차별화된 기술로 세계시장 노린다

세계적으로 풍력발전에 대한 수요가 증가함에 따라 관련 기술 개발 및 확보도 중요해졌다.

에너지기술평가원에 따르면 육상용은 2~3㎿급을 중심으로 발전 원가를 낮추는데 초점이 맞춰져있다. 해상용은 5~10㎿급으로 운송과 설치, 전력망 연계 등 경비 절감에 대한 연구가 활발해 지고 있다.

물론 틈새시장으로 소형풍력 개발도 진행 중이지만 시장은 점점 대형화되는 추세며 해상풍력의 수요가 늘어나고 있다.

육상 풍력발전 대형화는 한계가 있다 보니 해상으로의 진출이 확대되는 경향도 있다. 이는 풍력이 더 이상 관광용이나 생색용 보조 에너지원이 아니라 주 전원으로 성장하고 있다는 것을 뜻하기도 한다. 보다 많은 전력을 풍력에서 충당하려는 의도다. 이를 위해서는 무엇보다 기술개발이 먼저다.

◇세계는 지금=풍력발전 선진국인 유럽은 2020년까지 전체 전력 사용량 중 12% 가량을 풍력을 통해 보급한다는 방침이다. 2020년까지 북해를 중심으로 40GW의 해상용 풍력단지 개발 계획도 세워 놓았다. 여기서 생산되는 전력을 유럽 각국에 효과적으로 분배키 위해 영국과 독일, 스웨덴 등 북유럽 7개국을 해저케이블로 연결하는 `슈퍼그리드`에 대한 논의도 진행 중이다.

유럽의 경우 프레임워크 프로젝트와 렐리아윈드, 업윈드 등 다양한 프로젝트를 통해 관련 기술 개발을 진행 중이다. 핵심 기술 확보와 고장 원인 검증, 새로운 설계 방안 등을 연구한다는 목표다.

특히 유럽은 기술개발 방향이 해상풍력으로 선회하고 있으며 초대형 풍력발전기에 대한 연구가 활발히 진행 중이다.

대표적인 게 바로 업윈드프로젝트다. 이는 8~10㎿에 달하는 초대형 풍력발전 시스템 설계를 목표로 덴마크의 리소 국립연구소를 중심으로 38개의 업체 및 연구소가 참여하고 있다.

덴마크와 함께 풍력분야 선두를 달리고 있는 독일도 초대형 풍력발전기 개발에 나서고 있다. 이를 위해 전체 중량을 낮추기 위한 시스템 기반 기술과 기존 지지구조를 최적화하는 기술을 개발 중이다. 이에 따른 수송과 설치 기술 개발도 동시에 개발하고 있다.

세계 최대 시장으로 성장한 미국은 에너지부(DOE) 풍력 에너지 프로그램에 의해 기술개발이 이뤄지고 있다. 이는 풍력시스템의 성능과 안정성 향상, 발전원가 절감이 목표다. 해상풍력에 대한 시장 잠재성을 파악, 지난해부터 개발에 들어갔다.

가까운 일본의 경우 미쓰비시와 후지가 대표적 기업이다. 미쓰비시는 2006년에 이미 2.4㎿ 풍력발전기를 요코하마에 건설했고 후지도 2㎿ 설비를 개발했다.

계통 연계와 태풍, 돌풍 등 문제점을 등급화 하기 위해 정부 차원에서 위원회를 발족하고 발전단지 조성에 전력회사들이 나서도록 설득하고 있다. 대형 풍력발전기를 전력망에 안정적으로 연계하도록 배터리 기술 개발도 진행 중이다. 해상풍력은 미국보다 한 발 앞서 2008년에 해당 프로젝트를 시작했다.

◇세계 수준, 아직은 갈길 멀어= 우리나라의 기술 개발은 `대체에너지개발촉진법`에 따라 체계적으로 추진돼왔다. 이미 750㎾와 1.5㎿, 2㎿급 풍력발전시스템 개발 및 실증이 완료돼 국제 인증을 얻었고 3㎿급 해상풍력발전시스템도 국제 인증을 얻기 위해 실증 중이다.

기술 수준도 선진국에 근접해 있다. 특히 타워와 주물, 변압기 기술은 세계 수준의 90%에 달한다. 하지만, 초대형 풍력발전기 시장으로 가기엔 아직 무리가 따른다.

타워의 경우 현재 80m 높이로 설치가 가능해 대형 풍력발전기 기반 기술을 갖췄다는 평가를 받고 있다. 하지만 유럽에서는 120m 이상도 설치, 초대형 설비를 위한 준비를 끝냈다.

주물과 변압기 기술은 현재 2㎿까지 가능하다. 세계 수준은 6㎿에 달하고 있으며 해상용도 이미 개발돼 있다.

반면, 시험 평가 기술은 가장 수준이 낮은 상황으로 시험 인프라 자체가 부족하다. 인증기술도 국외 인증에 의존하고 있다. 제어시스템과 시스템 하중해석 기술도 자립도 부족하다.

기업 중심의 개발지원의 한계다.

기술 개발 지원이 기업 중심으로 이뤄지다보니 국산 제품 및 시스템 개발에는 어느 정도 진척을 보였으나 부품개발이나 원천 기술 확보가 미미하다. 시험과 인증을 해외에 의존해야 하는 것도 마찬가지 이유다. 국내 연구기관의 엔지니어링 인력과 관련 연구개발이 지속적으로 이뤄지지 못한 것도 있다.

해외 시장 진출에 한계점을 갖고 있는 건 어찌 보면 당연하다는 지적이다.

◇장단점 활용한 전략 필요= 풍력산업 기술의 육성을 위해서는 먼저 국내 기술의 강점과 약점을 파악, 이를 적절히 활용한 대책이 필요하다.

우선 우리나라의 경우 지속적인 풍력발전시스템의 개발 경험과 의지, 풍력인프라 저변이 확대되는 것은 분명 강점이다.

외부적으로도 기후변화협약에 의한 풍력발전 보급이 늘어나면서 관련 시장도 확대되고 있다. 에너지 산업의 구조가 개선되고 정부의 의지 또한 강력하다는 것은 분명 기회다.

이를 통해 정부 주도의 시범보급을 통한 국내 풍력산업 육성정책 활성화와 차세대 풍력발전시스템 개발이라는 전략을 이끌어 낼 수 있다.

반면 세계적 수준의 기업이 없고 중국이나 인도 등 신흥 시장이 급속 성장하는 것에 대비하기 위해 인증을 통한 국제적 신뢰성을 확보하는 게 중요하다. 부품을 국산화해 가격경쟁력을 확보하고 기술 우위를 점유하는 방법도 있다.

문제는 핵심 기술과 기초 기술 기반이 취약하고 보급 지원 정책 수립이 더뎌지고 있다는 것이다.

관련 연구인력을 육성, 기술 개발을 지속적으로 추진하고 풍력산업에 뛰어드는 국가를 대상으로 적극적으로 시장을 개척하는 노력도 펼쳐야 한다.



유창선기자 yuda@etnews.co.kr