‘부유식 해상풍력’ 풍력산업의 새 해법될까

수심·민원 극복…먼 바다 강한 바람, 전력으로 이욱재 기자l승인2017.11.13l수정2017.11.13 10:33

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▲ 스코틀랜드 동부 해상에 설치된 스타토일사의 30㎿ 규모 부유식 해상풍력.

英, 스코틀랜드 해안에 30㎿ 규모 세계 첫 부유식 풍력발전 운영
수심 800m 위에도 설치…지반·지형 영향 없이 시설 확장 가능
국내서도 기술개발 박차…업계 “정부, 설치 기반 조성해야”

[한국에너지신문] “좁은 국토에서 신재생에너지 시설 설치가 가능한가”에 대한 문제는 거주민들의 수용성 문제와 얽혀 항상 문제점으로 지적받아왔다. 이러한 이유로 정부가 발표한 ‘신재생에너지 3020 계획(2030년까지 신재생에너지 발전량 비중 20%)’도 실현 가능성에 문제가 제기되고 있다. 

이런 가운데, 지난달 영국 스코틀랜드 해상에는 세계 최초로 ‘부유식 풍력발전단지’가 첫 상용화에 들어갔다. 이번 부유식 풍력발전 단지 가동은 이러한 문제점에 새로운 해결방안을 제시했다는 평가다.

스코틀랜드 동부 애버딘 해안에서 약 25㎞ 떨어진 해상에 설치된 30㎿ 규모의 해상풍력단지는 지멘스사의 6㎿ 규모 5기의 풍력터빈으로 구성되어 있으며 수심 100m 해상에 설치됐다. 앞으로 해안가에 위치한 약 2만 가구에 전력을 공급할 예정이다. 이곳에 설치된 풍력터빈은 길이 16m, 지름 5m의 거대한 부표가 연결돼 터빈을 띄우고 있다.

설치비용은 약 2억 파운드로 원화로 약 3000억 원 정도가 투자됐다. 아직 초기단계로 가격이 많이 낮아진 고정식 해상풍력에 비해서는 가격이 높지만, 부유식 해상풍력시설이 각광받는 만큼 그 비용은 더 내려갈 것으로 예측된다.
 
■ 강한 풍속으로 발전효율 높아…수용성·비용 문제도 해결
 
부유식 해상풍력시설이 각광받는 이유는 다양하다. 일반적으로 육지에서보다 해상에서의 풍속이 평균 70% 더 빠르기 때문에 외해(外海)로 갈수록 풍력발전 건설에 적합한 지역을 찾기가 훨씬 수월하다.

▲ 스타토일사가 부유식 해상풍력을 설치하는 모습.

하지만 외해로 갈수록 수심이 깊어지고 이에 따른 안전과 비용문제가 커지기 때문에 현재 고정식 해상풍력은 수심이 40~50m 이내인 곳에 설치하고 있다. 반면 운영사인 스타토일사(Statoil社)가 발표한 바에 따르면 부유식 해상풍력은 수심 800m 바다 위에서도 설치 가능한 것으로 알려졌다.

해상풍력 업계 관계자는 “지지대를 설치할 때 지반은 중요한 문제가 된다. 땅이 너무 무르면 지지대를 더 깊게 박아야 하는 문제도 발생하고 반대로 너무 단단하면 지반이 붕괴되고 설치 근로자들의 안전사고 위험이 발생할 수 있다”고 밝혔다. “또 근해에 고정식 풍력시설을 설치할 경우 주변 양식장을 소유한 어민들의 반발 등 다양한 주민 수용성 문제가 뒤따른다”고 설명했다.
 
■ 국내, 확장성 넓은 부유식 풍력 적합
 
유럽은 뛰어난 기술력을 바탕으로 전 세계에서 해상풍력을 가장 활발하게 진행하고 있다. 국가별로 누적 설치용량은 영국이 5.1GW, 독일 4.1GW, 덴마크 1.2GW, 네덜란드 1.1GW 정도다. 반면, 재생에너지 강대국인 중국의 해상풍력 규모는 1.6GW 정도다. 이렇게 해상풍력이 유럽에서 발달된 이유는 얕은 수심과 강한 풍속에 기인한다.

일본이나 미국(서해안 지역)의 경우 수심이 깊은 데다 해저면이 불균형하고 가팔라 고정식 해상풍력을 설치하는 데 어려움이 있다. 우리나라도 비교적 풍속이 강한 동해나 남해는 수심이 깊고 해저가 불균형해 대규모 해상풍력단지를 설치하기가 쉽지 않다.

서해안은 수심이 낮아 2.5GW 규모로 예정된 ‘서남해 해상풍력’이 들어설 예정이지만, 동해에 비해서는 풍속이 약한 편이다. 따라서 제한적인 영토에 재생에너지시설 확장을 위해서는 국내에도 향후 부유식 해상풍력이 적합하다고 전문가들은 입을 모은다.

현재 국내는 부유식 해상풍력 발전 파일럿 플랜트가 진행 중에 있다. 
권기영 에너지기술평가원 PD는 “현재의 ㎾급 과제에서 향후 ㎿급 과제로 영역을 넓혀 갈 계획”이라며, “국내에서도 산자부를 중심으로 조선해양기업들과의 협력을 통해 부유식 해상풍력 기술개발에 박차를 가하고 있다”고 밝혔다.

장대현 풍력산업협회 기술고문은 “스코틀랜드에 설치된 상용화 부유식 해상풍력의 가능성은 국내에서도 충분히 가능하다는 점을 보여 준다”며, “외국의 기술을 그대로 들여오기보다는 국내 환경과 실정에 맞는지 검토해야 할 필요가 있고 정부도 계통연계 문제 등 해상풍력이 설치될 수 있는 기반들을 조성해야 신재생에너지 목표를 달성할 수 있을 것”이라고 강조했다.


이욱재 기자  luj111@koenergy.co.kr
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