❶ 전 세계 해상풍력발전 현황 및 전망

해상풍력발전(Offshore Wind Energy)은 풍황 자원의 품질이 육지에 비해 나은 바다에 풍력터빈을 설치함으로써 더 많은 발전량을 얻을 수 있고, 인구가 밀집되어 있는 해안지역 인근에 GW급의 발전설비를 설치할 수 있다는 장점이 있 다. 해상풍력은 전 세계적으로 아직까지는 새로운 재생에너지 분야로 인식되고 있으며 각국 정부의 정책적 지원과 재정적 인센티브 부여 등을 통해 성장 가능성이 커지고 있다.

지난 10년간 전 세계 풍력발전 누적 설치용량은 2010년 180GW에서 2019년 622GW로 증가해 연평균 14.7% 성장했는데 해상풍력은 3GW에서 28GW로 연평균이 증가율이 28.1%에 달한다. 과거에는 대부분이 육상풍력이었으나 최근 들어 해상풍력의 비중이 점점 증가하는 상황이다.

 

 

국가별 해상풍력의 누적 설치용량은 영국 9,945MW, 독일 7,507MW, 중국 5,930MW, 덴마크 1,701MW, 벨기에 1,556MW 순으로 유럽과 중국이 선도하고 있다.

 

2019년 신규 설치용량을 살펴보면 전 세계적으로 59GW의 풍력발전이 설치되었으며 이 중 4.7GW가 해상 풍력이다. 영국이 1,728MW를 설치해 37%의 비중을 차지하고 있으며 중국이 1,342MW로 28%를 차지하고 있고 독일이 1,111MW로 24%를 차지하고 있어 이들 3개국의 총합이 89%로 전 세계 해상풍력 신규 설치를 주도하고 있다.

해상풍력발전 시장은 향후 30년간 크게 성장해 전 세계 누적 설치용량이 2030년 228GW, 2050년 1,000GW에 달할 것으로 전망된다. 이는 향후 30년간 연평균 11.5%씩 성장함을 의미한다. 해상풍력은 2050년 전 세계 풍력 누적 설치용량(6,044GW)의 약 17%를 차지할 것으로 예상된다.

해상풍력의 설치비용은 해안가 근처의 얕은 바다에서 해안에서 멀리 떨어진 깊은 바다로 나아갈수록 기초구조물, 전력망 연계, 해상풍력 전용 터빈 개발 등의 비용이 더 많이 소요된다. 유럽의 경우 해상풍력 설치비용이 계속 상승하다가 2015년이 돼서야 줄어들기 시작했다. 유럽의 설치비용은 중국보다 높은 것으로 나타나는데 이는 현재까지 중국의 해상풍력 단지가 주로 해안가(해안에서 5∼25m 거리)의 얕은 지역에 설치되기 때문이다.

향후 전 세계 해상풍력의 가중평균 LCOE(균등화발전 비용)는 2030년 $0.05/kWh에서 $0.09/kWh, 2050년 $0.03/kWh에서 $0.07/kWh 범위일 것으로 전망된다. 이런 수준의 LCOE가 된다면 커다란 재정적 지원이 없더라도 해상풍력이 화석연료를 활용한 발전과 대등하게 경쟁할 수 있을 것으로 보인다.

해상풍력에 대한 전 세계 투자비는 2016년 역대 최고치인 276억 달러에 달했다가 2017년에 189억 달러로 줄었으나 2018년에 194억 달러로 다시 증가했다. 2018년 전 세계 해상풍력 투자비의 절반 정도는 중국에서 13개 해상풍력 단지 조성에 투자한 것이다.

전 세계적으로 향후 30년간 해상풍력에 대한 투자비 규모는 크게 증가해 2050년까지 누적 투자비가 2조 7,500억 달러 이상의 규모가 될 것으로 전망된다. 연간으로 보면 전 세계 연 평균 해상풍력 투자비는 2030년까지 현재보다 3배 이상 증가(연 610억 달러)하고 2031년부터 2050년까지는 5배 정도 증가(연 1,000억 달러)할 것이다. 투자비 대부분은 신규 설비 설치에 소요될 것으로 보이지만 2030년 이후에는 기존 노후설비를 교체하는 데에도 투자비가 일부 소요될 것으로 보인다. 2040년 이후에는 1/3 가량의 투자비가 노후 설비를 교체하는데 소요될 것으로 보인다.

터빈 용량의 대형화 추세는 지속될 것으로 전망된다. 산업계에서는 2030년까지 15MW 용량의 대형 터빈을 개발하려는 계획을 가지고 있으며 더 나아가 20MW 규모의 해상풍력 터빈까지도 개발이 예상된다. 이러한 대형 터빈의 MW당 CAPEX(설비비용)는 높을 것이나 발전효율이 높아 발전량이 많아지고 기초구조물이나 설치에 소요되는 비용은 줄어 들기 때문에 LCOE는 낮아질 것이다. 신뢰성 향상 및 유지보수 용이성 증대로 인해 OPEX(운영비용) 또한 낮아질 것으로 예상되어 LCOE 저감에 긍정적인 영향을 미칠 것이다. 해상풍력 단지에 동일한 총 용량을 설치하더라도 터빈 용량의 대형화로 설치되는 터빈의 개수가 줄어들면 유지보수를 위한 현장방문 횟수가 줄어들고 보건안전 개선, 기초구조물 감소, 환경영향 축소 등의 긍정적인 영향이 있다.

고정식 해상풍력은 모노파일 또는 재킷 기초구조물을 해저바닥에 고정시켜 터빈을 설치하는데 수심 60m 정도까지만 설치가 가능하다. 이로 인해 일본과 미국 같이 수심이 얕은 지역이 별로 없는 국가에서는 해상풍력을 설치하는데 제약이 따른다. 이러한 경우에는 부유식 기초구조물을 활용한 부유식 해상풍력이 대안이 될 수 있다. 세계 최초의 상업용 부유식 해상풍력 단지(30MW)가 2017년 스코틀랜드에 설치됐다. 2018년 말 기준 전 세계적으로 9개의 부유식 해상풍력 설비가 설치됐는데 4개소는 일본에 5개소는 유럽에 있으며 총 설치용량은 약 50MW이다. IRENA에 추정에 의하면 2050년까지 전 세계 해상풍력 설치용량(약 1,000GW) 가운데 약 5∼15%는 부유식 해상풍력일 것으로 전망된다.

부유식 해상풍력 단지는 해양에너지 기술 중에서 가장 흥미로운 분야 중 하나다. 부유식 기초구조물을 이용해 수심이 60m가 넘는 지역에 풍력터빈을 설치할 수 있으며 공사 기간 중에 해저 환경에 미치는 영향이 고정식에 비해 적다. 현재 세 가지 정도의 부유체 기술이 개발돼 있다. 부유식 해상풍력은 일본, 미국, 동남아시아, 오세아니아, 북유럽 등에 적용될 수 있다. 따라서 부유식 기초구조물은 향후 해상풍력 시장을 선도하는 게임체인저 역할을 할 잠재력을 보유한 기술이라고 할 수 있다.

❷ 우리나라 해상풍력발전의 발전방안

지난 7월 정부는 ‘주민과 함께하고 수산업과 상생하는 해상풍력 발전방안’을 발표했다. 해상풍력 발전방안은 2030년 해상풍력 세계 5대 강국으로 도약한다는 목표 하에 수립됐으며, ①정부·지자체 주도 입지 발굴 및 인허가 간소화 ②해상풍력에 적합한 지원시스템 마련을 통한 주민수용성 강화 ③해상풍력과 수산업 상생모델 마련·추진 ④대규모 프로젝트와 연계한 풍력산업 생태계 육성 등의 대책이 포함돼 있다.

가. 정부·지자체 주도 입지 발굴 및 인허가 간소화

풍황정보, 규제정보, 어선활동정보 등을 통합·분석해 입지 정보도를 구축하고 이를 바탕으로 사업성이 좋고 어업영향이 적은 해역을 2021년 상반기 중에 ‘해상풍력 고려구역’으로 발표할 계획이다.

정부가 해상풍력 고려구역을 대상으로 풍황계측, 사업타당성을 분석하면 지자체가 이를 바탕으로 민관협의회를 통해 수용성을 확보해 집적화단지로 추진(지자체 신청 → 산업부 지정)하며 정부는 집적화단지에 대해 추가 REC, 우선적인 계통연계 등의 인센티브를 제공할 계획이다. 지난 10월 1일자로 신재생에너지법 시행령이 개정되어 집적화단지 조성 근거가 마련됐다.

한편, 집적화단지에 제공되는 인센티브는 사업추진 촉진을 위해 집적화단지 지정 후 착공까지 소요기간에 따라 REC 가중치를 차등화 하는 스프린트 제도를 도입할 방침이다. 또한 해상풍력에 관한 다층적인 규제를 간소화하기 위해 덴마크, 영국, 네덜란드 등의 사례를 참고해 국내 환경에 적합한 인허가 통합기구(한국형 One Stop Shop) 설치도 추진해 나갈 계획이다.

나. 해상풍력 지원시스템 마련으로 주민수용성 강화

육상 발전소에 적합한 발전소 주변지역 지원제도를 해상풍력에 맞도록 주변지역 범위 및 지자체별 배분방법을 지난 8월에 새로 마련했고 최대 REC 가중치 0.2가 지원되는 주민 참여형 사업을 촉진하기 위하여 추경을 통해 마련된 국민 주주 프로그램으로 주민들에게 장기 저리융자를 지원하고 있다.

다. 해상풍력과 수산업 상생모델 마련

해상교통안전진단을 통해 안전성 확보 시 해상풍력 단지 내 통항 및 어업활동을 허용해 조업구역 축소를 최소화할 계획이다. 실제 전북 서남권 실증단지(60MW)는 10톤 미만 선박에 통항 및 어업활동을 허용할 예정이며 해상풍력 하부구조물을 활용한 양식장 조성, 인공어초 설치 등 양식자원 복합단지 실증사업을 추진해 향후 해상풍력과 연계한 바다목장 사업을 보급해 나갈 계획이다. 또한 입지 발굴-공사-운영-사업종료 시까지 전주기 환경성을 강화해 해상풍력으로 인해 바다의 오염이 없도록 할 계획이다. 특히 공사단계에서는 무항타공법 등 소음, 진동, 부유사 최소화를 위한 시공법을 적용하고 운영단계에서는 주민과 함께 3년간 모니터링 의무화를, 종료단계에서는 원상회복을 의무화할 계획이다.

라. 대규모 프로젝트 연계 해상풍력 산업생태계 육성

전북 서남권(2.4GW), 신안(8.2GW), 울산·동남권(6GW) 등 대규모 해상풍력 프로젝트를 본격 추진함으로써 국내 산업생태계를 육성하고 범부처 차원의 지원시스템을 통해 프로젝트 추진에 차질이 없도록 관리해 나갈 계획이다.

전북 서남권 해상풍력은 지난 7월까지 1년간 운영한 민관 협의회에서 2단계와 3단계 사업을 추진하기로 결정하고 MOU를 체결했다. 부안군과 고창군 해상 일대에 2022년에 2단계 사업(400MW)을 착공하고 2023년에는 3단계 사업 (2GW)을 착공하는 것을 목표로 하고 있다.

신안 해상풍력은 한전, 전남개발공사, 민간발전사 등이 참여해 4.1GW 규모의 1단계 사업을 우선 추진하고 2∼3단계 사업은 적합부지 발굴과 타당성조사를 거쳐 4.1GW를 추가 설치할 계획이다.

울산시는 부유식 해상풍력을 추진하고 있는데 자체개발 예정인 200MW 단지와 더불어 국내·외의 6개 민간투자사(석유공사-Equinor, Shell-CoensHexicon, GIG, CIP-SK E&S, KFWind, Equinor)와 MOU 체결을 통해 2023년부터 총 1.4GW 단지를 단계적으로 착공할 계획이다. 2026년부터는 동남권을 중심으로 4.6GW 규모의 부유식 해상풍력 단지를 조성할 계획이다.

해상풍력 사업의 불확실성을 줄이기 위해 한전이 해상풍력 공용접속망 및 공동접속설비를 신설·보강해 주요 프로젝트 준공시기에 맞춰 적기 계통연계를 추진해 나갈 계획이다.

정부는 대규모 프로젝트 착공시기에 맞춰 2022년까지 8MW급 해상풍력용 대형 터빈 개발, 2024년까지 부유식 해상풍력 시스템 개발을 완료하고 지원 항만단지 개발 및 각종 해상 풍력용 테스트베드 등 지원 인프라도 구축해 풍력 생태계의 산업경쟁력도 제고해 나갈 계획이다.

또한 해상풍력 프로젝트의 경제성 지원을 위해 REC 가중치에 수심 등의 요인을 추가해 실제 공사비가 반영될 수 있도록 개편하고 탄소저감 보증제도(녹색보증)를 신설해 풍력기업, 풍력 발전사업자에 대한 금융지원도 강화해 나갈 예정이다.

❸ 향후계획

해상풍력발전 사업은 기본적으로 사업의 규모가 크고 다양한 이해관계자가 존재하며 제도·기술·금융 등이 체계적으로 뒷받침돼야 한다. 과거 해상풍력 사업을 활성화하려다 제대로 된 후속 지원이 부족해 기업들이 사업을 철수하는 등의 어려움을 겪은 사례를 반면교사로 삼아 이번에는 대책을 마련하는데 그치지 않고 실행에 만전을 기할 계획이다.

2030년까지 해상풍력 12GW 설치 목표를 달성해 연간 8만 7,000개의 일자리를 창출하고 지역사회 및 주민과 발전수익 공유로 지역발전에도 기여하기를 기대한다.