바람이 분다! 에너지가 흐른다! 

국내 발전량 0.17%, 전세계 2% 차지… 해상풍력 중심으로 발전량 급성장 중

풍력이 태양광에 이어 장 강력한 차세대 에너지원으로 주목받고 있다. 

우리나라의 경우 세계 1위의 조선산업 기술을 갖고 있는데, 풍력발전기에 필요한 부품생산에 가장 근접한 산업이 바로 조선업이다. 현대중공업 등 국내 조선업계도 풍력발전 관련 산업에 본격적으로 뛰어들고 있는 이유가 여기에 있다. 

업계 전문가들은 국내 조선업계의 과거 발전속도와 저력에 비추어 풍력발전 산업에서도 한국이 조만간 글로벌 강자로 부상할 수 있는 잠재력은 충분히 있다고 전망한다. 풍력산업의 가장 큰 장점은 효율성이다. 지경부에 따르면 발전 방식에 필요한 평균 면적이 풍력은 1,335m2/GWh로 태양열(3,561m2/GWh)과 태양광(3,237m2/GWh)보다 절반이하의 면적이 사용된다.

하지만 업계 전문가는 “육상풍력은 환경파괴·소음·진동 등을 유발해 대규모 풍력단지 조성에는 한계가 있다”며 “육상풍력 대신 해상풍력에 주목하고 있으며 향후 유럽과 미국, 중국을 중심으로 해상풍력발전이급속히 확장될 것”이라고 말했다.

특히 국내 조선업체가 가지는 조선·해양플랜트 기술은 세계최고 수준이어서 이런 기술력을 잘 활용하면 해상풍력사업 진출에도 큰 문제가 없다고 강조했다.

반면 육상풍력의 경우 소형풍력으로 추진하면 타당성이 높다는 주장도 나왔다. 한국풍력산업협회 이임택 회장은 “소형풍력은 계통시스템과 잘 구축되면 국내 전국 지방으로 중심으로 소형 풍력단지를 조성할 수 있다”고 말했다. 

풍력산업 발전의 걸림돌로 해외의존도가 지적됐다. 관련 업계에 따르면 풍력산업의 국산화율은 부품 63%, 제작·생산기술 80%에 달할 정도로 높은 기술력을 보유하고 있지만 풍력발전 업체들이 이미 검증된 외국 제품을 우선시 하면서 국내에 설치된 풍력발전설비의 수입 의존도는 99.6%로 해외 의존도가 심각한 수준이라는 것이다.

전세계 풍력 총 전력 소비량은 전체 에너지의 2%

풍력발전의 총 전력소비량의 2%이며, 이태리의 총 전력수요와 비슷한 수준이다. 

풍력 설비용량 측면에서는 미국 1위, 중국 2위, 독일이 3위다. 미국은 ’80년대 후반 유럽에 주도권을 넘겨 주었다가 2006년 이후 다시 탈환했다. 2, 3위인 중국, 독일 모두 2만6,000MW 수준이나 중국이 약간 앞서고 있다. 향후 중국이 세계 풍력산업의 견인차 역할을 할 것으로 전망되는데, 연간 1만3,800MW를 신규로 건설함으로써 세계 최대 시장으로 부상하고 있기 때문이다. 매 4년마다 풍력설비 2배 이상 증가가 전망된다. 

국내 풍력발전 산업은 초기단계이다. 지난해 기준 국내 풍력발전량은 우리나라 총 발전량의 0.176%에 불과하다. 일부 부품 사업에서 세계적인 경쟁력을 갖춘 몇몇 업체들이 있지만, 신재생에너지 산업 중에서도 태양광산업에 비해 밀리고 있는 상황입니다. 

하지만 정부주도의 `저탄소 녹색성장' 정책을 통해 풍력산업의 발전을 도모하고 있고 내년부터는 현재의 발전차액지원제도(FIT)를 대체한 신재생에너지 의무할당제(RPS)제도가 시행될 예정이어서 풍력산업의 활성화가 기대된다. 

특히 현대중공업, 삼성중공업, 대우조선해양 등 국내 중공업회사들이 풍력산업에 속속 진출하면서 국내 및 해외에서의 경쟁력을 점차 확보해 나가고 있다. 그동안 우리나라의 풍력발전기(WTGㆍWind Turbine Generator) 제조 시장은 낮은 FIT로 시의 적절한 발전을 이루지 못했다. 하지만 최근에는 현대중공업, 삼성중공업을 포함한 4대 조선사들이 제조설비를 갖추고 축적된 해양구조 기술을 바탕으로 세계적 WTG 제작사들과의 사업협력 및 기술 도입에 나서고 있다.

특히 우리나라가 야심찬 목표를 갖고 있는 분야는 해상풍력사업이다. 지난해 11월 정부는 향후 9년간 민관 합동으로 약 9조2,000억원을 투입해 오는 2013년까지 100메가와트(MW)급 실증단지 구축을 시작으로 오는 2019년까지 2.5GW급 단지를 조성해 세계 3대 해상풍력 강국으로 도약한다는 `해상풍력 발전 로드맵'을 발표한 바 있다. 

특히 국내 풍력발전은 2030년까지 연평균 25% 규모로 성장할 것이라는 전망도 나왔다. 

송승호 광운대 신재생에너지원천기술연구센터장은 지난 2월 열린 ‘풍력발전 기술교육 공동 워크숍’에서 “전세계적인 풍력발전기의 대용량화와 풍력발전단지의 대규모화 영향으로 세계 풍력발전 인버터 시장이 2조5,000억원, 국내시장은 70억원 규모로 성장했다”라며 “풍력인버터 시장만 세계적으로 10%, 국내에서 18% 이상 성장해 2015년에는 4조3,000억원 규모로 성장하는 등 2030년까지 연평균 25%의 성장률을 보일 것”이라고 언급했다. 

그는 이어 “공동연구 기반 구축, 전문 인력양성, 산·학·연 공동연구를 통한 기술력 업그레이드 시스템 구축을 추진하고 있다”라며 “이를 통해 풍력발전 원천기술 확보와 국제 경쟁력을 갖춘 고급 인력양성을 이뤄낼 것”이라고 밝혔다.

한편 세계풍력에너지협의회(GWEC)는 최근 발표한 자료에서 2010년말 세계 풍력발전설비 용량은 2009년 158.7GW에서 약 35.8GW가 신규로 건설되어 194.4GW라고 밝혔다. 이는 전년 대비 약 22%가 증가된 수치이며, 이 용량을 투자비로 환산하면 약 650억달러에 해당된다. 

신규용량 증가분 35.8GW 중 거의 절반에 해당되는 16.5GW가 중국에서 건설되어 처음으로 아시아 지역이 세계 풍력시장 성장의 견인차 역할을 담당한 것으로 나타났다.  

세계풍력보고서에 따르면, 중국은 지난해 18.9GW 상당의 풍력발전소를 설치했으나 미국은 전년 대비 절반 수준에 불과한 5.6GW를 추가하는데 그쳤다. 누적 설치용량에서도 미국 40.2GW, 중국 44.7GW로 앞섰다.

“해상・육상 풍력시스템은 우리가 세운다”

현대중공업・대우해양조선・삼성중공업・STX 등 조선기반 회사 중심 경쟁

현대중공업, 대우해양조선, 삼성중공업, STX. 조선 4사를 비롯해 두산중공업, 효성중공업 등 중전기 대기업들이 풍력시장에 적극뛰어들면서 경쟁이 치열해지고 있다.

특히 조선 4사는 배를 만들면서 쌓아온 해상 노하우를 바탕으로 해상풍력 시장에 유리한 고지를 차지고 있다. 반면 두산중공업,효성중공업 등 중전기 업체들은 육상풍력 시장에 진출 신재생에너지 신규사업으로 투자를 늘리고 있다.   

현대중공업이 태양광에 이어 풍력사업을 주력 신사업으로 키우기 위해 대대적인 국내외 설비 신증설에 나선다. 올해로 가동 2년차를 맞은 군산 풍력공장은 연간 생산능력을 600MW(메가와트)에서 800MW로 늘리고, 세계 최대 풍력시장인 중국 진출을 위해짓고 있는 웨이하이시 풍력공장은 한 달가량 앞당긴 5월 말에 본격 가동하기로 했다.

현대중공업과 관련 업계에 따르면 지난해 3월 완공한 현대중공업 군산공장은 현재 전북 무주 풍력단지에 공급할 1.65MW급 풍력발전기 24대를 만드는 데 한창이다. 이 발전기는 현대중공업이 100% 국산 기술로 만들어낸 제품이다. 무주 풍력단지는 연간3,500가구가 사용할 수 있는 전력을 생산하게 된다.

현대중공업은 무주 풍력단지 공급이 끝나는 대로 강원도 태백시에 들어갈 풍력발전기 생산에도 나설 계획이다. 모두 1,057억원이투입된 군산공장은 13만2,000m2 규모로 국내 최대 풍력발전 공장이다. 현재 연간 생산능력은 600MW인데 2013년까지 800MW규모로 증설될 예정이다. 현대중공업 관계자는 "본격 가동 1년 만에 풍력발전기 물량이 줄지어 대기 중"이라며 "국외에 납품할2MW급 발전기도 올해 안에 생산에 나설 것"이라고 말했다.

최근 일본 대지진 여파로 원전에 대한 불신감이 커지면서 풍력 등 신재생에너지 몸값이 높아진 것도 현대중공업 군산공장 증설에힘을 실어준다. 군산공장 관계자는 "미국 유럽 등지에서 수주 문의가 증가하고 있다"며 "지난해 중국 시장 진출에 이어 미국 풍력단지 진출도 꾀하고 있다"고 전했다.

현대중공업은 군산공장에서 올해 매출 4,000억원을 달성하고 5월부터 본격 가동되는 웨이하이공장을 더해 2013년 풍력사업에서만 매출 1조원을 달성한다는 방침이다.

 현대중공업, 중국, 파키스탄 등 해외풍력시장 공략

현대중공업은 군산공장에서 올해 매출 4,000억원을 달성하고 5월부터 본격 가동되는 웨이하이공장을 더해 2013년 풍력사업에서만 매출 1조원을 달성한다는 방침이다.

웨이하이 풍력발전 공장은 2MW급 풍력발전기용 터빈을 연간 최대 300대까지 생산할 수 있다. 이에 앞서

난해 4월 현대중공업과 중국 다탕산둥발전은 8대2 비율로 풍력발전설비 합작사에 투자한다는 내용으로 투자의향서를 체결한 바있다.

현대중공업은 지난 1월에는 한국남부발전과 손잡고 파키스탄 풍력발전 시장 공략에 나서기도 했다. 파키스탄에 건설비만 5조원대에 달하는 2GW(기가와트)급 풍력단지를 짓기 위해 파키스탄 투자청과 양해각서(MOU)를 맺은 것이다.

이 풍력단지는 파키스탄 현지에 처음 건설되는 신재생발전 사업으로 현지 발전설비 중 약 14%에 해당하는 전기를 공급하게 된다.

현대중공업이 현대종합상사와 공동으로 핀란드에서 총 16MW 규모의 풍력발전공사를 수주하며 국내 기업으로는 처음 유럽 시장진출에 성공했다.

이번 공사는 핀란드 남동부 하미나에 2MW급 풍력발전기 8기를 설치하는 것으로, 올해 말 공사에 착수해 오는 2012년 4월경 총16MW 규모의 풍력발전단지를 완공할 계획이다.

현대중공업은 이번 공사에서 풍력발전기의 제작 및 공급, 시운전을 수행하게 된다.

이번 수주는 현대중공업이 국내 기업으로는 처음으로 세계적인 풍력발전기 제작업체가 위치한 유럽 지역에서 풍력발전기 공급계약을 성사시켰다는 점에서 의미가 있으며, 향후 유럽을 비롯한 세계 풍력시장에서 그 기술력을 인정받는 계기가 될 것으로 보인다.

또 지난해에는 미국 조토스(Zotos)사로부터 1.65MW급 풍력발전기를 수주해 뉴욕주(州)에 설치 완료했으며, 올해 초 매사추세츠주(州) EPC업체인 D&C사와 2.0MW급 풍력발전기 공급계약을 체결하는 등 해외 시장 개척에 적극 나서고 있다.

한편 현대중공업은 연간 600MW 규모의 국내 최대 풍력발전기 공장을 갖추고 있으며, 향후 5.5MW급 육・해상 풍력발전기 등으로 품목을 다양화해 오는 2013년까지 연간 800MW 규모로 생산 능력을 확대할 계획이다.

현대중공업이 중국 최대 풍력전시회 메인 스폰서로 나서는 등 세계 최대 중국 풍력시장 공략을 위한 마케팅 활동에 본격 돌입했다.

현대중공업은 최근 중국 상하이 신국제전시센터에서 열리는 ‘제5회 국제풍력전시회(China International Wind Energy Exhibition And Conference)’의 메인 스폰서로 참가, 업체 최대인 480m2 규모 부스를 설치하고 2MW 및 5.5MW급 육・해상 풍력발전기 신제품을 선보였다.

특히 차세대 풍력발전기로 각광받고 있는 5.5MW급 해상 풍력발전기를 처음 공개했다.

이번 전시회는 매년 열리는 중국 최대 풍력전시회로 가메사, ABB, 골드윈드, 상하이일렉트릭 등 세계 유명 풍력회사를 비롯한300여 업체가 참가한 가운데 2만 명 이상의 관람객, 바이어들의 방문이 예상되며 전시회 기간 중 활발한 수주 상담도 이뤄질 전망이다.

이번 전시회에는 이재성 현대중공업 사장을 비롯한 현대중공업 주요 경영진이 대거 참석해 세계 최대로 부상한 중국 풍력시장에대한 높은 관심을 나타냈다.

현대중공업은 풍력분야에서 급성장하는 중국시장 공략을 위해 오는 5월 말 중국 산둥성 웨이하이시에 연간 2MW급 풍력발전기300대를 생산하는 600MW 규모의 풍력 공장을 본격 가동할 예정이다.

현대중공업은 지난 30년간 140개 이상의 해상프로젝트를 수행해오면서 설계, 제작, 설치 등에서 많은 노하우를 축적해 해상풍력구조물 기술개발에 유리할 것으로 평가받고 있다.

최근 상하이에 설립한 글로벌 연구센터에서도 미래 연구분야로 대용량・고효율 해상 풍력발전기 개발에 나설 계획이어서 향후이 분야 경쟁력이 크게 높아질 것으로 보인다.

또한 지난 1월에는 세계적인 기어박스 제조업체인 독일 야케사를 인수함으로써 풍력부문에서의 핵심 기술력 확보와 수급 안정화도 가능하게 됐다.

이날 참가업체 대표로 개막사 연설을 한 이재성 사장은 “최근 일본 원전사고로 인해 향후 풍력 산업의 중요성은 더욱 강조될 것”이라며 “현대중공업은 수십 년간 종합중공업분야에서 쌓은 세계 최고 기술력을 바탕으로 풍력산업에서도 세계를 선도하는 기업으로 성장하겠다”고 말했다.

한편 현대중공업은 지난 7일 이재성 사장, 김정래 부사장, 최병구 부사장, 김권태 부사장, 이충동 전무 등 각 사업본부장과 중국9개 법인장 등 30여 명의 임원진이 ‘현대중공업 중국 경영전략 컨퍼런스’를 갖고 중국서 신규 추진 중인 풍력사업을 비롯한 건설장비, 전기전자 등 중국 전체 사업의 방향 및 시장 점유율 향상을 위한 전략을 논의한 바 있다.

대우조선해양, 미국, 캐나다 풍력발전기 공급

대우조선해양의 풍력 자회사인 드윈드사가 대규모 풍력발전기 공급계약을 체결하며 본격적인 풍력발전기 영업활동에 시동을 걸었다.

대우조선해양은 최근 풍력 자회사인 드윈드사가 캐나다 최고의 풍력 연구 기관인 웨이컨(WEICAN)사로부터 D9.2 모델 풍력발전기 5기를 수주했으며 올해 9월 중순까지 인도할 예정이라고 밝혔다.

또한 텍사스주 프리스코 풍력단지에 10기, 오클라호마주 노부스 풍력단지에 40기 등 총 50기의 풍력발전기를 미국에 2012년 상반기까지 공급할 계획인 것으로 전해졌다. 이번 풍력발전기 55기의 총 수주 규모는 약 1억3,000만달러에 이른다.

대우조선해양이 2009년 드윈드사 인수 후 텍사스주 리틀 프링글에 공급한 10기를 포함하면 현재까지 65기의 공급실적을 기록하게 돼 한국계 터빈제조업체로는 가장 많은 공급 실적을 보유하게 된다.

대우조선해양은 북미, 유럽, 아시아 및 아프리카 시장 등 시장별 특화제품 개발을 완료함에 따라 전 세계 시장을 공략할 수 있는발판을 마련해 전 세계에 걸쳐 활발한 영업활동을 벌이고 있다.

특히 올해부터 설치할 풍력발전기는 드윈드사가 자체 개발한 2MW급 D9.2 모델로 블레이드 크기가 93m에 달하며 기존 D8.2 모델에 비해 효율성이 10.5%나 뛰어난 것으로 전해졌다.

또한 이번 발전기에 들어갈 타워의 경우 일부는 지난해 대우조선해양과 캐나다 노바 스코치아 주 정부가 공동투자해 설립한DSTN(대우조선해양 트랜톤)에서 생산하게 돼 계열사 간의 시너지효과를 톡톡히 보게 될 것으로 전망되고 있다. DSTN는 오는5월 리모델링을 마치는 데로 본격적인 생산에 들어갈 예정이다.

대우조선해양은 연간 250여 기의 타워를 생산하고 향후 최대 600여 기의 블레이드를 생산할 계획도 가지고 있는 것으로 알려졌다.

풍력산업은 기술개발과 시장의 검증에 상당한 시간과 비용이 소요되는 특성이 있지만 대우조선해양은 지난 2009년 드윈드사를인수해 5~6년 정도 소요되는 검증 기간을 단축했다.

또한 자체 개발한 기술을 보유하고 있어 시장 진출에 지역적인 제약이 없으며 조립산업의 특성상 요구되는 주요 공급망(Supply Chain)도 동시에 확보할 수 있게 됐다. 남상태 대우조선해양 사장은 “이번 터빈 발전기 수주와 맞물려 캐나다 생산공장의 가동으로 명실상부한 북미 대표 풍력업체로 성장할 수 있는 초석을 다지게 됐다”며 “2020년 세계 제일의 종합중공업으로 도약할 수 있는발판을 마련함과 동시에 자연스럽게 에너지사업에도 성공적으로 연착륙 했다”고 언급했다.

대우조선해양은 드윈드사를 통해 조선산업의 제조 노하우와 시너지효과를 얻어 2015년 세계 10위, 2020년에는 세계 시장 15%를차지하는 3위권의 풍력 설비업체에 올라설 계획이라고 밝혔다.

두산중공업, 3MW급 해상풍력 시스템 국제인증 획득 

두산중공업이 국내에서 최초로 3MW 해상풍력발전 시스템 국제인증을 취득해 향후 국내 해상풍력발전산업 성장에 탄력을 줄 것으로 기대되고 있다.

두산중공업은 최근 지경부 국책연구과제로 진행한 3MW 해상풍력시스템 기술개발에 성공해 DEWI-OCC로부터 풍력발전시스템의 설계, 생산, 품질관리, 성능에 대한 형식인증(Type Certificate)을 받았다.

DEWI-OCC는 GL, DNV와 더불어 풍력분야 3대 국제 인증기관으로서 2003년 설립 이후 해상용 5MW급 이상 풍력발전시스템 인증 실적을 보유하고 있다.

3MW급 이상의 해상풍력발전시스템은 덴마크 베스타스, 독일 지멘스 등 소수의 업체들만이 제작할 정도로 고도의 기술이 필요한대용량 설비다.

서동수 두산중공업 부사장은 “이번 국제인증으로 두산중공업의 3MW급 풍력발전 시스템 원천기술이 세계적인 공신력을 확보하게 됐다”며 “해외 제품이 국내 시장을 선점하고 있는 상황에서 신재생에너지분야에서 자립 기반을 확보하고 국내는 물론 해외 풍력시장에 진출할 수 있는 교두보를 마련했다는 데 의의가 있다”고 소감을 밝혔다.

두산중공업이 국내기술로 독자 개발한 대형 해상풍력발전 시스템이 국제인증을 획득하면서 세계 해상풍력 시장 진출의 중요한발판을 마련했다고 평가받고 있다.

지난 2006년 지식경제부 국책과제로 선정된 3MW 풍력발전시스템은 2009년 9월 개발을 완료하고 제주도 김녕에 실증 플랜트를설치해 성공적으로 실험을 마친 설비다.

지경부는 2단계에 걸친 R&D 사업을 통해 두산중공업의 3MW 해상풍력발전시스템의 개발과 실증에 총 93억원을 지원했다.

지경부의 관계자는 “이번 국제인증 획득으로 국산 해상풍력시스템의 보급 확대 및 수출상품화가 더욱 탄력을 받을 것으로 전망된다”며 “정부는 해상풍력분야 기술개발 및 사업화 등 중장기 해상풍력 개발 로드맵을 차질없이 추진할 계획”이라고 밝혔다.

한편 두산중공업은 지난 15일 김정관 지식경제부 에너지자원실장과 심규상 두산중공업 사장, 슈테펜 라이헤 DEWI-OCC 부사장등이 참석한 가운데 해상풍력 시스템 국제인증 기념식을 개최했다.

국내 최초 750kW 풍력발전기 개발 보급해

도시바 투자로 자금 융통… 세계시장 공략 위한 박차 

도시형 풍동식 소형풍력 발전기술(날개없는 풍력발전)

기본적으로는 큰 날개(블레이드) 대신 풍동(Wind Tunnel, 風洞: 빠르고 센 기류를 일으키는 장치) 속에 터빈을 두어 바람의 힘으로 회전시키는 방식이다.

풍력의 경우 바람이 많은 곳에 대형 풍력 발전기를 설치하는 것이 보통이나 한 걸음 나아가서 도시에 항상 불고 있는 상대적으로 약한 바람을 이용하여 발전을 하는 것이 도시형 소형 발전이다. 터빈을 이용하여 날개 없고 조용한 소형 풍력 발전기를 만들 수 있으면 건물 옥상 등 도시 곳곳에서 발전을 할 수 있게 된다.

이 기술의 가장 큰 가치는 분산전원으로서의 가치로서 전력을 사용하는 바로 근처에서 발전을 하여 장거리 송전을 거치지 않고 전력을 공급받는 것이므로, 송전 손실이 적다. 특히 태양광 발전과 함께 설치하면 바람은 보통 태양이 잘 비치지 않는 날에 강하므로 상호 보완적이며 더 큰 효과를 얻을 수 있다.