▲ 덕적도에 조성된 소형풍력 발전단지.
[투데이에너지 송명규 기자] 국내 소형풍력산업은 사실상 벼랑 끝에 몰린 상황이다. 정부가 진행하는 보급사업과 설치의무화사업 등을 통한 일부 설치를 제외하고는 내수시장에서의 수요확대가 거의 진행되지 않는 상황이다.

문제는 우리나라를 제외한 해외의 경우 소형풍력시장이 매년 성장할 정도로 수요가 확대되고 있다는 점이다. 무엇보다 효율성 높고 안정성이 강화된 제품기술력을 국내기업들이 확보하는데 실패했으며 정부의 애매한 보급지원 정책도 이에 영향을 미쳤다고 볼 수 있다.

이런 가운데 올해부터 얼마 남지 않은 소형풍력 기업들의 경쟁력 확보를 위한 기술개발 등이 진행되고 있으며 사실상 소형풍력이 다시 살아날 수 있는 마지막 기회로 점쳐지고 있다.

이에 현재 소형풍력시장의 현황과 활성화를 위한 진정한 과제는 무엇인지 들여다보고자 한다. /편집자 주

벼랑 끝에 몰린 국내 소형풍력산업
세계풍력에너지협회(WWEA)에 따르면 전세계 소형풍력시장은 2012년말 기준 누적설치개수가 비교적 큰 시장인 인도와 이탈리아를 제외하고도 806,000대에 달할 정도로 지속적인 성장세를 보이고 연평균 20%씩 성장 중이다.

특히 제조분야에서 캐나다, 중국, 독일, 영국, 미국이 전세계 소형풍력 제조업의 50%를 차지하고 있으며 전세계적으로 시스템 개념의 완성품을 공급하는 제조기업은 330개 이상이다. 또한 관련 부품, 기술, 컨설팅, 판매 서비스를 제공하는 기업은 약 300개 이상으로 유지되고 있으며 중국은 연간 18만대의 생산 능력을 갖추고 있는 상황이다.

반면 국내의 경우 시제품 제작수준에 머물러 있다. 이에 따라 국내시장뿐만 아니라 해외시장 진출에도 어려움이 있는 상황이다.

소형풍력발전기의 국내 설비인증은 2007년 이후 6개 업체 9개 모델에 불과하다. 특히 국책연구개발사업으로 기술개발된 제품의 인증획득이 1개에 불과한 데 이는 정부 지원으로 개발된 시제품을 제조업체의 자체자금과 기술력으로 최적화시키는 데 실패했기 때문이라고 분석된다.

소형풍력 제조사들이 경쟁력 확보에 어려움을 겪는 원인은 국내 제조사들의 영세성, 전문인력 부족, 서플라이체인 부재 등에 있다.

이에 국내 소형풍력산업의 성장을 위해선 제품의 기술성과 신뢰성 확보가 전제돼야 하며 이를 위해 시스템의 최적화를 컨설팅할 수 있는 전문적이고 체계적인 기술지원이 시급한 상황이다.

국내기업들의 경우 기술개발에는 문제가 없지만 시장확보를 통한 설치경험이 부족하다보니 가격대비 효율성을 인정받지 못하는 등 가격경쟁력을 높이는 데 실패한 상황이어서 해외시장 진출이 수월하지 못한 상황이다. 이에 따라 R&D 등 기술개발에 대한 지원보다는 제품의 신뢰도를 높이고 가격을 내리기 위한 안정성 확보에 집중해야 한다는 목소리가 높아지고 있다.

생존을 위한 마지막 보루
한국에너지기술평가원은 2016년 국내 소형풍력발전시스템의 최적화된 기술확보와 기업들의 시장 확대를 지원하기 위한 소형풍력발전시스템 최적화 엔지니어링 기술개발 사업을 올해 첫 시행해 주관사업자인 강원대학교를 중심으로 광운대, 충남대, 한국표준과학연구원 및 한국기계전기전자시험연구원이 사업을 주도하고 있다.

이들 연구기관들은 정부로부터 연간 최대 25억원 지원받아 4년간 국내업체들이 세계시장에서 경쟁할 수 있는 기술확보를 위한 엔지니어링 지원을 수행하게 된다.

소형풍력발전기의 국내 설비인증은 2007년 이후 6개 업체 9개 모델에 불과한데다가 국책연구개발사업으로 기술개발된 제품의 인증획득이 1개에 불과할 정도로 정부 지원으로 개발된 시제품을 제조업체의 자체자금과 기술력으로 최적화시키는 데 실패한 상황이다.

이에 이번 사업에선 설텍, 라은테크(), ()썬테크, ()디엔디이 등 국내 소형풍력 관련 기업들이 참가해 최신 기술 확보에 주력하게 되며 사실상 이번이 마지막 기회라는 일념으로 기술확보를 진행하고 있다.

▲ 가사도에 조성된 풍력과 태양광설비.
우선 국내 소형풍력 제조사나 개발업체가 시스템최적화를 위한 고가의 시뮬레이션 장비구축 및 프로그램 구입이 어려운 상황인 만큼 과제수행기관의 장비를 활용해 국내 제조사의 발전기 최적화를 지원하게 되며 4년의 사업기간을 감안해 50% 이상의 추가적인 인증가능 모델을 발굴해 전주기적인 지원을 통한 인증완료를 이뤄낸다는 전략이다.

이를 통해 개발비용절감, 제품의 경량화, 생산단가 절감, 공정단축 등을 유도해 제품의 가격경쟁력을 높인다는 것이다. 특히 국내 소형풍력 제조사에 대한 지속적인 지원체계를 통해 소형풍력발전기의 효율 및 신뢰성 향상까지 이어져 국내기업들의 경쟁력을 강화시키고 해외시장 수요에 대응할 수 있는 체계를 구축할 것으로 전망된다.

소형풍력 규제 완화아직 부족해
정부는 지난해 소형풍력 이격거리를 기존 50m 이내에서 제품별로 시스템높이의 2배로 완화하는 등 소형풍력 활성화방안을 위한 설치기준 용역을 마련하고 올해 신재생에너지 보급사업부터 기준안을 적용할 예정이다. 이에 소형풍력 보급확대의 전환점이 될 것으로 전망되지만 아직 부족한 점도 많다.

신재생에너지 주택건물지원사업에서 소형풍력발전기 설치 이격거리를 기존 반경 50m 이내에서 제품별 시스템높이의 2배 길이 반경으로 줄이는 등 시공기준 완화가 필요한 부분을 건의하기 위한 최종검토를 마치고 지난해 최종결과를 발표했으며 올해 신재생에너지 보급사업부터 적용된다.

이번 시공기준 변경에 따라 3kW 기준 소형풍력발전기 시스템높이가 평균 7~23m 정도 길이인 점을 감안할 경우 14~46m 이격거리로 소형풍력 설치사업을 진행할 수 있게 된다.

일반적으로 13m 정도의 제품이 상용화돼 있는 점을 감안하면 기존보다 평균 24m 정도의 이격거리 내에서 설치사업이 확대될 전망이다. 단 이격거리 이내에 포함된 지역주민 전체의 동의서를 받아야 한다.

실제 국내에서 주택건물지원사업 등 신재생에너지 보급사업을 시행하기 위해선 국내인증을 받아야 하는데 이때 타워와 전체 시스템의 높이도 인증절차에서 정확하게 책정하고 있다.

이에 따라 이번 기준완화로 인해 향후 기업들은 소형풍력발전기 설치사업 설계시 자사제품에 따라 다양하게 사업구상이 가능해졌으며 기존대비 설치가 대폭 확대될 가능성이 높아진 것이다.

반면 소형풍력 업계의 숙원이었던 설치지역 풍속기준 완화여부는 이번 검토대상에서 제외돼 아쉬운 측면이 있는 상황이다.

이번 용역과정에서 그동안 소형풍력 보급사업에 큰 장애가 된 설치장소 풍속기준 4.5m/s 이상 조건을 3.5m/s로 대폭 완화해줄 것을 요구한 업계의 의견을 검토했지만 한국에너지공단 등 정부기관에서 풍속기준에 대한 완화는 다음 시점으로 보류하기로 결정한 상황이다.

실제 2014년 기상청 자료에 따르면 1년 동안 4.5m/s 이상의 풍향조건이 유지된 지역이 단 3곳에 불과할 정도로 국내의 경우 설치지역에 한계가 있어왔다. 이에 따라 그동안 소형풍력업계에서는 풍향조건의 기준완화를 줄기차게 요구해왔지만 에너지공단에선 풍속기준 완화의 경우 급하게 진행하기보단 보다 면밀한 검토가 필요하다는 입장을 표명해 검토대상에서 제외된 것으로 알려졌다.

이번 이격거리 기준완화에 따라 국내 풍력업계에서는 기존에는 설치사업이 불가능했던 밀집 주택단지에서도 보급사업이 가능해져 주택건물지원사업 등 국내 신재생에너지 보급사업에서 타 에너지원과 경쟁이 가능할 것으로 기대하고 있지만 국내에 설치환경이 부족한 현실에서 풍속기준 완화 등 좀더 세밀한 규제완화도 빨리 고민해야 한다는 지적이다.

최근 국내를 포함한 전세계 전력수요가 급증함에 따라 사용의 편리성, 새로운 전기설비 보급 등으로 에너지소비가 증가하는 반면 현 시대까지 전력의 주공급원이었던 화석연료를 이용한 발전은 연료비 상승, 온실가스 등의 문제로 한계점에 다다른 시점이다.

이러한 상황에 대처하기 위해 전세계에서는 스마트그리드가 크게 확산되고 신재생에너지 관련 시장이 급성장하고 있는 가운데 스마트그리드 및 이와 연계된 신재생에너지를 근간으로 하는 분산형 전원공급체계의 확산은 이제 국내외를 막론하고 선택이 아닌 필수가 돼 가고 있으며 소형풍력은 그런 분산형 전원공급체계에서 태양광만큼 많은 수요가 예상되고 있다.

반면 대부분 영세한 중소기업들이 이끌어가고 있는 소형풍력산업의 현 시점에서는 대규모 물량을 공급할 수 있는 시장을 자발적으로 형성하기는 매우 어려울 것으로 판단된다.

정부의 소형풍력산업에 대한 정책 지원 확대는 트랙레코드 축적 기회 제공 등 소형풍력시장을 활성화시킴으로써 새로운 투자와 연구개발을 통한 기술력 증대, 신규 일자리 창출, 도서지역 결손비용 보전 등의 시너지 효과를 가져올 수 있을 것으로 전망되는 것은 사실이다.

특히 국내 소형풍력 업계는 대규모 물량을 공급할 수 있는 시장만 형성될 수 있다면 규모의 경제를 실현함으로써 소형풍력 발전기 단가를 적어도 30% 이상 절감하는 것이 가능할 것으로 판단하고 있는 만큼 결국 초기시장 확보를 위한 정부의 규제완화가 뒷받침된다면 단계적 투자 및 지속적 기술개발 등을 통해 경쟁력 향상이 가능할 것이라는 평가다.

가격경쟁력 높일 효율안전 확보 올인해야
신재생에너지 설치 확대가 이어지고 있는 일본에서 가정용 태양광보다 소형풍력에 대한 긍정적인 평가가 이어지고 있어 전세계적인 시장활성화가 기대되고 있다. 반면 국내기업들이 안전성 등 경쟁력을 높일 방안을 확보하지 못하면 어차피 그림의 떡이 될 수도 있는 상황이다.

일본 내에서 가정용 신재생에너지시장의 경우 기존에는 태양광발전설비 설치가 확대돼 왔지만 최근 들어 발전효율이 일정적으로 유지되면서 제한적이지만 가정에도 설치가 가능한 소형풍력이 주목을 받고 있는 것으로 나타났다.

특히 일본의 경우 가정별로 분산형전원구성이 확대되고 있는 추세로 모든 집에 설치가 가능하진 않지만 규모가 큰 주택을 중심으로 소형풍력발전기 설치가 이어진다는 것이다.

또한 전문인력에 대한 고임금과 원재료 가격의 높은 가격대로 인해 일본 내 양산형 생산이 미국이나 한국에 비해 경제성 측면에서 불리한 부분이 있는 것으로 알려져 있다. 이에 일본에 비해 다소 싼 가격에 납품이 가능한 한국기업들이 기존에도 일본 소형풍력시장에 극소수로 진출해왔으며 향후 일본 소형풍력 수요확대의 덕을 볼 가능성이 높다는 것이다.

반면 이러한 해외시장 수요확대를 국내기업들이 기쁜 소식으로만 받아들이기 힘든 것도 사실이다. 국내에서도 시장확보가 안된 상황에서 설치경험이 부족하다보니 가격대를 낮추는 것도 어렵다는 것이다.

특히 제품의 안정성을 높이려면 많이 설치해서 가동시키는 방법 밖에 없는데 설치경험이 없으면 제품의 안정성을 어떻게 높힐 수 있는 지 노하우 확보도 못하는 것이다.

이렇다보니 아무리 우수한 기술을 가지고 있어도 제품 설치 후 돌풍 등으로 인해 파손 등의 상황이 발생하면 업체가 거의 수익을 유지보수나 보상으로 날려먹는 경우가 많았던 것이 사실이다.

이에 따라 현재 일본 등 해외에서의 소형풍력 수요가 늘어가고 있는 상황에서 국내 소형풍력기업들이 생존하기 위해선 10년 이상 고장나지 않을 제품 안정성 확보가 가장 중요하다는 것이다.

특히 고장이나 파손을 사전에 예측할 수 있도록 안전유지보수 인프라 구축이 가장 필요하다는 지적이다.

▲ 삼마도에 설치된 소형풍력발전기와 태양광발전단지.
안정적 시장확보, 늦지 않아
현재 정부가 ESS를 연계한 태양광과 소형풍력 하이브리드 확대를 중심으로 도서지역에 대한 에너지자립에 집중하면서 소형풍력 확대가 기대되고 있는 것이 사실이다.

정부는 현재 울릉도 등 도서지역을 중심으로 에너지자립섬을 조성함으로써 에너지 미래시장을 창출한다는 방침이다. 신재생에너지와 ESS와의 융합을 통한 도서지역 독립형 마이크로그리드 산업 확대를 적극 육성해나가고 있다.

전력공급이 어려운 지역에 대한 에너지자립을 확대해줄 수 있는 ESS 융합 신재생에너지원 중 소형풍력이 가장 효율적으로 사용될 수 있다는 의견이 제시되고 있다. 도서지역 대부분이 해안지역 바람자원이 우수하고 24시간 가동이 가능한 소형풍력이 타 신재생에너지원에 비해 가장 적합하다는 것이다. 동시에 가격과 소음문제로 어려움을 겪고 있는 문제를 해결할 수 있는 일석이조의 결과도 기대되고 있다.

ESS를 설치할 도서지역에 소형풍력 설치를 확대할 경우 10개 이내로 축소된 국내 소형풍력기업들의 기술향상과 대량생산체계가 다시 시작되면서 안정적 시장이 형성되고 자연스럽게 가격단가도 낮아져 기술적인 문제도 해결해나가는 방법이 된다는 것이다. 또한 국내 소형풍력기업들 대부분이 가로등을 비롯한 소규모 제품을 출시하면서 태양광과 결합하는 하이브리드 기술을 보유하고 있어 소형풍력만이 아닌 태양광설비 확대에도 기여할 수 있다는 점이다.

도서지역에 대한 소형풍력과 ESS 융합 확대의 장점 중 하나로 기존 도서지역에서 디젤발전기 유지보수 등 O&M를 맡아온 기존 업계와의 연계도 가능하다는 점이다.

소형풍력업체에서는 제품생산과 설치를 맡고 기존 디젤발전기 운용기업은 디젤발전기를 비상시에만 운용할 수 있도록 대비하면서 소형풍력 ESS설비에 대한 장기적인 유지보수와 관리를 맡는 시스템 도입으로 활용할 수 있다는 것이다.

이에 따라 소음문제와 고효율 발전기술 상용화를 업계에서 적극 추진할 수 있도록 정부가 주도적으로 소형풍력과 ESS와의 연계를 확대할 필요성이 제기되고 있다. 특히 소형풍력산업의 발전이 급상승하고 가격단가를 낮추게 되는 결과와 함께 세계적으로 큰 시장을 이끌 트랙레코드 확보까지 이어질 수 있다는 점도 놓칠 수 없는 부분이다.

국내 소형풍력시장이 발전하지 못한 부분은 정부나 기업 모두 안정적인 시장형성에 실패했다는 결과다. 이를 극복하고 향후 수출산업화로 이어가기 위해서라도 정부가 주도적으로 소형풍력 ESS연계사업 확대를 추진해 국내 소형풍력기업들의 트랙레코드 확보도 지원해야 한다는 것이다.

업계는 소음문제 해결, 경량화, 풍속 무관 고효율 발전, 지속안정적인 발전이 가능하며 저렴하고 유지보수가 편리한 도시형 소형풍력발전 기술확보에 전념해야 하며 정부는 이를 활용해 해외진출을 확대할 수 있도록 ESS연계와 관련된 정책적 지원을 꼼꼼히 준비해야 할 것으로 보인다.

특히 에너지자립을 필요로 하는 도서지역의 원활한 전력공급과 향후 세계시장 선점까지 이끌어낼 수 있도록 준비가 필요하며 그 기회는 지금 뿐이다. 

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