바다! 풍력발전의 새로운 대안을 찾아서

바다!   풍력발전의 새로운 대안을 찾아서   

어느 여름날 제주도 해안도로를 달리다가 햇살이 부서지는 바다 위로 줄지어 서있는 풍력발전기를 본 적이 있으신지. 그 아름다운 경관을 생각하며 오늘은 해양풍력발전에 대해 포스팅합니다.

최근 탄소중립 시대로 가는 길에 차세대 신재생에너지로 풍력에너지가 각광받고 있다. 우리나라는 경북 영덕, 강원 태백, 제주도 등지에 풍력발전단지가 운영되고 있다. 그런데 과거 대부분의 풍력발전단지가 육상지역에 건설되면서 현지 지역민들과 민원성 마찰을 겪는 일이 생기곤 했다. 제주도의 경우 주위 자연경관과 어울리지 않는 거대한 풍력발전기에서 내뿜는 소음으로 인해 지역주민과 가축이 피해를 받았다는 민원이 제기되었다고도 한다.

그러나 사실을 체크해 본다면, 풍력 발전기 소음은 인체에 유해한 수준은 아니며 풍력 발전기의 저주파 소음 또한 인체에 부정적인 영향을 미치는 과학적 근거는 발견되지 않았다고 한다. 풍력 발전기 소음은 우리나라 주거지역의 사업장 및 공장 생활소음 규제기준인 주간 55dB, 야간 45dB 보다도 낮은 수치라 한다. 그럼에도 불구하고 풍력발전기 소음은 현지 풍속에 따라 큰 편차를 보이기도 하고, 사람에 따라 반응도 다양한 편이기 때문에 이러한 민원이 제기되었으리라 판단된다.

이러한 문제의 해결방안으로 해상풍력발전이 새로운 대안으로 떠오르고 있다. 해상풍력발전은 말 그대로 육지로부터 멀리 떨어진 바닷가에 풍력발전기를 설치하는 것이다. 바다에 설치되니 주변 생태계에 미치는 영향이 육상 풍력에 비해 미미하다. 물론 소음 문제로부터 자유롭다. 또한 통상 육상보다 해상에서 풍속이 더 높기 때문에 풍속이 조금만 증가해도 전력 생산량은 크게 늘어나고 그만큼 효율도 높다. 따라서 더 많은 발전량을 기대할 수 있다. 부지확보에 제한을 받지 않기 때문에 대규모 발전단지 조성이 용이한 편이다. 한편 산업단지, 해안가 등을 따라 발달해 있기 때문에 해상에서 발전된 전력을 해안가 주변 지역에서 사용할 경우 전력 전송에 의한 손실도 적다.

이런 다양한 장점들 때문에 세계는 해상풍력발전을 주목하고 있다. 전 세계적으로 해상풍력은 지난 10년간 2GW에서 30GW로 15배 정도 증가했다. 최근 10년간 연평균 28.7%의 증가율로 재생에너지 중에서 가장 개발이 활발한 편이다. 2019~2024년에는 연간 18.6% 성장이 예상된다고 한다. 또한 2025~2030년에는 연간 8.2% 증가세를 보일 전망이다. 기존 산업은 부진을 면치 못하고 있는 상황에서 유일하게 코로나 19 발병 이후에도 급속히 성장하고 있는 분야다. 향후 10년간 누계 205GW로 커질 것이며, 일자리 창출은 향후 5년 내 90만 개가 만들어질 것이라는 전망도 있다. IRENA (International Renewable Energy Agency : 국제 재생에너지 기구)는 유럽에서 2040년 이후 해상풍력발전이 발전량 기준 1위 에너지원이 될 것으로 예상한다. 전력생산단가도 초기에는 정부지원을 받아 성장했지만 유럽에서는 이미 화석연료로 생산하는 전력보다 저렴하다. 이미 북유럽 대표적 풍력에너지 선진국 덴마크를 보면 대부분 풍력발전단지가 바다에 조성되어 있다.

우리나라의 사정은 어떤가. 우리나라는 삼면이 바다이며, 서해안에 50m 이하의 낮은 수심 지역이 수십 km에 걸쳐 널리 분포되어 있어 대형 해상풍력단지로서 적합한 편이다. 다만, 풍속이 유럽보다 다소 낮아 단위면적당 풍력 자원은 상대적으로 좋지 않은 편이다. 그러나 이같은 저 풍속 환경에 맞는 풍력발전기가 개발되고 있고 터빈 이용률도 지속해서 향상되고 있는 상황이다. 해상풍력의 사업성이 확보되어 궁극적으로는 전력계통보다 발전원가가 싼 정도까지 도달할 수 있을 것으로 보인다.  또한 해상풍력은 터빈뿐만 아니라 지지구조물, 설치 선박, 해저케이블 등 종합 장치산업으로서 고용창출 효과가 재생에너지원 가운데 가장 크다고 할 수 있다. 특히 우리나라는 조선, 중공업, 건설 등 해상풍력 관련 산업여건이 우수하다. 따라서 해상풍력 제조업의 강자로 부상할 잠재력이 충분하다는 것이 전문가들의 견해다.

그러나 한편으론 해결해 나가야 할 문제도 만만치 않아 보인다. 먼저 기술개발로 헤쳐나가야 할 문제들이 있다. 우리가 보기에도 바다 위에 커다란 풍력발전기를 설치하는 것은 쉬운 일이 아니다. 높이가 50~100m, 무게가 수백 톤에 달하는 풍력발전기를 거친 파도에 끄떡없도록 안전하게 설치해야 한다. 심해 깊은 곳의 파도도 이겨내야 한다. 또한 바다에서 생산한 전기를 멀리 떨어져있는 육지로 손실 없이 전달하는 기술도 필요할 것이다.

그리고 무엇보다도 중요한 것은 사회적 수용성, 인허가, 경제성 확보 등의 문제이다. 특히 하향식 단지개발방식은 사업자와 주민 간 갈등을 심화할 수 있다. 따라서 입지선정단계부터 지역주민들과 상호 소통하고 해결책을 마련하는 과정은 이제 빼놓을 수 없는 부분으로 자리 잡고 있다. 그간 우리나라의 해상풍력발전은 기술적인 문제, 사회적 수용성 문제 등으로 해상풍력단지의 확보가 더디게 진행되었던 것이 사실이다. 그 결과 2019년에 이르러서야 3MW 터빈이 적용된 60MW 실증단지가 준공되었다.

하지만 이 과정에서 다양한 기술개발 노력을 통하여 더디지만, 우리나라도 어느덧 해상풍력 관련 기술을 제법 보유한 나라가 되었다. 현재 3MW, 4.3MW, 5.5MW 터빈이 출시되었다. 2023년이면 8MW 터빈도 상용화 단계에 진입한다고 한다.

한편 우리 정부는 지난 2020년 7월, 주민과 함께하고 수산업과 상생하는 해상풍력 발전 방안을 관계부처 합동으로 발표했다. 해수부, 산업부 등 관계부처가 협력하여 해상풍력 입지정보도를 구축하고 고려 구역을 선정한다. 그리고 이에 따라 해상풍력 타당성 조사를 지원하는 등 환경성, 수용성을 종합적으로 고려하여 체계적 입지공급을 추진할 계획이다. 이는 국내 해상풍력이 본격적인 성장기로 진입하는 계기가 될 전망이다.

이 같은 해상풍력 부지의 체계적 공급은 시장의 예측 가능성을 확보하여 관련 투자를 촉발할 수 있다. 이에 따라 국내 해상풍력 시장 규모가 연간 500MW, 1GW 수준으로 성장할 경우 연간 5조 원 규모의 국내 시장이 형성될 것이며 규모의 경제 효과로 해상풍력 개발비용도 감소할 것으로 예상된다.

앞으로 한국판 그린 뉴딜정책에 따라 2050 탄소중립의 시대로 가는 데 해상풍력발전은 태양광·조력·양수·바이오 발전과 더불어 중심축이 될 것으로 보인다. 해상풍력은 동남해나 제주도와 같이 수심이 깊은 바다에 부유식으로 확대될 것이다. 또한 이용률 향상과 함께 간헐성을 극복키 위해 심해 환경을 이용한 해저 수중 에너지 저장장치와 결합하는 등 시스템 혁신이 지속해서 이루어질 것이다.

이 같은 해상풍력 보급의 활성화를 통해 고용창출과 지역경제 활성화, 지역주민과 상생 등 유럽에서 펼쳐졌던 해양풍력산업 선순환 고리가 우리나라에도 활발히 조성되기를 기대해 본다.  또한 지역별 해상풍력 배후항만 기지를 비롯한 관련 산업의 공급 고리 조성을 통해 많은 젊은이들에게 미래의 창의력과 꿈을 안겨 줄 수 있는 훌륭한 기회가 되어 주기를 바란다.