중에서는 히타치(Hitachi)만이 생산하고 있다.
최근에는 코스트 저감을 위해 풍력터빈이 대형화되고 있으며 MHI Vestas가 세계 최대출력인 9.5MW를 실현할 수 있는 V164 사양을 개발하고 있다.
총 출력이 1GW에 달하는 윈드 팜을 만들기 위해서는 5MW 풍력터빈 200기를 설치해야 하지만 9.5MW 풍력터빈을 도입하면 105기로 충분해 경제적인 것으로 파악되고 있다.
MHI Vestas는 일본시장에서 태풍 맞춤형 사양인 Class T 등 9MW급 풍력터빈을 판매할 예정이며 인증절차에 돌입한 것으로 알려졌다.

히타치, 일본 프로젝트 주도자 부상
히타치는 2MW 사양 풍력터빈 277기 납품실적이 있고 신뢰성이 높은 다운윈도 기술을 보유하고 있다. 5.2MW 사양은 저속용, 고속용으로 나누어 제조하고 있으며 실증기기를 가시마(Kashima) 항만용지에 건설했다. 상업기기는 타이완에 최초로 납품한 바 있다.
만약, 일본이 자체적으로 해상풍력발전 프로젝트를 진행한다면 케이블은 후지쿠라(Fujikura), 스미토모전기(Sumitomo Electric) 등 전선 생산기업들이 제조 가능하며, 변전설비도 대형 가전기업들을 통해 대응이 가능할 것으로 예상된다.
또 기초구조물은 철강 구조 제작에 강점을 나타내는 Nippon Steel & Sumitomo Metal(NSSMC)이나 JFE Engineering, 히타치가 사업화를 검토하고 있어 무리없이 진행할 수 있을 것으로 파악된다.
다만, 여러 프로젝트가 동시에 진행된다면 대응이 어려워질 수밖에 없다는 우려가 제기되고 있다.
히타치는 발전소 운영 및 육상풍력터빈 건설실적이 있으며 기존에 구축한 해상 관련기술과 조합해 해상풍력발전용 기초구조물 제작 뿐만 아니라 사업 개발, 설계·조달·건설·설치(EPCI), 운영·매니지먼트까지 일괄 실시할 예정이다.
기초구조물은 착상식이라면 모노파일, 자켓, 석션버킷, 부유식은 바지, 세미서브, 수퍼 등의 기술을 보유하고 있으며 아주 얕은 바다에서 수심 100m 이상의 해역까지 대응이 가능한 것으로 알려졌다.
2018년 8월 NEDO 실증 사업자로 선정돼 일본 근해에 많이 자리하고 있는 50m 정도 해역에 적합한 바지형 철제 부상부를 제작해 키타큐슈(Kitakyushu)에 설치했다.
아오모리에서는 착상식 프로젝트 환경조사를 진행하고 있으며 다양한 안건의 사업화를 검토하고 있다.
유럽기업으로부터 기술을 도입하는 시도도 적극화하고 있으며 2012년 노르웨이, 2015년에는 프랑스기업과 연계를 맺었다.
착상식은 덴마크 Universal Foundation과 연계하고 있다.
2025년에는 해상 프로젝트에 참여할 계획이며 해상풍력발전 사업에서 총 180MW급 사업자가 되는 것을 목표로 하고 있다.

SEP선 이용역량도 경쟁력 “좌우”
해상풍력발전 건설과정에서 필수적인 자기승강식 작업선(SEP선)을 어떻게 이용하느냐도 경쟁력을 좌우할 것으로 예상된다.
SEP선은 플랫폼과 승강용 다리를 가지고 있으며 플랫폼을 해수면 위로 올리는 크레인, 정박 작업 등이 필요하다.
일본에서는 건설기업, 특히 해상 전문 건설기업 등이 해상풍력발전 프로젝트 참여를 희망하고 있고 SEP선 건조 계획도 본격화하고 있다.
토다(Toda)는 현재 개발하고 있는 SEP선을 나가사키(Nagasaki) 부유식 해상풍력발전 프로젝트에 사용할 예정이다.
Penta-Ocean Construction은 800톤까지 끌어올릴 수 있고 모든 방향으로 회전이 가능한 크레인을 탑재한 SEP선을 건조하고 있으며 2019년 봄 완성할 예정이다.
아키타(Akita)에서 455MW 프로젝트를 계획하고 있는 Obayashigumi는 Toa Construction과 공동으로 SEP선을 건조하기로 했으며 2020년 10월 완성을 예정하고 있다.
다만, 대형 프로젝트에는 SEP선이 여러대 투입돼야 하기 때문에 한번에 여러 해상풍력발전 프로젝트가 본격화된다면 선박 부족에 시달릴 가능성이 제기되고 있다.
마루베니(Marubeni)는 2012년 SEP선 5척을 보유한 유럽 Seajacks에게 출자했고 아시아 수요에 대응하기 위해 2013년 Seajacks Japan을 설립했으며 풍부한 건설실적을 바탕으로 우선 세계 최대급 자율식 SEP선 2척을 일본에 도입할 계획이다.
마루베니 외에도 SEP선을 유럽에서 도입해오려는 움직임이 확대되고 있다.
그러나 SEP선을 도입하는 비용은 하루에만 약 2억원에 달하고 SEP선 도입을 완료해도 풍력터빈, 타워, 기초구조물과 기간부품을 제시간에 조달할 수 없다면 공사기간이 연장되는 리스크가 있다.
이에 따라 해외에서 대형 프로젝트를 다수 진행해본 JGC, 치요다(Chiyoda) 등이 사업 참여에 관심을 나타내고 있다.
부품, 기재 조달이 국제적으로 이루어지고 엄격한 일정관리, 프로젝트 진척 관리 등이 요구되기 때문에 전체적으로 총괄하는 역할이 중요해지고 있다.

유럽·일본, 발전 코스트 차이 막대
해상풍력발전을 산업으로 육성하기 위해 일본기업에 대한 보호가 필요하다는 의견도 제기되고 있다.
그러나 일본 경제산업성은 경쟁력이 있는 일본기업을 통해 산업을 형성하는 것을 중시하면서도 프로젝트를 일본기업만이 실시하면 전력 코스트가 높아져 주객이 전도될 수 있다며 보호에 소극적으로 나서고 있다.
또 일본이 후발주자인 만큼 해외 각국의 노하우를 활용할 수 있다는 강점이 있다며 유럽과의 연계를 강화하는 것이 중요하다는 입장을 고수하고 있다.
해상풍력발전은 FIT 가격이 kWh당 360원이며, 해상풍력신법 대상 프로젝트는 입찰로 정할 수 있다.
유럽에서는 100원 미만으로 낙찰된 프로젝트도 있어 유럽과 일본의 코스트 차이는 상당한 것으로 파악된다.
다만, 유럽은 1990-2000년이 실증-성장기, 2005-2015년이 확대·성숙기로 2015년 이후 경쟁기에 돌입해 일본과 다른 양상을 나타내고 있다.
<강윤화 선임기자: kyh@chemlocus.com>