박성우 한국에너지공단 기획조정실장
▲박성우 한국에너지공단 기획조정실장
석유의 정점을 일컫는 '피크 오일'이라는 용어가 있다. 과거에는 공급 관점에서 매장량 고갈로 인한 피크를 얘기했다면, 지금은 석유 수요의 정점을 가리키는 말로 쓰인다. 트럼프 2기 하에서 미국은 석유와 가스 생산에 열을 올릴 것이다. 하지만 에너지 사용의 주체인 세계 시민들과 기업들은 깨끗한 에너지를 원한다.
조만간 우리나라도 재생에너지가 전기 생산량의 10% 가까이 차지할 것으로 보인다. 하루에 2시간 넘게 햇빛과 바람에서 얻는 전기를 사용하는 셈이다. 태양광은 매년 3GW 정도가 새로 설치되고 있다. 재생에너지의 한 축인 풍력발전은 이제 본격적인 성장을 준비하고 있다. 입지 제약이 있는 육상풍력 보다는 해상풍력이 그 역할을 담당할 것이다.
거대한 구조물을 해상에 안전하게 설치하는 작업은 쉬운 일이 아니다. 파도, 염분, 폭풍에 견딜 수 있어야 한다. 까다로운 해양 환경에서 작업할 수 있는 기술과 능력을 확보하려면 수십 년에 걸쳐 파도와 폭풍을 견디는 방법을 터득한 산업의 힘을 빌려야 한다. 이 때문에 해상풍력에 적용되는 기술들은 전통적인 석유‧가스 산업에서 사용해 온 것들이 많다. 특히 부유식 해상풍력이 그렇다.
석유‧가스 산업은 가혹한 해양 환경을 견딜 수 있는 플랫폼을 설계, 제작, 운영한 경험이 충분하다. 이러한 전문지식은 부유식 해상풍력의 핵심인 터빈 플랫폼에 그대로 활용될 수 있다. 해상 유전 플랫폼을 고정하는데 사용하는 계류 및 앵커링 시스템도 부유식 해상풍력에 적용된다. 유지관리 및 운영에 사용되는 선박은 부유식 풍력단지에도 서비스를 제공할 수 있다. 석유‧가스 산업에 종사하는 엔지니어는 해상풍력에 적용할 수 있는 기술을 보유하고 있다.
석유‧가스 기업과의 협업은 부유식 해상풍력 사업을 가속화할 수 있다. 일본은 덴마크, 노르웨이와 협력하고 있다. 우리도 이들 국가와의 협력을 강화하고 있다. 실제로 석유·가스 기업들은 부유식 해상풍력에 투자하며 포트폴리오를 다각화하고 있다. 이들의 풍부한 자금과 위험관리 능력은 부유식 해상풍력 발전 기술을 확장하는데 매우 중요하다. 노르웨이의 국영 석유·가스 기업인 에퀴노르가 세계 최초의 상업용 부유식 해상풍력 단지인 하이윈드 스코틀랜드(30MW)를 조성한 것이 이를 잘 보여준다.
동아시아 지역에서 해상풍력에 관한 한 일본은 우리와 비슷한 처지이다. 중국, 대만에 비해 훨씬 뒤쳐져 있다. 우리처럼 부유식 해상풍력을 통해 이를 만회하려고 한다. 일본의 해안선 길이는 세계 7위이며, EEZ 면적은 세계 6위이다. 일본 해역은 수심이 깊어 부유식 해상풍력이 적합한 편이다. 기술개발과 실증을 위해 2021년부터 2030년까지 그린이노베이션기금 1,235억엔을 지원한다. 터빈, 부유체, 해상변전소 생산을 위한 제조시설에 투자하기 위해 345억엔을 배정했다. 미쯔비시중공업과 히타치는 전세계 부유식 해상풍력 하부구조물 특허 순위에서 각각 1위와 4위를 차지하고 있다.
2031년까지 울산 앞바다에 세계 최대 규모의 부유식 해상풍력 발전단지가 조성될 예정이다. 울산시와 투자의향서를 체결한 4개 컨소시엄이 4,875MW 단지 조성에 참여한다. 이들의 외국인 직접 투자규모는 4,500억원, 총 사업비는 37조 2천억원에 달한다. 예정대로 실현된다면 울산이 세계적 해상풍력 산업의 중심지로 도약할 것으로 기대된다.
부유식 해상풍력의 보급 가속화를 위해서는 혁신적 기술개발을 통한 비용 절감이 시급하다. 2017년 설치한 하이윈드 스코틀랜드 단지는 5기의 터빈에 15개의 앵커를 사용했지만, 2023년 준공한 하이윈드 탐펜 단지는 11기의 터빈에 19개의 앵커만을 사용했다. 1개 앵커에 여러 기의 터빈을 연결하는 기술을 적용하여 비용을 절감했다. 강철 대신 콘크리트를 사용하여 부유체를 제작하면 재료비의 50%를 절감할 수 있다. 계류선 역시 스틸 체인 대신 탄소섬유와 같은 합성 로프를 활용하면 안전과 수명을 개선할 수 있다.
미국은 서해안에 2045년까지 25~50GW의 부유식 해상풍력을 설치할 계획이다. 이에 필요한 공급망이 갖춰져 있지 않아 미국 정부는 부품을 동아시아에서 조달하는 것이 비용효과적이라는 분석을 내놓고 있다. 우리나라 여러 산업이 어려움을 겪고 있지만, 해상풍력과 밀접한 관련이 있는 조선사들이 세계 1~4위를 차지하고 있다. 이들 기업이 울산을 포함한 동남권에 있는 것도 경쟁우위에 도움이 된다. 부유식 해상풍력을 차세대 산업으로 키울 수 있는 체계적인 전략과 전폭적인 지원이 필요하다.
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