[투데이에너지 송명규 기자]부유식 해상풍력 터빈은 안전성과 신뢰성을 확실하게 보장해야 경쟁력을 강화할 수 있다고 평가된다.

해상풍력발전을 추구하는 이유는 크게 3가지로 구분될 수 있다. 첫 번째 해상풍력설비는 바다 위에 설치되기 때문에 육상 풍력발전과 같이 시각적 공해 이슈를 불러오지 않는다는 점이다. 두 번째 이유는 해상의 바람이 육상대비 더 강력하면서 일관성이 높다는 점이다. 세 번째 이유는 값비싼 육상의 토지를 차지하지 않으면서 대규모로 풍력발전을 생산할 수 있다는 것이다. 다만 태풍과 해상에 고정플랜트를 설치하는 비용부담이 커 투자대비 경제성이 육상풍력에 비해 확보하기 어려운 점이 단점이다. 이에 따라 부유식 해상풍력이 주목받고 있다.

▲ 부유식 해상풍력 원리

특히 해상풍력단지의 경우 시간이 지나도 효율적인 발전을 계속하게 해주는 기술이 필요하며 빠르게 확산되고 있는 해상풍력시장에 맞춘 부유식 해상풍력 터빈 구조물에 대한 새로운 기준이 요구된다.

DNV KEMA는 부유식 구조와 관련된 시스템들을 위해서 디자인 요구조건을 만드는 것에 의해 새로운 시대의 부유식 해상풍력 터빈의 발전을 가속화시키는데 도움을 줄 수 있는 새로운 기준을 개발한 바 있다.

우선 △안전성 △디자인 원칙 △지역조건 △하중 및 반응 △재료 및 부식보호 △구조물 디자인 △고정용 닻 설치 디자인 △부유 안전성 △기기유지, 조절 및 기계적시스템 △이송 및 설치 △ 인서비스 감시 및 케이블 디자인 등 해상풍력시장에 적합한 부유식 풍력의 기준은 복잡하면서도 다양하다.

풍력에너지 수요가 증가함에 따라서 해상풍력은 실제적으로 계속해서 심해로 나갈 것으로 예측되고 있으며 미래 풍력 터빈에서 안전성, 신뢰성 및 확신성을 줄 수 있는 디자인 기준을 만들 필요성이 제기되고 있다.

특히 부유식 해상풍력을 디자인, 건축 및 인서비스 감시를 위한 가이드를 만드는 것과 함께 최고의 실행과 기술적인 개발을 통한 성능 향상이 중요하다.

많은 사람들이 모여 사는 해안지역들은 기존의 바닥 고정 해상풍력터빈을 사용하기에 어려움이 많다. 다른 지역에서의 바닥이 낮은 해안은 이미 개발됐거나 혹은 다양한 해저 조건들에 의해 바닥에 고정시키는 해상풍력이 어려운 것이다.

또한 해외뿐만이 아닌 국내에서도 지역주민들은 풍경을 해치는 부정적인 문제에 의해 해상풍력의 설치를 반대하고 있는 것이 사실이다.

전문가들은 완벽한 규모의 프로토타입 구성을 가진 최근의 성공적인 실행에 의해서 부유식 풍력 터빈들이 실제적인 대안이 될 수 있으며 또한 시장성이 있다고 강조한다. 세계에서 몇 개의 회사들과 연구원들은 이미 연구 프로그램, 파일럿 프로젝트들을 개발하고 있으며 심지어는 부유식 풍력농장을 상업적으로 개발하기 위한 계획도 있는 것으로 알려졌다.

일본 및 미국과 같은 국가들은 에너지 정책에서 하나의 중점 분야로 해상풍력을 들고 있다, 이들 국가들의 해변을 따라 해상풍력을 개발하는데 있어 어려운 것은 물의 깊이가 수십에서 수백미터로 다양하다는 점에 착안한 새로운 기술로 부유식 해상풍력에 집중하고 있다.

일본과 영국, 미국은 풍력터빈을 위해 부유식 해상풍력 확대에 주력하고 있다. 새로운 기준을 통한 부유식 해상풍력구조물 기술확보를 통해 향후 새로운 풍력시장의 구도가 진행될 것으로 예측되고 있다.

특히 영국과 일본을 중심으로 부유식 해상풍력시장 점유를 위한 기술개발에 주력하고 있는 상황이다.

스코틀랜드에서는 Buchan Deep이라 명명된 부유식 풍력단지(Wind Farm) 프로젝트가 준비되고 있다. 이 부유식 풍력단지는 기존 고정식 해상풍력단지대비 비용 면에서 훨씬 경제적일 것이라 추정되고 있다. 북해에서 진행되고 있는 석유 및 가스 프로젝트들이 이러한 부유식 플랫폼을 활용한다면 비용을 대폭 절감하는 효과를 얻을 것으로 전망하고 있다.

일본은 최근 2번째 부유식 해상풍력발전설비 건설에 115억엔을 투입했다.

일본은 나가사키현 고토 연안에 이어 2013년 후쿠시마현 동부 연안에서 부유식 해상풍력발전의 실증프로젝트를 실시했다.

이를 통해 3가지 종류의 대규모 부유식 발전설비를 건설할 계획이며 해상풍력과 어업과의 공존 가능성 확인도 진행하고 있다.

이번 부유식 해상풍력발전설비는 일본에서 2번째로 설치되는 것이며 장소는 후쿠시마현 동부 후타바군 연안에서 20km 정도 떨어진 지점이다. 후타바군은 도쿄전력 후쿠시마 제1원자력발전소가 있는 곳으로 신재생에너지를 통한 경제활성화의 필요성이 제기되는 곳이다.

부유식 해상발전은 아직 세계적으로 성숙하지 않았기 때문에 국내에서 기술개발을 위한 연구와 시장선점을 주도한다면 가장 먼저 기술력을 확보할 수 있고 이러한 기술력을 향후 수출하게 되면 국내기업들의 세계시장 점유에도 큰 도움이 될 것으로 전망된다.

국내의 경우 에너지기술연구원을 중심으로 2030년까지 부유식 해상풍력 실증단지 개발을 목표로 세우고 있다. 국내 10GW급 해상풍력단지가 조성되면 연간 380억톤의 이산화탄소가 감축될 것으로 전망되고 있다.

이를 기반으로 풍력 외에도 다양한 해양자원을 활용해 에너지를 생산하기 위해 노력을 기울이고 있다.

저작권자 © 투데이에너지 무단전재 및 재배포 금지