해상풍력은 2019년 말 기준 전 세계적으로 29.1GW가 설치되어 운영 중이며, 최근 10년간 28.7%의 연평균 증가율로 재생에너지 중에서 가장 개발이 활발하다. IRENA는 유럽의 경우 2040년 이후 해상풍력이 발전량 기준 1위 에너지원이 될 것으로 예상한다.
우리나라는 서해안에 50m 이하의 낮은 수심 지역이 수십 km에 걸쳐 널리 분포되어 있어 대형 해상풍력단지로서 적합하다. 다만, 풍속이 유럽보다 2~3m/s가 낮아 단위면적당 풍력 자원은 상대적으로 좋지 않은 편이다. 그러나, 이와 같은 저풍속 환경에 맞는 풍력발전기가 개발되고 있고 터빈 이용률도 지속해서 향상되고 있다. 해상풍력의 사업성이 확보되어 궁극적으로는 전력계통보다 전기료가 싼 그리드 패리티에 도달할 수 있을 것으로 보는 이유다.
해상풍력은 터빈뿐만 아니라 지지구조물, 설치 선박, 해저케이블 등 종합장치산업으로서 고용창출 효과가 재생에너지원 가운데 가장 크며, 우리나라는 조선, 중공업, 건설 등 해상풍력 관련 산업여건이 우수해 해상풍력 제조업의 강자로 부상할 잠재력이 충분하다고 본다.
우리나라는 1998년 해상풍력 타당성 조사를 시작으로 서남해 2.5GW 로드맵을 발표하였다. 선진 기술과 대등한 수준에서 경쟁하기 위하여 미래 시장의 주력모델이 될 5MW, 7MW 터빈을 선제적으로 개발하고, 외해에 대규모 해상풍력단지를 조성하여 국산 터빈의 트랙 레코드를 확보하고 세계적인 해상풍력 강국이 되고자 하였다. 하지만, 아쉽게도 터빈 개발이 적시에 이루어지지 않았고, 해상풍력단지의 확보는 사회적 수용성 문제로 더디게 진행되었다. 그 결과 2019년에 이르러서야 3MW 터빈이 적용된 60MW 실증단지가 준공되었을 뿐이다.
하지만 이 과정에서 다양한 연구개발을 통하여 더디지만, 우리나라도 어느덧 해상풍력 관련 기술을 제법 보유한 나라가 되었다. 현재 3MW, 4.3MW, 5.5MW 터빈이 출시되어 있고, 2023년이면 8MW 터빈도 상용화 단계에 진입한다. 또한, 국내의 낮은 바람 조건에서도 충분한 발전량이 나올 수 있도록 대형 카본 블레이드를 적용한 저풍속형 터빈을 개발하였다. 그리고 아시아 최초로 해상변전소를 설계•건설하였으며, 재킷•석션 버킷 등 해상풍력 개발 비용 저감을 위한 지지구조물과 국내 해역에 적합한 설치시스템을 개발하여 서남해 실증단지 건설에 활용하였다. 한편, 국내 해상풍력 추진과정에서 지역 어민의 수용성 확보가 중요한 문제로 대두되어 해상풍력과 수산업 공존 방안을 마련했으며 장기 환경 점검을 진행 중이다.
지금까지 해상풍력 기술개발을 위하여 산업부의 연구개발 전담기관인 한국에너지기술평가원은 약 3천4백억 원을 지원했다. 이러한 노력으로 이제 우리나라는 터빈개발부터 해상풍력단지 설치·운영에 요구되는 O&M 기술까지 확보하여 사업화 단계에 와있다. 이는 지속해서 연구·개발을 지원한 정부 정책의 일관성이 주효했다고 본다. 연구·개발은 해상풍력 개발비용을 약 20% 절감하는 마중물 역할을 할 것으로 기대되며 우리나라의 해상풍력이 2040년 이후 20GW 이상으로 확대된다고 할 때 약 4조 이상의 경제적 효과에 달할 것으로 전망된다.
2020년 7월 정부는 “주민과 함께하고 수산업과 상생하는 해상풍력 발전 방안”을 관계부처 합동으로 발표하였다. 해수부 등 관계부처와 협력하여 해상풍력 입지정보도를 구축하고 “고려구역”을 선정하여 해상풍력 타당성 조사를 지원하는 등 환경성·수용성을 종합적으로 고려한 체계적 입지공급 전략이 적용되었다. 이는 국내 해상풍력이 본격적인 성장기로 진입하는 계기가 될 전망이다.
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 것이다.
한국판 그린 뉴딜에 따라 2050년 온실가스 배출 넷 제로로 가는 데 해상풍력발전은 태양광·조력·양수·바이오 발전과 더불어 중심축이 될 것이다. 해상풍력은 동남해나 제주도와 같이 수심이 깊은 바다에 부유식으로 확대될 것이다. 또한, 이용률 향상과 함께 간헐성을 극복하기 위하여 심해 환경을 이용한 해저 수중에너지 저장장치와 결합하는 등 시스템 혁신이 지속해서 이루어질 것이다. 특히 주민과 함께하고 수산업과 상생하는 해상풍력단지는 주민이 직접 사업에 참여하여 주인이 되는 것이며 수산업과 해상풍력이 지속해서 협력하여 상호 이익을 증대하여 지역의 주축 산업이 되어 우리의 해양이 대대로 후손도 쓸 수 있는 백 년 에너지 유산이 될 것이다.
강금석 한국전력공사 전력연구원 재생에너지연구실장
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