[특별기고] 해상풍력발전사업에서 해상풍력발전산업으로

원희룡 제주도지사는 6월 27일자 J일보 인터뷰에서 “대한민국의 모든 신재생 에너지 사업을 제주도에서 실험하고, 초기 산업화 단계를 제주도에서 이뤄지도록 하겠다는 목표를 가지고 있다”면서 “이는 ’모든 녹색 에너지 사업의 출발점이 제주도가 되겠다(all green energy in JEJU)’는 의미”라고 말했다. 또 “제주도에서 시작한 사업이 초기 사업화에 성공하면 다른 도시에 그대로 옮겨서 실행할 수 있도록 하겠다”고 덧붙였다.

신재생에너지 분야 엔지니어인 필자가 조언을 하고 싶은 것은  어떤 일도 마찬가지겠으나  신재생에너지 산업도 선택과 집중이 필요하다. 사면이 바다인 제주도의 경우 더욱더  집중이 필요하다.

노벨물리학상을 수상하고 오바마 정부에서 과학자로서는 미국 최초로 에너지부 장관을 역임한 스티븐 추(Steven Chu·66·) 미국 UC버클리 교수는  지난 7월 초   국제심포지엄에 참석차 방한했는데, “지금보다 10년, 20년 뒤의 생존을 고민하는 기업이라면 당장 신재생에너지에 투자하라”고 제안하면서 “한국에 가장 적합한 신재생에너지는 삼면이 바다인 점을 활용한 해상풍력발전”이라고 조언했다.

가히 녹색산업의 혁명이라고 할 풍력발전 산업은 이제 서서히 육상에서 해상으로 중심이 이동하고 있다. 특히 유럽은 해상풍력발전단지의 설비용량을 가늠하기 어려울 정도로 급성장 추세다. 이는 꾸준한 연구개발(R&D)을 통한 기술개발과 부품산업의 활성화, 정책적, 행정적 지원을 통한 주변 인프라의 구축에 의해 이룩될 수 있었다.

제주도의 경우 대단위 해상풍력 발전 단지가  성공적으로 육성되기 위해서는  지방정부가  적극적으로 나서야 한다.  ‘신규고용창출’의 핵심은 2차 산업 육성에 있다. 풍력발전사업에서 그칠 것이 아니라 ‘풍력발전산업’으로의 대 전환을 모색해야 한다.

원희룡 새 도정은 제주도를 해상풍력발전산업의 중심지로 육성할 최적의 기회를 가졌다.  제주에 맞는 해상풍력발전의 산업 기술은 현재 실증 단계로 확실한 해법을 제시하고 있다. 이에 대한 자본 조달방안도 다양하고, 시장 또한 광활하기 때문에 산업성장의 과실이 제주도민 전부에게 돌아갈 수 있는 방안을 연구하여 도민의 합의를 도출해야 한다.

독일의 해상풍력 기반시설 투자유치 성공사례를 보자. 북부지역의 쿡스하펜시는 지역경제 개발정책의 일환으로 인증을 위한 시범단지 제공으로 시작해 인증기관 데비오씨씨(DEWI-OCC)를 유치하고, 부두시설 확장 등을 제시하며 해상풍력을 위한 전진기지로 입지조건을 다졌다.

또 대형풍력발전 제작사를 통해 수중 하부구조물 제작공장과 타워 제작공장이 입주할 수 있는 여건을 만들어줘 해상풍력단지로 가는 전진기지가 되도록 했다. 또한 독일은 환경 관련 규제가 엄격해 사전검토를 충분히 한 후 인허가를 내주게 돼있다. 이러한 여러 주변 인프라를 구성해 가면서 검토해, 독일의 해상풍력발전 단지는 해안에서 20㎞ 이상 떨어진 위치에 인허가가 나게 됐고 수심도 20m 이상 되는 곳에 설치하게 됐다.

이런 점에서 보면 독일이 빠르게 대형화 개발에 진입 할 수 있게 된 것은 앞서 언급했듯 지방정부가 정책적으로 산업 인프라를 조성했기  때문에 가능했다. 물론 교토의정서에 입각해 성숙하기도 했지만, 독일의 선도적 정책은 유럽연합까지 흔들어 놓고 풍력을 유럽의 미래 에너지원으로 급부상하도록 했다. 유럽 각 나라들은 독일처럼 해상풍력산업의 인프라를 조성하기 위해 적극적으로 해상풍력산업 기반을 다지고 있다.

해상풍력산업을 육성하기 위해서는 육상풍력과는 완전히 다른 개념의 인프라 조성이 필요하다. 해상풍력발전기는 대형구조물제작을 기반으로 하기 때문에 대형 점보제트기나 에펠타워 등과 크기 면에서 비교되기도 한다. 즉 내륙지방의 공장에서 제품이 제작되면 당장 항구까지 운송문제가 발생하고, 운반구조물의 크기도 제한이 있기 때문에 대형 풍력발전기의 내륙지방 제작은 매우 어렵다.

한편, 국내 중견 중공업체들은 대거 풍력산업화에 참여하고 있지만 대형 풍력발전기 기술개발에는 경험이 아주 없는 상태이기 때문에 다급하게  기술도입을 해야 하는 상황이다. 이처럼 지금은 외국기술을 습득하고 있는 단계이다. 그러므로 제주도는 의지만 있다면 국내 대기업 보다 앞서서  경험 및 기술력이 풍부한 컨설팅 회사들과 기술이전을 보장 받으면서 기술을 개발할 수 있다.  해상풍력 구조물을 제작하는 제 2의 조선 산업이 제주도에서 가능하다는 것이다.

다만 이러한 인프라가 조성되기 위해서는 새도정이 적극적으로 해상풍력산업단지 육성 정책을 확립해야 한다.

필자는 엔지니어지로서 특정 이념적 지향을 가지고 있지 않다. 그럼에도 불구하고 짚고 가야할 사실이 있다. 제주도의 산업발전이 반드시 제주도민의 생활수준을 높이게 될 것이라도 단정하지 않는다. 박경훈 제주민예총 이사장의 칼럼에서 일부를 인용한다.

‘자본주의 사회에서의 성장의 과실은 결코 그 사회 구성원 모두에게 돌아갈 수 없는 것이기 때문이다. 경제성장의 지표인 GDP는 오히려 많은 것은 은폐하거나 또는 경제상태의 진실을 가리는 차폐막 역할을 할 때가 더 많다. GDP는 결코 누가 돈을 버는 것인지를 가르쳐주지 않기 때문이다. 그럼에도 불구하고 지방정부와 경제인들, 소위 자본가들은 GDP가 오르면 제주도민 모두 잘 살 것인 양 늘 떠들어댄다. 그래서인지 많은 사람들은 GDP가 오르면 낙수효과로 인해 개인의 삶도 풍요로워질 것이라고 생각하지만, 한국경제의 지난 몇 십 년간의 경험이나 제주경제의 현실은, 그런 일은 결코 일어나지 않는다는 사실을 보여줄 뿐이다. 월가를 점령했던 뉴욕의 많은 시민들도 바로 그런 환상을 더 이상 믿지 않았기 때문이다.’

제주도의 해상풍력산업의 성장의 과실이 도민 모두에게 고르게 돌아가게 하기 위해서는 사회적 합의와 더불어 정책적 결단이 필요하다.

그래서 필자는 해상풍력산업육성과 더불어 단계적으로 기본소득제의 실시를 함께 제안한다. 엔지니어인  나는 이상주의자나 낭만주의자가 아니다. 철저한 현실론자이며 실용주의자임을 먼저 밝힌다.  

기본소득제의 철학적 근거는 장자크 루소이다. 루소가 특별한 이유는 정치 사상가 중에서 루소를 제외하고는 평등사상을 주창한 사람이 없기 때문이다. 물론 공산주의 사상가들이 평등을 얘기하긴 했지만 그들을 제외하고는 루소가 유일하다.  루소는 평등 없이 자유가 존속할 수 없다고 주장했다. 일반의지에 따라서 모든 정치적 결정을 해나가자는 것이 루소의 주장인데 평등이 없이는 이 일반의지가 생기지 않는다는 것이다.

요즘 소통의 가치를 많이 얘기하는 데 사회가 불평등하다면 아무리 소통을 해 보아도 일반의지가 될 수 없다. 평등이 먼저 이루어지고 나야 비로소 소통이 가능하고 그 소통을 통해 모든 국민이 원하는 정책이 나올 수 있다.  새도정의 철학인 협치(governance)도 마찬가지라고 본다. 

두 번째 이론 틀은 케인즈이다. 케인즈 이론은 잘 알려져 있다. 교과서에도 케인즈의 이론에 대해 자세하게 소개되어 있다. 하지만 케인즈가 직접 쓴 1차 저작물을 읽지 않는다면 케인즈의 고민이 무엇이었는지 제대로 파악하기 힘들다. 세계공황에 직면하자 그것을 해결하기 위해 가장 진지하게 고민한 사람이 바로 케인즈이다. 케인즈는 자본주의가 유효성의 부족을 구조적으로 겪을 수밖에 없다고 말한다.

1%가 미국 40%의 부를 점유하고 있는데 80%밖에 소비를 못하고 20%는 저축을 한다. 그러면  0.2x0.4하면 0.08 즉 8%이다. 매년 8%의 유효수요 부족이 생기는 것이다. 그만큼 성장하지 못하는 것이다.  그걸 막기 위해서는 소득의 재분배를 해야 한다. 세금을  굉장히 높게 해서 돈을 걷어 빈곤계층에게 돈을 나누어 줘야 한계소비생산이 높아진다는 것이다.  그래야만 자본주의가 굴러갈 수 있다는 것이다. 그것이 케인즈의 기본 아이디어였다. 그런데 현재 미국의 진보세력들은 이런 것에 대해 일언반구도 말하지 않고 있다. 국가가 돈을 걷어서 국가가 쓰는 것만 말을 하고 있지 국민들에게 직접 돈을 주자는 말은 하지 않고 있다. 

정부의 무능함에 대해서는 이미 많은 사람들이 얘기하고 있다. 엠마뉴엘 월러스타인 같은 경우는 아예 자본주의 체제가 궤멸될 거라고까지 얘기하고 있다. 홉스봄이라는 영국의 유명한 공산당원이자 진보 역사학자는 의료보장, 실업보험, 재해보험, 노령연금 등으로 과거 진보운동의 목표는 이미 다 달성되었고 앞으로는 쇠퇴할 것이라고 주장한다.

하지만 빠진 것이 있다. 바로 청년실업이다. 과거 최초 복지제도가 만들어질 때 복지는 과도한 노동착취에 대한 방어 개념으로 성립된 것이다.  현재같이 실업문제로 고민하던 시기가 아니었다.  ‘국가는 왜 실패하는가’라는 책을 쓴 ‘대런 애쓰모글루’는 과거 번영의 시대에는 실업의 문제가 없었지만 기술발전과 국제분업체계의 붕괴로 인해 실업문제가 심각해질 것이고 이런 상태에서는 현재의 복지제도를 유지하는 것조차 쉽지 않다고 한다. 또한 의료기술의 발달로 수명은 매우 늘어나게 되어있다.

우리나라 현재 60세 이상 인구가 600만, 총인구의 12%이다.  2030년에는 25%가 된다고 한다. 그때는 평균수명이 120세까지 된다고도 한다. 그러면 은퇴 후 60년 이상을 무위도식하게 되는 것이다.  그것을 전부 복지제도로 해결할 수 있을 것인가? 만약 젊은 세대들이 더 이상 못하겠다고 하면 어떻게 되겠는가? 세대 전쟁이 되는 것이다.

그런데도 불구하고 정치인들은 표를 위해 끊임없이 무상만 외쳐대고 있다. 미래의 문제는 아직 도래하지 않았을 때 미리 대처해야 한다. 지금이라도 늦지 않았다. 하지만 더 미루면 미룰수록 문제를 해결하기는 더 어려워질 것이다. 복지는 한 번 시작되면 다시 후퇴시킨다는 것은 거의 힘들다.

최고의 복지는 좋은 일자리를 풍부하게 공급하는데 있다. 그리고 이러한 풍부하고도 좋은 일자리는 전체 복지의 비용의 70%를 책임지게 될 것이고, 20%는 사회적 기업이, 10%는 지방정부의 사회적 합의에 의해서 가능할 것이다.
 
우리나라에서 아직까지 기본소득제가 구상 중에 있고 연구 중에 있다. 기존에 있던 각종 복지제도인 연금, 기초노령연금, 실업급여, 기초생활보장, 의료복지, 교육복지 등과 어떻게 결합할 지에 대해서 좀 더 구체적인 연구가 필요하다. 목표는 제주도가 가장 먼저  실시하고 연구를 완료해서 한국사회에 그리고 국제 사회에 모범답안을 제출해야 한다.
 
재원 마련 – 해상풍력산업 육성

전 도민을 대상으로 한 복지의 재원을 마련하는 데 있어 가장 좋은 방법은 가장 풍부한 자연자원을 활용하는 것이다. 제주도의 경우  그것이 해상풍력임을 모르는 지도자는 없을 것이다. 해상풍력발전산업은 토목, 건축 등 기초산업에서 부터  Boeing 사의 최신 항공기인 Dream liner에 적용된 최첨단 기술인 “탄소섬유”와 최첨단 Stealth 구축함과 잠수함에 사용되는 초전도발전기 기술에 이르기까지 넓은 최첨단기술의 대역폭을 가진다. 풍력발전산업은 우선적으로 제주의 젊은이들에게 풍부하면서도 좋은 일자리를 제공할 수 있다.

제주는 육상과 해상 풍력발전산업을 골고루 발전시킬 수 있는 환경을 가지고 있다.  특히 해상풍력발전산업에 있어서 “부유식 해상풍력발전산업”은 2,000[㎿] 이상의 잠재력을 가지고 있어서 제주에서 풍력산업을  육성하고, 그 실적으로 동남해와 남해지역으로 까지 풍력산업을 발전시키면 국내 약 11,000[㎿]와 2020년까지  100,000[㎿]의 잠재 시장이 있다.

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▲ 그림1. 수심에 따른 기초 비용.
제주는 해상풍력발전사업을 추진할 경우 2,000[㎿]의 해상풍력발전사업이 가능하다고 하지만, 부유식 해상풍력발전사업으로 전개할 경우, 그 용량은 거의 10,000[㎿] 이상의 무한대 시장을 가지고 있다.

또한 제주도는 전국 1%의 인구와 1,849,2[㎢]의 1% 면적을 가지고 있지만, 제주특별자치도의 도지사가 직접 관리해야하는 제주해역은 114,950[㎢] 면적으로 남한의 국토 98,480[㎢] 보다 크며, 남한 전체 해역의 24.4%에 해당되는 면적이다.

이면적은 제주도와 부속 섬, 관할 해역의 면적을 다 합쳤을 때는 남한 전체 육·해상 면적의 약 14%를 차지한다. 이는 인구나 재정적 측면에서 항상 전국의 1% 수준에 머무는 제주도에 큰 시사점을 준다. 해양 측면에서 보면 제주도는 대한민국의 1%가 아니라 14%의 광활한 바다를 가지고 있으므로 제주는  당연히 해양 산업 진출에 역점을 두어야 한다.

그러므로 제주의 해상풍력발전사업의 잠재력은 2,000[㎿]으로 국한되는 것이 아니라 10,000[㎿] 이상 횡전개가 가능하다.

그리고 현재까지 모든 자료를 종합해볼 때, 해상풍력발전사업의 CAPEX는 60[억원/㎿]으로서, 2,000[㎿]를 해상풍력발전사업으로 추진할 경우, 총 시설/공사투자비는 12[조원/㎿]이다.

이 경우, 전력을 판매해서 얻은 총매출액은 1.6[조원/년] 정도로 예상한다. 일반적인 풍력발전의 전력판매사업의 특징은,

● 재고가 없다. - 법에 의하여 전량 국가에서 매입한다.
● 100% 현금으로 거래한다. - 정부가 전량 현금으로 매입하므로 외상거래나 어음 결제가 없다.
● 매출을 위한 별도의 영업이 필요하지 않는다. - 생산되면 전량 정부에서 구매한다.
● 연료가 필요 없다  - 청정연료인 바람에너지를 사용하므로 연료비용 상승이 없다.
● 배달을 하지 않는다. - 만들어진 전력은 전선을 통하여 자동적으로 배달되어 배달료가 없다.
● 노동 인건비가 상대적으로 매우 작다. - 삼달풍력발전소인 경우, 총 직원 4명이 “160억원/연매출“을 올린다.

이러한 사업의 특징을 가지면서 매년 1.6[조/년] 매출의 재화가 [지속적으로] 생산되며 이것은 시설투자비 12[조원]을 상쇄하여 사업의 선순환 구조가 만들어 진다. 여기서 가정한 CAPEX 60[억원/㎿]과 260[원/㎾h]를 분석할 필요가 있는데,
● CAPEX 60[억원/㎿] ⇨ 40[억원/㎿]
● [전력판매가격] 260[원/㎾h] ⇨ 400[원/㎾h] 으로 상황이 변경되면 엄청난 수익 구조로 진행되는 사업으로 성장하게 된다.
이 경우 2,000[㎿]의 대하여 분석하면
● 총 시설/공사투자비 : 2,000[㎿] X 40[억원/㎿] = 8[조원]
● 년전력판매매출액 : 2,000,000[㎾] X 8,760[시간] X 400[원/㎾h] X 0.35%[이용율] = 2,452,800[백만원] = 약2.5[조원]이 된다.

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▲ 그림2. 제주도에 적용 가능한 6[㎿]급 부유식해상풍력발전시스템.

총시설/공사투자비’는 현재 풍력발전시스템이 6[㎿]급 부유식해상풍력발전시스템을 적용할 경우, CAPEX 60[억원/㎿]가 되며, CAPEX 40[억원/㎿]으로 진행하기 위해서는 12[㎿]급 부유식해상풍력발전시스템 개발이 되어서야 가능하다.

‘그림 3 : 화석연료 생산 피크 ’는 2015년 이후에 그 화석연료 생산량이 급격히 감소하여 경제적인 위기가 올 수 있다는 보고서에 나온 내용이다.

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▲ 그림3. 화석연료 생산 피크.
2015년 이후에 상황에 따라서 급격한 국제유가 상승을 예견할 수 있으며, 이 경우, 이와 연동된 [RPS] [전력판매가격]는 400[원/㎾h] 이상 가능하다는 것을 충분히 예상 할 수 있다.

그러므로 시설투자비 40[억원/㎿], 전력판매가격 350~400[원/㎾h]의 조건을 만족하는 시점에서, 울산의 경제를 책임지고 있고  단일 규모로는 세계 최대인 현대중공업 보다 더 큰 조선소가 제주에 존재하게 된다는 것을 의미한다.

이처럼 부유식해상풍력발전산업은 우리가 상상할 수 있는 그 이상의 잠재력을 가지고 있으며, 앞으로 우리 제주 산업을 선도할 중요한 산업임에는 틀림없다.

그러므로 이 산업은 제주도가 특화된 산업으로 육성할 필요가 있으며, 이 산업이 경제성을 갖추기 이전부터 이에 부응하는 산업적 Infra 구축을 서둘러야 한다.

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▲ 그림4. 부유식해상풍력발전단지.
해상풍력발전사업은 반드시 ‘부유식해상풍력발전산업’을 염두에 둔 사업 계획이 수립되어야 하며, 그에 대한 실현가능한 계획도 동시에 추진되어야 한다.

육상풍력발전의 신규고용창출효과는 ‘그림5  : 풍력산업의 고용효과’와 같이 15.1[명/㎿]이다.

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▲ 그림5. 풍력산업의 고용효과.
특히 해상풍력발전산업에서 EWEA는 Europe에서 Wind energy 분야는 향후 10[년] 동안 직·간접 신규 고용은 약 273,000[개]에 이를 것으로 평가하고 있으며, 2020[년]까지 462,000[개]의 직·간접 신규 고용으로 확대된다. 이와 관련하여 Offshore wind energy 분야는 각각 134,000[개]에서 169,000[개]로 예상하고 있다.

Europe에서 2030년까지 광범위하게 Offshore wind energy는 증가될 것이며, 480,000[개]의 신규 고용과 14,000[㎿]의 해상풍력발전이 신규로 건설될 것이다. 이중 300,000[개]의 해상풍력발전에서 신규고용이 유발 효과가 있다고 하므로, 해상풍력발전에서의 신규고용창출효과는 21.4[명/㎿]이라 할 수 있다.

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▲ 그림6. 2011년 Portugal에 설치된 2[㎿]급 FOWT.

‘부유식해상풍력발전산업’은 타 산업과 다르게 인류가 에너지를 필요로 하는 한 지속성장이 가능한 산업이며, 우주항공과 최첨단 국방 기술까지 섭렵하는 최첨단산업이기도 하다.

여러 면에서 기술 검토를 해보면, 12[㎿]급 해상풍력발전시스템 개발을 하기 위해서는   Top head의 무게를 500[Ton] 이하로 낮추어야 한다. 12[㎿] 초전도 발전기 개발은 초대형풍력발전시스템의 기술적 장애요인이지만, 그 기술은 미국의 DOD의 차세대 반 잠수식 Stealth 구축함 Zumwalt DDG 1000에 전기추진동력으로 사용하기 위한 연구를 시작하여 2006년에 성공적으로 납품 완료한 최첨단 기술에 해당한다.

특히 대형재래식전동기에서 철손으로 인한 소음이 발생하는데, 초전도발전기인 경우, Generator rotor는 비금속으로서 철손이 존재하지 않으므로 이로 인한 소음이 없고 좋은 효율의 중량과 부피에 대한 장점이 있다. 이러한 기술은 함정 무기 체계인 협소성과 은밀성을 제공하므로 잠수함 건조 등에 필요한  국가 전략 기술에 해당한다.

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▲ 그림7. 재래식모터 25[㎿]와 초전도모터 36.5[㎿]의 크기 비교.
부유식해상발전식스템(FOWT) 산업은 10[㎿]급 이상의 초대형화와 대량생산만이 그 시장을 선점할 수 있다. 500[㎿]부터 시작하여 16,000[㎿]의 시장으로 년간 3조원에서 40조원의 시장으로 성장하는  그런 산업인 것이다.

부유식해상풍력발전산업의 시작은 울산의 현대중공업과 같은 대단위 조선소가 존재해야 가능하다. 그러나 제주특별자치도가 정책적으로  500[㎿]의 해상풍력발전단지를 추진할 경우, 초기에는 비교적 공사비용이 저렴한 고정식을 위주로 공사를 진행하여 점차 부유식해상발전식스템(FOWT)을 증가시키면서 시장을 확보하여야 한다.

고정식풍력발전사업인 덴마크의 Anholt Offshore wind Farm인 경우, Siemens 3.6[㎿], 111[기] 총 400[㎿]의 풍력발전단지 설치 공사가 2011년 8월 ~ 2013년 9월 상용운전까지 동원된 선박 수만 총 110[척] 정도가 투입이 되었다.

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▲ 그림8. Anholt Windfarm의 배후단지로 사용된 Grenaa Harbour.
이처럼 고정식해상풍력발전은 풍력발전시스템을 공급하기 위해서는 “그림8 : Anholt Windfarm의 배후단지로 사용된 Grenaa Harbour” 처럼 대단위 배후단지가 필요한데 이 정도의 공사를 성공적으로 추진하기 위해서는 현재 한림항 크기의 2배에 해당하는 신규 항만 설비가 요구된다.

따라서 이러한 설비를 확충하기 위해서는 점진적으로 부지를 마련하고 이 부지는 향후 “그림 12 : 부유식해상풍력 생산 설비”에서처럼 부유식해상풍력발전시스템 조립이 가능한 대단위 조선소 건립이 가능한 규모가 되어야 한다.

이러한 조선소에서 생산능력을 초기 60[대/년] 에서 최대 700[대/년]로 지속적으로 확대하고, 선점한 시장을 바탕으로  좋은 품질과 납기 준수 및 경쟁력 있는 가격으로 제조를 해야 한다.

12[㎿]급 부유식해상풍력발전시스템 조선소에서 경쟁력 있는 가격으로 생산 공급할 경우 대략 340[억원/대]로 예측된다. 이 경우 이 조선소의 년 매출은 60[대/년]일 경우 20,400[억원/년], 최대 700[대/년]인 경우 238,400[억원/년]의 단일 품목으로 세계 최대 중공업 제조회사가 탄생한다는 것을 의미한다.

제주도내 1차 수요 생산 시장에서 시작하여  점진적 대량생산 체제를 구축하고 지속적인 기술개발을 해 나가면 세계 최초로  12[㎿]급 부유식해상풍력발전시스템도  개발과 제작이 가능할 것이다.

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▲ 그림9. 부유식해상풍력 생산 설비.
부유식해상풍력발전시스템에서 핵심역량의 원천기술은 미국의 Principle Power Inc.(PPI)에서 보유하고 있다. 따라서 본 사업을 성공적으로 추진하기 위해서는 PPI의 기술을 적극 유치할 필요가 있다.

최근 PPI는 미국 오바마 정권이 야심차게 추진하는 WindFloat Pacific Offshore wind demonstration project의 Prime recipient로 선정이 되어 SIEMENS 6[㎿], 5[기]의 30[㎿] Wind Farm을 2017년 상용 운전할  목표로  추진하고 있다.

이 Project는 총 2,500억원의 사업비로서 해안선으로부터 25[㎞] 떨어져 있으면서, 수심은 350[m]로 년 평균 풍속 8.9[㎧]이다.

한국의 조선소는 여기에 소요되는 부유체 5[기] 공급에 대한 Letter of Intent를 체결하고 금년 중 계약 추진할 예정이다.

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▲ 그림9. 국내 해상풍력발전단지의 시장.
그렇다면 이 시장은 제주도가 입지적으로 최적이므로 가만히 있으면 과연 우리가 이 시장을 선도할 수 있는가에 대한 심각한 분석이 있어야 한다.

‘부유식해상풍력발전산업’만을 보면 한국 내에서 가장 최적지는 경상북도 포항시의 호미곶에서 경주시의 감은항까지이다. 이지역이 최적지인 이유는 다음과 같다.
● 연평균 풍속이 8.0~9.0[㎧]를 유지하고 있어서 결코 제주의 풍력에너지에 뒤지지 않는 [풍력] 자원을 가지고 있다.
● 해안선으로부터 가까운 거리에 있으면서 FOWT에 적합한 수심을 60[m] 이상을 유지하고 있어서 해저케이블 공사비용 약 20[억원/㎞]을 절감할 수 있다.
● 주위에 대단위 원자력 발전소가 있어서 고리원자력1호기가 폐로를 진행할 경우, 즉시 대체 전력 수요를 공급할 수 있으면서도 이미 송전선로가 잘 구축되어 있어서 송전구축비용이 비교적 저렴하다.
● 생산된 전력이 즉각적으로 소비가 가능한 충분한 전력소비수요가 존재한다.
● 무엇보다도 조선·해양산업의 인프라가 잘 구축되어 있으면서도 포항제철로부터 강재수급이 원활하다.
● 최근, 삼척시장, 경주시장 및 부산시장은 탈핵을 공약으로 당선되었으므로 원전을 대체할 새로운 전력생산 방안을 모색 중에 있다.

이러한 상황이므로 타 지역과  차별화하고 경쟁력을 가지기 위해서는  제주도가 모든 역량을 집중하여 해상풍력산업을  추진하지 않으면 안 된다.

타 지역의 해상풍력발전사업의 추진 진행사항을 보자.

 ‘서남해한 대규모 해상풍력발전단지’의 경우  초기 사업 계획 구상은 정부 주도로 2019년까지 총 2,500[㎿]설비에 자금을 9.2[조원] 투입하여 추진한다는 야심찬 계획이었다. 다음은  전라남도 주도의 “전라남도 5,000[㎿] 풍력산업 육성 프로젝트”가 있다.

“서남해한 대규모 해상풍력발전단지”는 치밀한 계획 없이 너무 성급하게 사업을 추진하였고, 그 결과  경제성이 입증되지 않아서   추진이 지지부진하다.  1차 시범단지의 참여사는 “현대, 대우, 삼성, 두산, 효성”등이 있었으나, 현재는 현대중공업과 두산중공업 정도 사업을 참여하고 있는데, 이 부분도 확실히 진행된다는 보장이 없다.

다음은 ‘전라남도 5,000[㎿] 풍력산업 육성 프로젝트’인데 이 사업은 전폭적인 전라남도의 행정적 지원 아래 인·허가 사항의 민원을 적극적으로 해결한다는 프로세스로 추진하되 다만 본 풍력발전단지에 설치될 풍력발전시스템은 전라남도에서만 생산된 제품을 적용한다는 “사업”보다는 “산업”에 비중을 두어 추진하였다.

그 결과 년 간 평균풍속이 서남해 보다는 다소 높아 경제성은 어느 정도 있다고 판단되지만, 산업과 사업을 동시에 추진하는 부담이 풍력발전단지 개발회사에게는 장애요인으로 작용하고 있다. 이러한 사례를 실패로 본다면, 우리 제주도는 지방정부와 풍력발전사업 개발자 그리고 주기자재 공급사간 협의에 의하여  좀 더 치밀한 계획에 의거 추진해야 한다.

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▲ 그림 11. 부유식해상풍력발전시스템의 효과.
부유식해상풍력발전산업은 단지 2차 3차산업으로 만의 역할을 하는 것이 아니고 친환경적으로  1차 산업인 수산업의 활성화에도 기여한다.

부유식해상풍력발전기 운전시 여분의 전력이 발생하는 경우, ‘그림11 : 부유식 해상풍력발전시스템의 효과’에서 처럼 심해의 풍부한 질소, 인산, 칼륨 등의 영양염과 미네랄을 공급하기 위하여 ‘부유식 해상풍력발전기’에 펌프를 설치, 여분의 전력을 표층에 공급하게 되면, 인공어초보다 탁월하게  해양생태계를 활성화하여 수산자원이 증가된다.

이러한 부유식 해상풍력발전시스템은  수산자원 증가에 많은 효과를 볼 수 있으므로 어민 소득이 증대되고, 매우 안정적으로 해양생태계를 활성화한다는 측면에서 친환경적인 산업이라 할 수 있다.

그리고 해양 안보와 관련하여 보면, 이어도나 울산앞바다의 가스전에 필요한 전력을 거의 무한대로 공급이 가능하다. 특히 이어도는 지속적으로 생존에 필요한 연료를 선박으로 공급해야 하는데, 이에 대한 비용을 대폭 낮출 수 있는 장점이 있다.

2014년 기준 휘발유를 연료로 하는 자동차가 연료비가 ‘200,000원/월’으로 가정할 경우, 전기자동차는 약 ‘30,000원/월’이면 충분하다. 이것은 전기자동차가 기존자동차와 같이 대량 생산설비를 갖추고 대량생산 단계에 진입하여 구입가격에 대한 경쟁력을 갖춘다면, 전기자동차의 수요는 폭증할 것이며, 이에 따라 당연히 전력 소비도 대폭 증가하게 되는데, 이 부분에 대하여 제주도는 능동적인 해법이 선행되어야 한다.

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▲ 그림 12. 제주도의 전력소비 증가량.

한국전력은 제주에  전력을  공급함에 있어서 2010년도 기준 ‘3,470억원’ 적자를 보고 있는 상태로 매년 이 금액은 증가 할 것으로 예상되며, 2014년도 기준 약 5,000억 원 이상의 적자를 예상하고 있다. ‘Jeju Carbon Free Island’는 에너지소비 뿐만 아니라 전력생산도 화석연료로부터 자유로워야 한다.

이러한 면에서 제주는 자주적으로 에너지를 해결할 수 있는 해법을 찾아야 한다. ‘부유식해상풍력발전’은 유일한 대안이라 할 수 있다. 새로운 기술을 지속적으로 개발하여야 하는 분야이므로  원천 기술 확보라는 측면에서 보아도 산업으로 육성할 경우, 신규 기술 개발로  ‘좋은 일자리 창출’이 기대된다. 특히 풍력발전시스템이 해상에 설치되면, 소음 및 경관 등의 환경문제를 근본적으로 해결할 수 있다. 또한 난류의 영향이 거의 없는 안정적인 바람에너지를 활용할 수 있고 상대적으로 ‘육상풍력발전’ 보다 에너지가 더 많다는 장점을 가지고 있다.

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▲ 그림 13. 해상풍력발전단지의 해안 경관.
제주를 중심으로 풍력발전기 설치가 되면 ‘해상풍력발전기’들이 제주 해안선을 따라 설치되게 되어 해상풍력발전기가 제주의 수평선을 에워 쌓아 경관 훼손할  부담이 있다. 따라서  제주에서 원거리  해양방향으로 풍력발전기를 설치할 필요가 있는데, 이에 적합한 것은 수심의 문제가 없고  경관 훼손의 문제도 매우 적은 ‘부유식 해상풍력발전’이다. 이에 대한 기술은  현재 성숙단계에 접어들어 실용단계에 이르렀고 최대의 수혜자는 지도자의 의지에 따라 제주도가 될 것이다.

1500여 년 전에 이미 탐라국은 아시아에서 가장 강력한 해상왕국을 이룩했다. 선조들은 한라산에 자생하는 구상나무를 깎고 다듬어 세계 최고 수준의 선박을 제작했다. 아시아를 넘어 서역까지 해상교역을 했던 탐라인의  DNA가  오늘날에 이르러 전 세계의 첨단산업을 주도해 나가는 능력으로 재탄생할 것이다.

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▲ 장대현 전 삼달풍력발전소장.

로마와 카르타고의 지중해 쟁패전, 해상무역을 촉진한 바이킹, 향로와 후추를 찾아 바다로 간 콜럼버스, 해적에서 해군으로 세계를 지배한 대영제국등, 아직도 끝나지 않는 해양무역전쟁은 유사 이래 현재 진행형이다.  남한 육지부 면적보다 넓은 제주도는  해양에서 제주특별자치도  웅비의 해법을 찾을 수 있다. 우리 주변에는 일본 중국 동남아시아 등의 거대 시장이  산재해 있다. 멀지않은 장래에  제주도에서  해상풍력산업이 화려한 꽃을 피우게 될 날이 오리라 믿는다. /장대현 전 삼달풍력발전소장

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