풍력발전은 어느 곳에나 산재되어 있는 무공해, 무한정의 바람을 이용하므로 환경에 미치는 영향이 거의 없고 국토를 효율적으로 이용할 수 있는 청정에너지이다. 대규모 풍력발전 단지의 경우에는 발전단가도 기존의 발전방식과 경쟁 가능한 발전기술이기 때문에 신재생 에너지 자원에서도 특히 각광을 받고 있는 무한 청정에너지이다.
또한 육상용 풍력발전 단지의 면적 이용률을 보면 실제로 풍력발전기 설치에 이용되는 면적은 풍력발전기의 기초부분, 진입도로, 변전소 등으로 전체 단지면적의 1%에 불과하며 나머지 99%는 목축, 농업 등의 다른 용도로 이용할 수 있다.
1997년 12월 교토에서 체결된 의정서에 의해 지구 온난화의 주범인 온실가스에 대한 배출규제가 구체화 돼 선진국 38개국이 2008년부터 5년간 온실가스량을 1990년 대비 평균 5.2%(유럽 8%, 미국 7%, 일본 6%) 감축키로 한 바 있어 선진국에서는 풍력발전기의 보급에 박차를 가하고 있는 상황이다.
우리나라도 1998년 9월 교토 의정서에 서명해 2018년도부터는 협약을 이행해야 하는 상황에 처해 있다. 1990년도부터 1996년도의 이산화탄소 배출량 증가율이 75%로 세계 1위를 기록하고 있는 우리나라는 에너지 소비증가량이 선진국의 4∼5배에 이르며 낮은 에너지 효율과 높은 석유 및 석탄 의존도(80% 이상)에 의해 온실가스 방지 정책 및 기술개발에 대한 노력이 절실하다. 풍력발전시스템에 대한 기술개발과 보급기반 조성에 보다 많은 노력을 한다면 풍력발전은 가장 실용성 있는 재생에너지원으로서 정부의 신재생에너지 보급목표인 2011년 7% 도달에 큰 역할을 할 것이다.
▲선진국의 현황
선진국은 국가적인 차원에서 경쟁적으로 풍력발전기를 보급하고 있다. 현재 가장 많은 풍력발전기가 운전되고 있는 국가는 유럽의 독일로서 2004년 상반기에 설치된 풍력 발전 용량은 731MW 정도이며 지금까지 설치된 풍력발전기 수는 약 1만 5,800기, 운전되고 있는 총 용량은 1만5,329MW나 된다. 풍력발전을 통해 연간 약 3억900만kWh 정도의 전력을 생산하고 있다. 이는 전 독일 전기사용량의 6.55%에 해당하는 수치다.
풍력발전 기술은 올해 현재 5개 정도의 선진 제작사의 시장 지배 구조 하에서 안정기에 진입하는 기술이다. 기술의 도입도 유럽 및 미국 등 10여 개국에 세계 누적 시설용량의 90% 이상을 차지하는 등 지역 편중이 심하지만 지속 가능한 성장에 대한 사회적 욕구의 증대와 풍력발전 기술의 경쟁력 강화 등에 힘입어 범세계적으로 시장 확대가 가속화될 것이다.
특히 풍력발전 기술은 선진국에서는 대형화, 단지화를 통한 자원 개발 및 발전사업의 형태로, 저개발국가의 경우에는 비 전화 지역에 현대적 개념의 에너지를 공급하는 전화사업 등 다양한 형태로 사업화가 진행돼 풍력발전 시장은 향후 10년간 연평균 20∼25% 정도 지속적으로 성장할 전망이다.
또한 해안에서 수km 떨어져 수심이 5m∼20m 바다 위에 풍력발전기를 설치하는 해양풍력발전단지의 경우 대형풍력발전기 개발의 성공으로 인해 국외 풍력발전기 전문제작사들은 해상풍력단지용 모델을 주력 상품으로 내세우고 있다. 현재 덴마크와 네덜란드 북쪽 해안에 대규모 해상풍력단지가 건설 중에 있으며 이들 해상단지의 용량은 각각 600MW와 100MW에 이르며 건설비용은 kW당 약 1,560유로와 2,250유로에 이를 것으로 예상된다. 또한 덴마크는 2030년까지 4,000MW의 해상풍력단지를 조성한다는 목표를 세우고 있다.
▲국내의 현황
국내에서 풍력발전 분야의 기술개발 투자는 1987년 12월에 제정된 ‘대체에너지 기술개발 촉진법’을 근거로 1988년에 대체에너지 기술개발 기본계획이 수립됨으로써 일반기술로 분류돼 연구개발이 시작됐다.
90년대에 접어들어서는 유럽의 풍력발전 기술개발 추세에 따라 중·대형화되고 경제성 있는 계통 연계용 풍력발전 시스템이 연구개발 되거나 도입, 설치되기 시작했다.
지난 약 10년간 중형급 풍력발전시스템 개발에 관심을 가지고 국산화 및 실증운전을 병행해 국내 풍력발전시스템의 도입 여건 조성에 상당한 역할을 했다.
또한 세계시장의 대형화 추세에는 다소 뒤쳐져 있지만 국가차원에서 MW급 풍력발전기 개발 사업이 추진되고 있고 풍력발전 시스템 기술을 자체적으로 개발하기 위한 기술을 축적하고 있다. 향후에는 그 동안의 풍력발전시스템 설치 경험과 단위 구성기기, 중형발전기 시스템 개발경험을 바탕으로 빠른 시일 내에 중·대형 풍력발전시스템을 독자적으로 설계, 제작하고 신규로 조성되는 풍력단지 전체에 대한 설계, 설치 기술을 확보하는 것이 더욱 필요하게 됐다.
2001년에 전력구매 차액 보전 제도를, 현재는 보급 지원 정책을 수립 중에 있는 등 제도적 지원책이 개선되고 있다. 특히 정부 주도의 시범보급과 민간사업자가 추진하는 강원, 영덕, 제주 등 수십 MW급 풍력발전단지 건설사업 등으로 풍력발전에 대한 인식이 제고됨에 따라 민간기업의 시장진입이 활발할 것으로 예측된다.
특히 미래의 에너지원으로 해상풍력이 급부상하고 있는 시점에서 우리나라에서도 육상 풍력은 부지 확보문제로 인한 대단위 사업에 제한적 요인이 있으므로 향후 해상 풍력에 대한 기반조성이 필요하다.
또 해상 풍력발전 사업은 밝은 미래에 대한 무한한 가능성을 갖고 있으며 새로운 사업 분야로 자림매김 할 것이다. 해상풍력 유망지역인 제주지역은 수심변동은 심하지만 바람이 많아 중ㆍ소규모의 해상풍력단지 개발이 유망한 것으로 평가되고 있다.
한국에너지기술연구원은 제주 월정에 해상풍력발전 시범사업을 위한 연구기지를 준공하고 본격적인 해상풍력에 대한 연구를 시작했다.
따라서 해상 풍력사업은 점점 더 확대될 것이고 이 분야에 대한 기술들은 더욱 발전하고 향상될 것이다. 우리나라가 갖고 있는 지리적 여건을 본다면 해상 풍력이야말로 기후협약에 대처해 나갈 수 있는 새로운 신재생에너지인 것이다.
▲개발 여력 충분하다
신재생에너지 산업이 급속하게 성장하고 있는 시점에서 청정에너지인 도시가스를 공급하고 있는 도시가스업계는 정체기를 맞고 있다. 과거 석탄사업에서 출발해 석유, 가스로 연결되는 에너지 사업을 주도하고 있는 도시가스 업계가 이제는 신재생에너지로의 전환을 모색해야할 시점이다.
도시가스 업계가 신재생에너지 사업으로 진출하기 위한 첫 번째 방법이 풍력발전이다. 현재 풍력발전은 신재생에너지 중에서 가장 활발하게 사업이 진행되고 있으며 급속한 성장을 하고 있다. 기술개발 분야는 대형화로, 보급 분야는 대규모 풍력발전단지의 설치가 주류를 이루고 있다. 그러나 신규로 진출하는 도시가스 업체가 대형 풍력발전기를 개발하는 것은 경험과 인력의 부재로 현 단계에서 한계가 많다.
따라서 건물 밀집 지역의 바람 특성에 적합하도록 설계할 수 있고 각 산업체와 가정이 수용할 수 있는 가격대로 제작할 수 있는 소형 풍력발전기를 제작한다면 대규모 풍력발전시스템의 급속한 발전 속에서도 건축물 밀집지역에서 사용될 수 있는 소형 풍력발전시스템의 시장성은 존재한다.
소형 풍력발전은 현재 풍력자원에 대한 인식이 높아지고 있고 섬이나 도서지역에 태양광· 풍력 복합시스템을 독립전원형으로 공급할 수 있는 잠재력이 있다.
기타 관광단지에 소형풍력시스템을 관광자원과 전원공급용으로 생산 판매할 수 있어 기술개발 후 보급할 수 있는 여력이 충분히 있다.
또한 국내에서도 바람자원이 풍부한 지역(제주, 동해안, 서해안, 강원)을 선정해 대규모 풍력단지 사업에 진출한다면 도시가스업계의 정체성을 탈피할 수 있는 절호의 기회가 될 것이다.