차세대 성장동력 해상풍력발전, 그러나 현실은….

차세대 성장동력 해상풍력발전, 그러나 현실은….

- 2011년까지 총 1.5기가와트 발전용량의 21개 해상풍력발전단지 조성 계획 -

 - 기술문제 해결과 정비비용으로 수백만 유로 손실 -

- 고투자 대비 저수익으로 향후 5년간 성장동력으로 주목 받기는 어려움 -

 

 

□ 차세대 성장동력 해상풍력발전, 그러나 현실은….

 

 ○ 신재생에너지산업 가운데 태양광발전과 함께 초고속 성장을 거듭하고 있는 독일의 풍력발전은 풍력발전단지를 대륙 내에 더 이상 건설할 수 없는 공간적 한계점에 도달하면서 해상풍력발전의 중요성이 더욱 부각되고 있음.

  - EU집행위와 독일정부는 온실가스배출억제와 화석에너지 고갈 문제를 동시에 해결할 수 있는 친환경 차세대 성장산업으로 풍력발전산업 육성을 강화해 왔음.

 

 ○ 특히 독일은 신재생에너지법(EEG) 재정을 시작으로 2006년 말 독일연방의회가 사회기반시설계획촉진법을 공포함으로써 해상풍력발전 진흥정책을 추진하게 됨.

  - 독일 연방정부는 2007년 12월부터 육상풍력발전 전기료는 낮추고 해상풍력발전 전기료는 kWh당 14유로센트로 높여 해상풍력발전에 유리하게 조정함.

  - 사회기반시설계획촉진법은 2011년 말까지 독일의 Eon, RWE, Vattenfall 등 전력공급회사는 해양풍력발전단지에 생산한 전력을 공급하게 될 케이블망을 완성여야 함. 만약 예정보다 공사가 지연될 경우 전력공급회사는 벌금을 물게 됨.

 

 ○ 이러한 독일 연방정부의 정책적 지원으로 2011년까지 1.5기가와트(GW) 발전용량의 해상풍력발전단지를 독일의 북해(Nordsee)와 동해(Ostsee)상에 건설해 향후 20-30년 안에 풍력발전용량을 20-25기가와트로 증가시켜 독일의 전체 전력공급량 비중을 15%로 높일 계획임.

  - 2006년도 기준, 독일의 총 6360억 kWh 전력생산량 가운데 재생에너지가 11.9%를 차지해 전년대비 1.5%가 증가함.

 

□ 해상풍력발전 성장은 가능한가?

 

 ○ 독일정부의 정책지원과 투자가 집중되고 있지만 현재 독일의 해상풍력발전업계는 북해(Nordsee)에 16개, 동해(Ostsee)에 4개의 해상풍력발전단지 건설을 허가 받아 2011년 풍력발전기를 설치할 예정일 뿐 영국, 덴마크, 스웨덴과 달리 아직 상용화 경험은 전무한 상태임.

 

 ○ 독일의 북해(Nordsee)와 동해(Ostsee) 인근해안에 총 40건의 해상풍력발전단지 건설계획을 신청했지만 이 가운데 21건만이 건설허가를 득함.

  - 건설허가가 지연되고 있는 것은 최대 5~15km 떨어진 해안에 해상풍력발전단지가 설치된 영국과 스칸디나비안 국가와 달리 독일은 환경보호와 관광사업을 위해 해상풍력발전단지를 30~200km 떨어진 해안에 설치하도록 하고 있어 수심이 최대 40m까지 깊어지고 이로 인해 건설비용이 증가하고 있기 때문임.

 

 ○ 또한 독일의 풍력발전기 생산기업들은 밀려드는 주문량과 수출호조로 즐거운 비명을 지르고 있으며 중국, 인도 등 저임금시장진출을 통해 생산능력을 확보하고는 있지만 현재까지 1-2년의 주문량이 밀려있는 상태로 해상풍력발전기를 생산할 여력을 가진 기업은 많지 않음.

 

 ○ 더욱이 해상풍력발전기는 고기술의 발전설비와 정비비용 등 고가의 초기투자는 물론 추가비용발생으로 수익을 내기 어려워 경제성이 낮은 것으로 보고 있음.

  - 5메가와트급 해상풍력발전기의 설치를 추진하고 있지만 독일은 현재까지 동급의 풍력발전기를 운영한 경험이 전무한 상태임.

  - 2011까지 4개의 해양풍력발전단지에서 1.3기가와트 풍력발전을 위해 약 700㎞의 케이블망을 완성해야 함.

 

□ 해상풍력발전의 장단점

 

 ○ 해상풍력발전은 육상풍력발전에 비해 강한 바람이 상시적으로 불어 전력발전효율이 높은 장점을 가지고 있으며 육상풍력발전의 공간적 한계를 극복할 수 있는 대안임.

 

 ○ 그러나 해양풍력발전은 발전설비가 최대 40m 수심의 해안에 설치되기 때문에 육상풍력발전보다 고기술을 요하기 때문에 설비와 정비비용 등 초기투자는 물론 높은 추가비용을 부담해야 함.

  - 강한 바람과 파도 그리고 염분성분으로 해상풍력발전설비는 더욱 높은 기술이 요구됨.

  - 특히 염분함유량이 많은 바다공기로 인한 부식문제는 덴마크 해안에 설립된 해상풍력발전단지의 가장 큰 문제로 대두되고 있음.

  - 긴급수리 또는 정비를 위한 고비용 문제뿐만 아니라 지속적인 발전설비 감시를 위해 특별선박을 유지해야 하는 등 유지관리에 어려움.

  - 태풍에도 견딜 수 있는 발전설비제작과 태풍 상륙 시에 발전설비 가동을 철저히 통제하기는 어려움.

 

 ○ 해양풍력발전 생산기업은 기술문제 해결과 정비비용에 수백만 유로의 손실을 감수하고 있음.

  - 풍력발전분야 세계 1위 덴마크기업 베스타스(Vestas)는 2004년 덴마크 서부해안에 3메가와트급 해상풍력발전기를 설치했으나 발전기가 조건을 만족하지 않아 모든 철거해야 했으며 비슷한 문제가 2005년 영국해안에서 다시 발생함.

 

□ 독일의 해상풍력발전단지 건설 계획

 

 ○ 현재 독일 내 기 설치된 해상풍력발전단지는 실증연구단계 2건으로 동북부 Rostock시 인근의 Nordex사의 2.3메가와트급 발전단지와 Emden시 인근의 Enercon사의 4.5메가와트급 발전단지임.

 

 ○ 2008년부터 독일의 북해에 Nordex사의 해상풍력발전기 6개가 운영되는 해상풍력발전 시범단지를 가동해 3기가와트 전력을 공급할 예정.

  - 리파워(Repower)사와 멀티브리드(Multibrid)사의 5메가와트급 총 12개의 풍력발전기가 가동될 예정.

 

 ○ 독일 최초 상용화될 동해의 제1발틱(Baltic I.) 해상풍력발전단지에는 2009년 노르덱스(Nordex)社의 21개의 발전기를 설치를 시작해 53-78메가와트의 전력을 생산할 계획임.

 

 ○ 독일의 동북부 비스마르(Wismar)시 인근의 동해지역에 2008년 3/4분기 테스트용 해양풍력발전기를 설치해 상용화할 계획이며 2011년까지 독일의 동해(Ostsee)에 총 4개의 해상풍력발전단지를 건설해 총 1.3기가와트의 전력을 생산할 계획임.

 

 ○ 독일 해상풍력발전시장과는 별개로 지멘스사(Siemens Power Generation)의 경우 지금까지 234메가와트의 해양풍력발전기설치 경험을 토대로 20007년 스웨덴의 Lillgrund와 영국의 Burbo Bank 해양풍력발전단지에 200메가와트가 추가하고 2009년과 2010년에 설치될 영국의 Greater Gabbard 해양풍력발전단지 500메가와트 프로젝트 가계약돼 총 900메가와트 계약이 추가될 예정임

 

□ 육상풍력발전, 그 멈추지 않는 성장세

 

 ○ 신재생에너지산업을 선도하고 있는 독일의 풍력발전은 1991년 42메가와트 단지를 시작으로 2006년도 현재 총 2만622메가와트의 전력을 생산하는 최대 풍력발전국가로 성장해 세계시장의 27.8%를 차지하는 총 1만8685개의 풍력발전기가 독일에 설치돼 있음.

 

 ○ 2006년도 독일의 풍력발전 매출액은 60억 유로 이상을 기록하며 성장률 40% 고속성장세를 유지하고 있으며 해외 수출비중만도 70%를 넘고 있음. 2007년에는 수출비중이 79%를 기록할 것으로 전망되고 있음

 

2006년도 독일 풍력발전시장 주요 통계

총 발전용량(누계)	20.622MW
총 설치 완료 풍력발전기	18.685기
2006년 신규 설치 풍력발전기	2.233기
총 전기생산량 대비 풍력발전 비중	5.7%
이산화탄소 배출 감축 기여도 (연간)	32.370.000 톤
독일의 총 이산화탄소 감축 의무량 대비 기여도	12,8%
총 산업 매출액	약 60억 유로
총 매출액 대비 수출 비중	71%
독일 풍력산업 종사인구	약 70.000명

자료원 : 독일연방 풍력에너지협회(BWE)

 

 ○ 세계 풍력발전시장은 소수의 주요 기업들이 시장을 주도하고 있으며 마찬가지로 독일 풍력발전시장도 Enercon, Repower, Nordex, Fuhrlaender 등 주요 독일업체가 시장의 50% 이상을 과점하고 있음. 독일 풍력발전기업은 세계 시장에서도 23% 이상의 시장점유율을 보이고 있음.

 

세계 풍력시장 Market Player(2007년 1월 기준 시장점유율)

자료원: 독일연방풍력발전협회

 

독일 풍력발전기 생산기업 점유율 현황

자료원 : 독일연방풍력발전협회

 

□ 국내의 해상풍력발전단지 건설 계획

 

 ○ 산업자원부가 정부의 기술개발사업으로 제주도 해안에 2MW급 2의 해상풍력발전기를 설치해 “해상풍력 실증연구단지조성”사업이 진행되고 있음.

  - 제주도, 한국에너지기술연구원, 남부발전, 두산중공업, 제주대 등과 컨소시엄을 구성해 제주도 연안 1.5km 해역에 국책사업으로 250억원을 투자할 계획.

  - 동 사업기간은 2006년부터 2009년까지이며, 주요 연구내용은 사전 환경영향 검토, 해상기상환경 분석, 해상구조물 설계, 해상풍력발전단지 설계, 전력계통선 건설 등 해상풍력발전단지 조성을 위한 설계와 발전기 성능평가, 해상풍력 국제인증 취득 및 사후 환경영향평가 등 해상풍력발전 보급을 위한 자료 등임.

 

□ 시사점 및 전망

 

 ○ 해상풍력발전은 독일의 경우 연방정부의 적극적인 정책지원 하에 미래성장산업으로 기대와 관심이 집중되고는 있지만 고투자 대비 저수익으로 향후 5년간 주목 받기는 힘들 다는 것이 독일 풍력발전업계의 지배적인 의견임.

 

 ○ 그러나 육상풍력발전기의 설치공간이 한계점에 도달해 해상풍력발전은 장기적으로는 확신한 성장산업 임에 틀림없음. 특히 풍력발전기 생산기업들의 생산능력이 향상돼 주문량의 소화가 빨라져 이 기업들간의 경쟁이 치열해질 경우 해상풍력발전은 더 이상 선택사항은 아닐 것임.

 

 ○ 국내에서도 실증연구단지조성 사업이 진행되고 있는 해상풍력발전의 성공을 위해서는 핵심기술을 보유한 관련기업의 제조기술 확보뿐만 아니라 해상풍력단지 건설과 운영 노하우를 확보하기 위한 협력은 물론 발전설비를 유지 관리할 수 있는 전문인력을 확보하는 것이 관건임.

 

 

자료원 : 독일연방풍력발전협회(BWE), 독일엔지니어협회, 독일파이넨셜타임즈, 스피겔, 제주도, 함부르크무역관 투자가 지원 자료 종합