원자력을 따라잡고 있는 풍력에너지

전남도가 구상하고 있는 풍력발전 5Gw(참고, 1Gw=1,000Mw=1,000,000Kw, 영광원전1기 용량)프로젝트가 있다. 전남의 서남권 연안(1Gw)과 해상(4Gw)에 설치하겠다는 것이다. 실로 야심찬 구상이다. 이 일대의 바람은 연평균 초속 7m 이상으로 풍력에너지를 얻기가 용의하다고 한다. 전남도는 이미 예비 타당성 조사를 했고, 장기적으로 20년 동안 15조원의 막대한 투자로 단계적으로 이 단지를 건설할 구상을 하고 있다.

프로젝트가 최초로 등장한 지, 여러 해 지났다. 그러나 아직 출발을 못하고 지금도 계획단계에 머물러 있다. 여러 가지 요인이 있을 것이다. 가장 큰 요인은 정부의 정책적 의지와 지원의 부재가 가자 큰 이유일 것이다. 해저 송전이나 전력망 연결 등 기술적 지원, 그리고 원활한 사업투자를 위한 정책금융 지원 등은 정부의 몫이다. 이런 것이 선행되어야 투자자들이 안심하고 이 프로젝트에 투자하는 것이다. 향후 이 거대한 야심찬 프로젝트가 어떻게 될 지 아직은 전망이 보이지 않는다.

지금까지 해상풍력 발전의 선두 주자는 영국이다. 지난, 7월 초, 'London Array'라는 회사에 의해 템스 강 하구에서 630Mw 용량의 해상풍력 발전 준공행사를 거행했다. 현재 까지 해상풍력 단지 중 세계에선 가장 큰 규모이다. 이 행사에 참여한 David Cameron 영국 수상은 이 행사에 참여해 '오늘은 영국의 위대한 날이자, 재생에너지가 승리한 쾌거'라고 하면서 'London Array는 큰 규모의 재생에너지 프로젝트가 영국에서 가능하다는 것을 보여 주었다'고 참사를 아끼지 않았다. 여기서 생산된 전력은 47만 가구에 공급할 있는 용량으로, 인근 Kent 지역 삼분의 일의 가구에 전력 공급이 가능하고, 연간 92만 톤의 CO2 감축효과가 있고 한다.

이 해상풍력 단지는 Kent와 Essex 해안선을 20Km를 따라 90Km2 범위의 바다에 조성되었고, 120m 날개길이의 3.6Mw 용량의 풍력터빈 175개로 구성되었다. 이 프로젝트의 출발은 2001년, 다양한 절차와 과정을 거쳐 2009년 해안에 변전소 건설을 시작하여, 본격적으로 2011년 4월 해양에 터빈 작업을 착공한 이래 이번에 준공했다. 생산전력은 해상에서 모아져 고압 해저 전선을 통해 육상에 전달된다.

독일 Siemens사가 풍력터빈의 공급하고 설치했다. Siemens는 이 정도의 프로젝트를 통해서 풍력발전의 복합생산물과 물류의 산업화에 크게 기여했다고 말했다. 또한 그들은 해상풍력 터빈의 설치뿐만 아니라 물류 운반 제조를 포함한 해상설치과정을 표준화할 수 있게 되었다고 한다. 풍력단지의 London Array의 주인은 영국회사의 소유가 아니고 덴마크 에너지회사 지분 50%, 독일 에너지 회사 지분 30%, 그리고 아부다비의 Masdar 시(탄소제로도시)가 20% 지분으로 구성 공동소유이며 15억 파운드 예산이 소요되었다. 이 회사는 이전에 영국 동부 해안에 500Mw 해상풍력단지를 완공한 바 있다.

현재 영국은 해상 풍력발전을 통해서 3.6Gw 전력을 얻고 있고, 2010년대 말까지 18Gw(영광원전 18기에 해당함)까지 확대 공급할 예정이다. 세계적으로는 2012년 말 현재 5.4Gw가 설치되어 있고, 2020년경이면 37Gw 확대될 것으로 예측하고 있다. 영국은 북해에서 유럽 최대의 풍력 자원을 보유하고 있다. 이를 토대로 해상풍력의 선두 주자로 나서고 있는 것이다. 해상풍력분야에서 덴마크 독일 중국 등도 사업을 진행 중이다. 현재 해상풍력은 전체 풍력발전 중에서 2-3% 수준으로 미미한 수준이다.

육상풍력은 눈부신 성장과 발전이 진행 중이다. 2000년 이후 본격적으로 급신장을 거듭해오고 있다. 미국의 지구정책연구소(EPI)의 자료에 의하면, 2012년 세계적으로 풍력발전 분야에 총 44Gw 용량 추가되었다. 따라서 현재 전 세계 풍력발전은 280Gw 용량이 가동 중에 있다. 80여개 국가에서 풍력발전을 운영하고 있고, 1Gw 이상을 도입한 국가도 24개국이나 된다. 세계 4억 5천명의 사람들이 사용하는 전력량이다. 풍력발전이 신재생에너지 분야에서 가장 선두를 달리고 있다.

가장 선두에서 달려가는 나라는 중국과 미국이다. 중국은 2012년 한 해만도 약 13GW 용량의 풍력터빈을 설치했다. 2011, 2010년 두 해보다 약간 떨어졌다. 이유는 프로젝트의 질적 문제, 불충분한 송배전(Grid) 인프라 때문이다. 현재까지 중국은 75Gw 풍력터빈을 설치 운영 중이다. 전 세계 4분의 1 이상을 점유하고 있다. 2012년 처음으로 석탄화력에서 생산되는 전력보다 많은 전력을 생산하고 있고, 원자력 전력은 훨씬 미치지 못한다. 지금도 북동 내륙지역에는 대규모 풍력프로젝트가 진행 중이다. 다수의 전문가나 컨설팅 회사들은 중국의 풍력발전이 2015년 140Gw, 2020년 250Gw까지 확대될 것으로 전망하고 있다.

미국의 풍력발전도 비약적 성장을 거듭하고 있다. 2012년 한 해 13.1Gw를 추가했다. 그래서 현재 누적 발전양은 60Gw로 중국에 이어서 세계 2위를 달리고 있다. 이 정도 전력이면 1,400만 가정에 공급이 가능한 양이다. 미국의 경우, 9개 주에서는 10%이상의 전력에너지를 풍력으로 공급하고 있다. 지금도 주정부가 경쟁력이고 적극적으로 풍력에너지를 도입하고 있는데, 가장 앞장서고 있는 곳이 Texas와 California로 현재 12.2Gw, 5.5Gw를 도입하고 있다. Texas는 미국의 대표적인 유전을 보유하고 있는 주이지만, 향후에도 21Gw이상을 도입할 구상을 가지고 있다.

유럽연합 또한 적극적으로 풍력발전을 진행해오고 있다. 독일풍력의 경우, 30Gw도입 세계 3위를 기록하고 있고, 전체 전력에너지 중에서 11%차지하고 있다. 독일 북부 4개 주에서는 거의 50% 전력을 풍력으로 공급하고 있다. 스페인 포르투갈이 약 16% 이상을, 덴마크가 30%이상을 공급하고 있고, 2020년 50% 전력을 풍력으로 공급할 구상이다. 인도도 현재 18Gw 풍력발전 전력을 생산하고 있고 꾸준히 발전하고 있다. 터키 또한 향후 10년 후, 2022년경이면 현재의 10배인 20Gw 정도의 풍력을 공급할 계획이다.

2013년 말, 세계적으로 약 40Gw의 풍력터빈이 설치 완료될 것으로 추산하고 있다. 국제적인 환경단체 그린피스는 2015년 이면 풍력발전 누적 용량이 425Gw에 이를 것으로 내다보고 있다. 재생에너지 가운에 풍력은 1990년 불과 2Gw에서 2012년 280Gw로 비약적 성장해 왔다. 지난 2000년 이후 각국 정부가 확고한 재생에너지 정책을 추진한 결과 재생에너지로서 풍력이 이렇게 공급된 것이다.

확실히 바람이나 햇빛을 이용한 재생에너지가 원자력을 압도하고 있다. 일본 후쿠시마 원전 참사이전 2010년, 전 세계 설치된 재생에너지 전력이 원전의 발전 용량을 따라잡았다. 현재 세계 430여기 원전에서 생산되는 전력은 약 270Gw, 2012년 전 세계 풍력발전 용량이 약 280Gw로 풍력만으로 원자력을 추월했다. 독일 등 유럽연합의 탈핵 혹은 원전 건설 동결, 또한 석탄화력 쇠퇴 등이 추세인데, 그 자리를 풍력 등 재생에너지가 대신하고 있다. 주력에너지원으로 확실히 자리한 것이다. 그만큼 화석에너지 발전부분에서의 CO2 감축이 이뤄지고 있다.

한국의 경우, 풍력발전 누적 설치용량이 2012년 말 현재 471Mw(2013년 4월말 483Mw로 전 세계 설치용량에 0.17% 정도)로 미미한 수준이다. 해상풍력은 아직 없고 육상풍력에서 전력을 생산하고 있다. 전문가들에 의하면 한국의 지형이나 기상 조건 등을 감안하면 육상풍력이 한계가 있다. 대신 해상풍력이 더 잠재력이 있다. 그래서 전남도는 추진하고 있는 5Gw 용량의 서남해안 풍력을 추진하고 있고, 정부도 전북 부안과 영광 앞바다의 2.5Gw 행상풍력을 추진 중이다. 정부는 군산을 풍력단지 조성사업의 설비 조립 등을 담당하는 거점 항으로 지정했다. 그러나 아직 전체적으로 확실한 로드 맵이 나오지 않고 있다.

영국과 중국, 독일 등이 그렇듯 한국의 두 곳의 해상풍력 프로젝트가 적극적으로 추진된다면 이 부분에 있어서 한국도 앞장선 국가가 될 수 있다. 이미 해상풍력은 국제적으로 이론적, 기술면에서 타당성이 입증되었다. 풍력터빈을 바다에 설치하기 위해선 육상보다 더 넘어야 될 산이 많을 것이다. 풍력터빈의 생산과 조립, 해상으로의 운반과 설치, 등에 있어서 경험이 일천하다. 아직 세계적인 조선업 국가지만, 해상풍력단지 조성을 위한 전용선박도 아직 없는 것으로 알려졌다. 국가 전력망과의 연결문제도 해결해야 할 과제이다.

해상풍력 2개 프로젝트의 원활하고 성공적인 추진을 위해서는 정부의 정책적 의지가 무엇보다 중요하다. 영국 등에서 봤듯이 해상풍력으로 원전이나 석탄화력 대체할 수 있다. 그만큼 화석에너지 도입 비용을 절약하고 탄소를 감축할 수 있는 것이다. 이 두 프로젝트에 약 25조원 이상이 투자되는 만큼, 중장기적으로 풍력산업의 발전과 다양한 일자리도 창출할 수 있을 것이다. 풍력터빈의 설계 생산 조립 운반 설치 운영 등의 과정이 모두 새로운 산업과 기술영역이다. 이런 산업이 녹색산업이고 오바마 미국 대통령이 말했듯이 ‘미래의 성장엔진’이다. 한국의 서남해안이 세계적 수준의 해상풍력 단지로서 등장하기를 기대해 본다.