[전문가기고]신재생에너지 미래 부유식 해상풍력

스코틀랜드 동북부의 피터헤드 연안에서 25㎞ 떨어진 수심 120m 바다 위에 떠 있는 남산 타워 높이의 풍력 터빈 5기가 전력을 생산하고 있다. 올해로 상업 발전을 시작한 지 5년째인 세계 최초의 부유식 해상풍력발전단지 하이윈드 스코틀랜드이다. 4년 연속 영국 전체 풍력단지 가운데 발전효율이 가장 높은, 평균 56%를 기록하고 있는 것으로 유명하다.

이번 달 북해와 인접한 독일 등 유럽 4개국은 해상풍력발전 용량을 2030년까지 65GW, 2050년 150GW까지 확대하기로 했다. 현재의 10배 수준이자 2억3000만 가구에 전력을 공급할 수 있는 전력량이다. EU집행위원회가 추정한 건설 예산은 2030년까지 약 400조원에 이른다. 노르웨이선급협회(DNV)는 2050년까지 전 세계 해상풍력발전 용량이 1748GW로의 증가를 예상했다. 이 가운데 15%에 해당하는 264GW의 전력이 부유식 해상풍력에서 생산될 것이라고 전망했다. 후발주자인 미국은 부유식 해상풍력 기술을 유럽 수준으로 끌어올리기 위해 연구개발에 1억달러를 투자한다.

부유식 해상풍력은 수심 60~80m 이하의 제한을 받는 고정식 해상풍력과 달리 수심이 깊은 먼 바다에서도 전력을 생산할 수 있다. 또한 육지에서 수십 ㎞ 떨어진 바다에 위치해 비교적 민원이 적고, 양질의 풍황자원 확보가 용이하고, 대규모 발전단지를 구축할 수 있다는 장점이 있어서 많은 전문기관이 해상풍력발전 잠재력 가운데 80%가 부유식 해상풍력에 있는 것으로 예측하고 있다. 또한 조선해양 중공업 분야에서 경쟁력을 갖추었을 뿐만 아니라 하부구조물과 풍력발전기 타워 제작에서 경쟁력을 갖추고 있는 국내 기업에 유리한 산업이다. 실제로 에퀴노르가 올해 하반기 완공 예정인, 노르웨이 연안에서 서울과 대전 간 직선 거리인 140㎞ 떨어진 바다 한가운데 설치되는 세계 최대 규모의 부유식 해상풍력발전 단지 하이윈드 탐펜에서는 풍력터빈, 하부구조물, 각종 부품, 전력망, 운송, 설비 운영과 유지·보수 등 다양한 공급망을 활용하여 분야별로 수많은 기업이 참여할 수 있어 연관 산업에 미치는 고용 창출 및 경제적 효과가 높다

이러한 많은 장점에도 사회적으로 부유식 해상풍력은 발전비용이 타 발전에 비해 높다는 인식이 지배적이다. 즉 사전개발비, 건설비, 운영비뿐만 아니라 환경비용 등 사회적 비용을 포함한 생산 전력 단가를 비교할 수 있는 단위인 균등화 발전비용(LCOE)이 다른 에너지원보다 높다는 것이다. 하지만 이러한 경제성에 대한 우려하는 시각이 있으나 에퀴노르는 빠르게 해결 방법을 찾아 가고 있다.

DNV는 최근 발표한 보고서에서 향후 10년 간 설비 확충과 리스크 축소로 부유식 풍력 터빈 비용이 약 65% 낮아질 것이라고 전망했다. 부유식 해상풍력 터빈을 위한 부유체와 같은 기초 구조물의 경우에도 기술 최적화, 설비 확충, 표준화, 공급망 개선, 대단지 건설을 통해 대폭적으로 비용이 감소할 것으로 확신하고 있다. 일례로 에퀴노르가 2017년에 운영하기 시작한 30㎿급 하이윈드 스코틀랜드의 건설비는 2009년 노르웨이 앞바다에서 시범 운영한 하이윈드 데모에 비해 70%까지 비용 절감에 성공하였다. 또한 하이윈드 스코틀랜드의 3배 규모인 하이윈드 탐펜의 건설비는 다시 절반으로 줄었다. 수심 제약을 극복해 대단지로 건설할 수 있게 된 부유식 해상풍력이 산업화를 통해 경제성 있는 에너지원으로의 가능성을 실증적으로 확인할 수 있는 사례이다. 더욱이 현재 개발하고 있는 부유식 풍력발전의 부유체 컨셉트는 40개가 넘는다. 지금도 전 세계 각국은 새로운 기술을 속속 선보이고 있다. 우리나라도 정부 차원에서 부유식 해상풍력 기술 개발에 관한 많은 국책 연구과제를 수행하고 있다. 이제 몇 년 안에로 부유식 해상풍력은 신재생에너지의 미래로 자리 잡을 것이란 희망이 현실화하고 있다.

박도현 에퀴노르 사우스코리아 이사 DHPA@equinor.com