해상풍력발전이란?
기후변화와 환경위기에 대응하기 위해 친환경적이고 지속 가능한 재생에너지 기술 개발의 중요성이 커지고 있다. 그 중 풍력발전은 풍력 터빈을 이용해 바람의 운동에너지를 전기로 변환하는 기술이다. 해상풍력은 해저면에 발전기를 고정하는 고정식과 수심이 깊은 바다 위에 띄우는 부유식으로 구분한다. 고정식에는 강철 지지 구조물을 30m 이하에 설치하는 중력식과 모노파일식과 30m 이상의 수심에 설치하는 재킷식과 트라이포드식이 있다. 부유식에는 반잠수형, 원통형, 인장각형, 바지형이 있다.
 

▲ 다양한 해상풍력발전기의 모식도 (출처: 대한환경공학회지)

현재 세계 풍력발전시장 트랜드는 해상풍력으로 옮겨가고 있다. 육상풍력에 비해 해상풍력발전은 높은 안정성, 성장 잠재력, 경제성을 갖추고 있어 많은 국가에서 정부 주도적으로 빠르게 발전하는 중이다. 대한민국 정부는 이에 발맞춰 2030년까지 12GW의 해상풍력을 보급할 계획을 세웠지만, 현재 주민 수용성 부족, 낮은 사업성, 복잡한 인허가 과정과 같은 다양한 장애요인으로 인해 풍력발전의 성장이 더딘 상황이다.

대한민국 해상풍력 전망한국은 일인당 에너지 소비가 세계에서 12번째이지만, 인구 5천만 이상 국가 중에서는 미국 다음으로 두 번째이다. 에너지 소비가 엄청나지만 에너지 생산이 미미하기에 대부분 수입되는 화석연료에 의존하고 있다. 하지만 현재의 방식은 기후변화 및 환경문제를 야기하므로, 한국의 지속가능한 에너지 전환은 매우 중요하다. 그런 점에서 삼면이 바다로 둘러쌓인 한반도의 입지상 해상풍력발전은 훌륭한 대안이 될 수 있다. 하지만 동시에 태풍이나 계절 변화에 따른 환경적 요소를 극복해야 하는 기술적인 도전 역시 존재한다.

해상풍력은 육상풍력에 비해 초기 투자비용이 비싸지만, 발전효율이 1.5-2배 정도 높으며 설치가 용이하고 대단지 조성이 가능하다. 앞으로 해상풍력발전시설의 건설 및 운영에서 지역 주민에게 새로운 일자리를 창출할 수 있다. 한반도의 환경적인 요소를 극복하는 기술력을 바탕으로 해외 시장도 도전할 수 있다. 해상풍력발전산업은 이처럼 미래 한국의 수출 산업으로 자리잡을 가능성이 있다.

대한민국 해상풍력발전 확대를 위한 제안해상풍력발전에서 앞서나가는 중국, 영국, 유럽, 덴마크 등에 비해 국내 해상풍력사업의 발전은 매우 더딘 편이다. 이러한 현상이 나타나는 원인과 국내 해상풍력이 나아가야 할 방안을 다음와 같이 요약할 수 있다.

1. 주민 수용성
풍력발전 단지 건설에 따른 도시 경관 및 환경 훼손, 풍력발전기 운전 시 발생하는 소리 및 진동으로 인한 어업 타격 및 해양 생태계에 미치는 영향에 대한 우려로 주민들의 반대가 거세다. 주민들의 동의는 해상풍력발전 확대를 위한 1차 관문이기에 이를 반대를 해결하는 것이 사업 진행에 있어 매우 중요하다. 그들에게 해상풍력발전의 장단점와 사업의 가치와 이익을 명확히 설명할 필요가 있다.

해상풍력단지 건설로 인한 어민들의 경제적 손실을 보상하기 위해서는 어민이 보유한 보트를 이용하여 해상풍력단지를 둘러보는 관광 프로그램을 만드는 등 새로운 일자리를 제공해야 한다. 해양 생태계 보호를 위해서는 버블커튼을 이용하거나 진동 흡수가 가능한 완충재를 장착하여 발전기 소음을 최소화해야 한다. 이처럼 주민 수용을 높이기 위해 장점을 최대화하고 부작용을 최소화하는 방안을 만들어야 한다.

2. 낮은 수익성
국내 해상풍력발전 LCOE*는 2020년 161달러/MWh로서 재생에너지 중 가장 높은 단가를 기록하였다. 선도국인 미국(65.6달러/MWh), 중국(81.82달러/MWh)보다 비싸며, 육상풍력발전(113.3달러/MWh)과 원자력발전(53.3달러/MWh)에 비해서도 비싼 편이다.

LCOE은 시장의 성장에 따른 규모의 경제와 전력망 구축의 실현 정도에 따라 급격하게 하락할 수 있다. 하지만 국내 해상풍력시장규모는 지난 10년간 1.3GW 밖에 안 되며 전력망도 제대로 갖춰지지 않았기 때문에 여전히 높은 것이다. 특히 생산된 재생전력이 해당 지역에서 소비되는 분산전력망 구축이 필요하다. 하지만 재생 전력의 확대는 기존의 전력 산업을 독점하는 기관과 이해 충돌이 발생한다. 규모의 경제 실현과 분산전력망 구축을 위한 현명한 제도적 지원정책이 필요하다. 나아가 기술적 혁신을 통해 풍력발전의 단가를 낮추는 노력도 필요하다. 경쟁력 없는 기술의 확대는 결국 정부 재원의 무리한 소진을 야기하기 때문이다.

유럽 선진국과 같이 국가발전단가 검증위원회를 조직을 통해 상시적으로 국내 풍력발전 LCOE를 평가하고 예측할 필요가 있다. 이것을 통해 에너지 및 산업전환 정책을 수립할 수 있도록 해야 한다. 이를 통해 재생에너지의 합리적 생산과 소비의 산업 생태계를 만들어 갈 수 있다. 현재 한국은 이러한 조직이 없어 해외의 데이터를 참고하고 있다.

3. 복잡한 인허가 절차
현재 대한민국의 풍력발전산업 발전의 병목은 복잡한 인허가 절차라고 할 수 있다. 풍력발전단지 건설을 위해 현재 정부의 다양한 기관거쳐 약 30여 개의 단계로 구성된 국내 인허가 절차로 인해 사업이 지연되고 있다.

이러한 결과로 현재 국내 해상풍력 보급은 지난 10년간 단 4건만 허가되었으며 현재 개발을 진행하고 있는 20GW 중 주요 인허가를 모두 완료한 용량은 2%에 불과하다.

유럽의 해상풍력발전 선도국과 같이 인허가를 한 기관으로 일원화하는 방식을 도입한다면 해상풍력발전 사업 속도를 급격히 높일 수 있을 것이다.

▲ 유주희, 정석희, 서혜림, 박소정

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