[투데이에너지 송명규 기자] 풍력발전은 친환경성과 신재생에너지원 중 높은 효율 등의 이유로 전세계적으로 확산되고 있는 추세다. 반면 국내의 경우 환경부의 생태1등급지 관련 규제문제가 해결되지 않아 원활한 사업추진을 위한 가이드라인 발표가 늦어져 사업침체가 몇 년째 이어지고 있다.
환경전문가들은 경제성만을 앞세운 규모화는 예기치 않은 풍력발전의 생태환경적 문제점을 점차적으로 노출시킬 것으로 우려하고 있다.
반면 풍력업계와 일부 기관들은 풍력사업을 통해 얻을 친환경에너지 효과대비 자연훼손도가 미비하며 업계에서 최대한 자연파괴를 막기 위한 방향으로 사업을 진행하는만큼 환경파괴 문제는 크지 않을 것이라고 강조한다.
이에 본지에서는 육상풍력발전을 통해 발생할 수 있는 다양한 생태환경적 영향을 살펴보고 자연훼손도 막고 친환경에너지원 확보도 가능한 풍력에너지 확대 전략을 위한 과제를 제시하고자 한다.
/편집자 주
풍력에너지는 친환경 청정에너지원으로서의 잠재력이 매우 풍부하며 다른 신재생에너지원에 비해 효율이 높아 RPS제도를 이행하는 의무공급사들이 가장 주목하고 있는 에너지원이다.
신재생에너지 필요성 증가에 따라 풍력발전시설은 전세계적으로 꾸준히 증가하고 있는 추세이며 유럽에서는 20-20-20 목표(2020년까지 온실가스 20% 감축-1차 에너지 사용량 20% 감축-신재생에너지 기여도 20% 달성) 달성을 위해 풍력발전에 대한 의존도를 계속해서 높여가고 있다.
풍력에너지 개발 초기 풍력발전은 환경에 부정적인 영향이 전혀 없는 에너지원으로 여겨져 왔다. 하지만 풍력발전단지의 확대와 대형화는 풍력에 대한 부정적인 인식 확대로 이어졌다.
국내의 경우 미래 화석연료 고갈에 대비해 가장 효율성이 높은 풍력에너지를 확대해야 한다는 논리와 환경파괴가 우려되는 지역에 대해선 풍력설치사업을 막아야 한다는 논리의 대립이 심화되고 있지만 마땅한 해결책은 나오지 않고 있는 실정이다.
풍력은 국내의 경우 활용가능 자원이 상당함에도 여러가치와 이해관계의 복잡성 때문에 각광받지 못하고 있다.
신재생에너지 보급이 우리나라뿐만 아니라 인류의 미래가 달려있는 중요한 과제인 만큼 생태계 보전과 풍력자원의 조화를 이끌어내고 상생할 수 있는 방안 마련이 요구되는 있는 이유다.
■풍력으로 인한 자연훼손, 얼만나?
풍력에너지는 신재생에너지원 자체로서는 대중에게 설득력과 필요성이 받아들여지지만 풍력 터빈의 엄청난 규모로 인해 주거지역 인근에서의 풍력단지 조성은 일종의 지역 이기주의(not in my backyard, NIMBY) 문제를 유발하고 있다.
실제 국내의 경우 정부가 주도적으로 진행하고 있는 서남해 2.5GW 해상풍력사업을 비롯한 대부분의 풍력 조성사업에서 지역주민들의 민원문제에 부딪혔으며 육상풍력의 경우 환경부, 산림청 등 관련부처들이 주민들의 민원문제 해결에 난색을 표해 각종 규제로 사업확대를 막아왔다.
전세계적으로 풍력발전기는 경제적 이득과 탄소발자국 감소를 위해 점차적으로 규모가 커지고 있는 상황이나 약 250m로 추정되는 풍력발전기의 영역으로 인해 경관훼손 문제가 지역주민 민원의 대부분을 차지하고 있다.
최근 한국과학기술정보연구원 녹색정보포털에서 제공된 ‘풍력에너지 확대와 대두되는 환경문제’에 대한 포항공대 연구진 분석결과에 따르면 풍력발전기의 시각적 영향은 크게 △블레이드 반경 △발전기 높이에 따른 시각적 침해 영역(전체 길이의 약 5배) △시각적 지배 영역(전체 길이의 약 10배) △가시 영역(전체 길이의 약 400배) 등 4가지 영역으로 나눠진다.
풍력발전기가 경관 내에서 반복적으로 집단화돼 있는 경우 이러한 시각적 영향이 미치는 영역 크기는 커지게 된다. 이외에도 풍력발전기의 기능적 시각표현이 다소 사람에게 삭막하다는 느낌을 준다는 의견도 있다.
육상풍력단지에 대해 서로 다른 개인과 지역사회의 입장 차를 보이는 것은 객관적으로 보면 상징적이며 함축적인 의미를 가진다. 즉 풍력에 대한 긍정적인 입장을 가진 개인이나 지역사회가 있는 반면 이에 대한 부정적인 입장을 가진 집단으로 나눠서 존재하기 때문이다.
분석결과에 따르면 실제 네덜란드 풍차와의 사진 비교를 통한 반응 시뮬레이션을 통해 네덜란드 풍차에 대한 대중의 인식은 대부분 호감인 반면 자연경관속 현대식 풍력 단지의 이미지에 대한 대중의 인식은 중립적이거나 부정적인 편임이 확인됐다.
실제 전문가들은 사람들이 대규모의 풍력단지보다는 작고 집약된 풍력발전기 구조를 선호하는 이른바 호감도 구배(favorability gradient)를 보인다고 강조한다.
하지만 경제성을 최대화하기 위해서 터빈의 규모가 계속해서 커지고 있는 추세이므로 이에 대한 상충 방안을 마련할 필요가 있다는 것이다.
■소음문제, 해결책 없나?
풍력발전사업에 있어서 자연훼손 만큼 문제되는 부분은 단지 주변 지역주민들에게 미치는 소음문제다.
풍력으로 인한 소음 발생은 낮과 밤에 지속적으로 이뤄질수록 문제가 커진다. 특히 낮 보다는 일반소음이 사라지는 밤 시간대의 풍력터빈 소음은 지역사회에 풍력단지에 대한 불만을 키우는 원인이 될 수 있다.
풍력터빈의 소음은 기계적 원인과 공기역학적 원인에 의해 발생된다. 기계적 소음 발생의 주요 원인은 변속기, 전기 발생장치, 축 베어링에 의한 것이다. 공기역학적 소음 발생은 회전 소음과 난류 소음이며 이는 블레이드의 공기역학적 설계 및 풍속에 의해 결정된다.
기계적 소음은 기술적으로 해결이 가능한 반면 공기역학적 소음은 풍력 터빈의 크기에 따라 상승하기 때문에 핵심 소음원인으로 간주된다.
또한 다른 교통수단에 의한 소음보다 풍력 블레이드에 의한 규칙적인 증폭 변조는 더 산만한 느낌을 준다. 따라서 풍력 터빈은 도심 클러스터에서 가능한 먼 곳에 설치하는 것이 바람직하다.
또한 대중이 느끼는 소음의 영향은 시각적인 부분에 의해 변하기도 한다. 풍력 터빈이 시야에 있을 경우 이로 인한 소음에 더 불쾌감을 느낄 수 있는 반면 풍력터빈으로 인해 경제적 이득을 취하는 사람들은 그렇지 못한 사람들에 비해 불쾌감을 덜 느낄 수 있다.
풍력 터빈의 소음은 기존에 존재하던 배경 소음으로 일부 가릴 수 있다. 즉 인근의 도로 교통으로 발생하던 소음으로 풍력터빈에 의한 새로운 소음에 사람들이 느끼는 불쾌감이 희석될 수 있다.
연구진에 따르면 풍력터빈에 의한 소음은 노출·반응 관계를 가진다. 다른 소음원에 비해 풍력터빈 소음에 의한 불쾌감 반응 발생은 상대적으로 낮은 노출 수준에서 시작된다. 이는 개별적, 상황적 요인에 의해 영향을 받는 것으로 해석할 수 있으며 풍력터빈이 시야 안에 존재할 경우 경제적 이득 여부에 따라 소음 불쾌감 수준에 상이함을 보이는 것으로 나타났다.
지역사회 소음은 환경 스트레스, 소란 유발, 복지 수준 감소 및 건강상의 비청각적 부작용을 유발하는 잠재요인으로 분석되고 있다. 풍력 터빈 소음에 불쾌감을 느끼는 사람들에게는 수면 장애 및 정신적 고통을 유발할 수 있다.
또한 소음인지에 의한 불쾌감뿐 아니라 풍력 터빈 음압 수준 증가에 의한 불쾌감 또한 스트레스 요인이 될 수 있다.
이에 따라 육상풍력 단지 설계 과정에서 이러한 지역 주민의 소음 스트레스 최소화를 위한 장치 마련이 함께 고려돼야 할 것으로 보인다.
■야생동물에 미치는 영향
풍력발전기가 야생동물, 특히 조류와 박쥐류의 생활에 미치는 영향은 오래 전부터 연구가 이뤄져왔으며 위험요인을 제거할 수 있는 다양한 해결책이 강구되기도 했다.
반면 풍력전문가들은 과거의 연구 결과는 터빈으로 인한 야생동물 치사 문제와 다양한 복합 요인을 놓치고 있는 경우가 많다고 강조한다. 즉 풍력터빈에 의한 조류와 박쥐의 죽음 등 상세데이터 확보가 미흡하거나 풍력터빈과의 직접적인 접촉으로 인한 동물 죽음만 고려하는 경우 등 명확한 정보가 없다는 것이다.
실제로 미국 위스콘신 주에 풍력발전단지가 설치된 후 맹금류 개체 수가 47% 가량 감소하는 상황도 발생했다. 이외에도 풍력 터빈이 조류의 번식 성공률과 개체 수 성장에도 부정적인 영향을 미치는 것으로 보고되고 있다.
반면 이러한 상관관계가 추정으로 반드시 연결되는 것은 아니며 풍력발전기가 야생동물의 죽음과 연관성이 없다고 주장하는 전문가들도 존재한다.
그들은 풍력발전기와의 충돌보다 포식자, 밀렵꾼, 비행기에 의한 치사율이 높으며 시간이 지남에 따라 조류는 풍력터빈을 인식할 능력이 생기고 풍력발전은 화력 발전소보다 야생동물 서식지에 미치는 부작용이 적다고 주장한다.
조류가 풍력 터빈에 충돌하는 원인은 조류의 인식보다 외부 환경 요인에 의한 경우가 많아 조류의 비행경로나 서식지 주변을 피하는 풍력단지 설계가 요구되고 있다.
육상풍력과 마찬가지로 해상풍력발전기 또한 조류와의 충돌 위험을 내재한다. 조류는 풍력발전기에 대해 거시적인 회피와 미시적인 회피 성향을 보인다.
거시적인 회피는 조류가 풍력발전기를 피해 비행 경로를 변경하는 것이고 미시적 회피는 조류가 풍력 단지에 유입했을 때 발전기시설을 피하는 행동을 보이는 것이다.
해상풍력 구조물의 충돌 위험 또한 터빈의 특성(크기, 회전 속도, 형태, 조명 등), 지형, 기후, 터빈 배치 대형, 조류의 종류 및 개체 수 등에 따라 변하게 되며 플랫폼의 위치와 철새 이동 경로 간 교차 여부 또한 중요하다.
풍력발전으로 인해 야생동물이 받는 영향은 운전뿐만 아니라 건설 중에도 일어난다. 다만 이러한 잠재적 환경영향 문제에 대한 이해를 설득시키기에는 충분하고 명확한 풍력발전기와 동물개체간 연관 관계조사 결과가 전세계적으로 미흡한 실정이다.
이에 따라 풍력단지 조성 전 야생동물 영향 부분에 대한 모니터링이 세심히 이뤄져야 할 것으로 보인다.
풍력단지 건설로 인한 동물개체 감소를 방지하기 위해서는 △설계 과정에서 자연환경 파괴 최소화 △구조적인 건설 예비조사 및 건설 후 예측을 통해 잠재적 영향을 조사 △야생동물 보호를 최대화하는 최적의 건설부지 선정 △이해당사자들 간의 긴밀한 협력이 밑바탕돼야 한다.
또한 풍력에너지 프로젝트로 인한 야생동물 피해를 최소화하기 위해서는 야생동물 보호 및 민감성 핵심지역을 피하고 △생태학자의 풍력단지 설계과정 참여 △건설 후 모니터링 프로그램 운영 △조류 이동경로 고려 △경관과의 조화를 고려한 시각적 설계 및 조명 설치 △송·변전케이블 지중화 △번식 등의 예민한 시기 등을 연구해야 할 것으로 요구되고 있다.
■풍력에만 있는 특별한 위험, ‘깜빡임’
국내에는 잘 알려져 있지 않지만 그림자 깜빡임(shadow flicker)은 풍력에너지에서만 특별하게 발생되는 영향이다. 날개가 회전할 때 햇빛이나 인공광원에 의해 그림자가 드리워지면서 깜빡이는 효과가 연출되는데 경우에 따라 불쾌감을 유발할 수 있다.
맑은 날에는 22m 규모의 터빈 날개의 그림자 깜빡임이 1.4m 거리 내에서 관찰되는 것으로 알려졌다. 또한 태양 이동경로에 따라 그림자 깜빡임이 발생하는 위치가 변하기 때문에 계절에 따른 차이를 보이기도 한다.
풍력발전기의 움직임이 전자기적 간섭을 유발하기도 한다. 라디오나 텔레비전의 전송 신호가 회전하는 풍력 날개를 통과할 때 교란될 수 있으며 발전기의 움직임 그 자체만으로도 전자기파를 생성할 수 있다.
3MW 전력을 생산하는 풍력발전기 설치에는 약 1,600m²의 토지가 필요하다. 토지 이용에 따른 부작용을 최소화하기 위해 황무지에 주로 조성하고 있지만 풍력에너지 이용이 증가할 경우 기존의 농지 사용이 불가피할 수 있음을 고려해야 한다. 전문가들은 토지문제가 또다른 환경문제를 야기할 수 있다고 강조한다.
■해상풍력 전자파·소음문제 심각
바닷속에서는 시각보다 청각이 더욱 중요한 감각으로 활용되므로 해상풍력발전기의 공사 과정 및 운전은 해양 생태계에 상당한 소음원이 될 수 있다. 특히 청각에 예민한 고래, 돌고래, 바다표범 등에게는 소음 그 자체로의 스트레스와 의사소통 방해 요인이 될 수 있다.
전문가들은 건설 과정에서의 항타 소음(pile-driving noise)은 어류의 동종 간 의사소통에 장애를 유발할 수 있다고 강조한다. 또한 풍력발전기를 운전하는 동안에는 돌고래와 바다표범의 발견 거리가 구조물이 없을 때에 비해 상당히 증가하는 것으로 나타났다.
어류는 발전기 운전소음에 직접적인 트라우마가 생기지는 않지만 해양 포유동물과 마찬가지로 장기적이고 만성적인 스트레스를 받을 수 있다.
해상풍력발전기 플랫폼에는 장치간 전력이동을 위한 집약적인 전선 네트워크가 구축돼 있다. 그 결과 지구에서 발생하는 것과 유사한 세기의 전자기장을 형성하게 된다.
육상풍력발전기에 비해 해상풍력사업의 경우 NIMBY현상이 덜하지만 수송 및 전력 전송 비용 감소를 위해 해안 인근에 시설물을 구축할 경우 지역사회의 반발을 살 우려가 존재한다. 또한 풍력발전기가 발생시키는 초저주파음 등의 전자파는 비록 사람의 귀에는 들리지 않지만 인근 구조물의 진동을 유발시킬 수 있다.
또한 육상에서와 마찬가지로 블레이드 회전으로 인한 그림자 깜빡임 현상은 시야 내 연안 인근의 주민들에게 불쾌감을 일으킬 위험이 존재한다.
■정부부처간 훼손관련 입장 엇갈려
국내의 경우 육상풍력을 중심으로 환경훼손과 관련해 관련부처간 입장이 대립하고 있다. 육상풍력으로 인한 생태계 등 환경파괴를 우려하는 환경부와 풍력산업 육성을 통한 친환경에너지확보가 환경에 긍정적인 영향을 줄 것이라는 산업부의 입장 두 가지가 충돌해 국내 육상풍력의 사업지연이 이어지고 있다.
환경부에서는 풍력의 가능성과 가치에 대해 인정하고 있지만 환경과 풍력의 가치충돌을 해결하지 못하면 업계에서 요구하는 대로 육상풍력 허가를 내줄 수 없다는 입장이다.
환경부의 관계자는 “생태계의 경우 한번 파괴되면 다시 돌이킬 수 없기 때문에 향후에 가져다주는 장기적인 혜택도 충분히 고려해야 하기 때문에 육상풍력의 환경훼손 부분을 무시할 순 없다”고 밝혔다.
이에 대해 산업부는 환경보전의 중요성을 인식하고 있어 백두대간에 대해서는 절대 설치하지 않도록 할 계획이어서 육상풍력 확대가 환경훼손으로 이어질 수 없다는 입장이다.
산업부의 관계자는 “국내기업들은 국산화 등 기술발전을 이뤄내고도 해외진출에 필요한 최소 트랙레코드 확보에 어려움을 겪고 있어 부처간 합의를 통한 설치확대가 필요한 상황”이라고 강조했다.
■풍력업계-환경훼손 위험성 있으면 시작도 안해
실제 풍력업계에서도 풍력발전단지 조성사업시 풍력발전기로 인해 발생할 수 있는 자연환경과 인근 주민에 대한 훼손 등의 위험한 상황에 대해 인지하고 있다는 입장이다.
풍력업계의 관계자는 “풍력발전단지 조성사업을 계획할 때 기본설계와 상세설계 2단계로 나눠 진행하고 있는데 사전환경성 평가나 타당성 검토 과정에서 주변에서 발생할 수 있는 모든 환경파괴 위험성에 대해 업계가 직접 비용을 들여서 조사를 하고 있다”라며 “풍력발전기 가동으로 인해 소음, 수목 등 환경훼손으로 인한 피해가 가는 부분이 염려된다면 아무리 사업을 통한 경제적 이익이 중요해도 꼼수를 써서까지 강행하는 기업은 없을 것”이라고 강조했다.
풍력전문가들은 무엇보다 환경을 보호하면서도 친환경에너지를 확보하는 방안으로 유럽처럼 업계와 정부, 환경단제 모두 ‘환경파괴 위험 때문에 안된다’라는 인식이 아닌 ‘환경파괴를 줄이면서 이 사업을 진행할 수 있는 방법을 같이 고민하자’라는 기본적인 인식을 가지고 합의해 나간다면 환경훼손 및 주민피해 문제는 발생하지 않으면서 풍력발전기를 지속적으로 확대해나갈 수 있는 방안이 될 수 있다고 강조하고 있다.
국내 한 풍력전문가는 “유럽의 경우 그동안 국내와 같이 인허가문제로 인해 오랜시간 갈등하고 연구한 결과 합리적 방안인 ‘NATURA2000’ 가이드라인을 만들어 풍력사업에 적용하고 있다”라며 “이는 공익적인 보존보다 해당 사업이 중요할 경우 1등급지라도 훼손을 줄이면서 설치를 허가하되 그로인한 피해비용을 업계가 모두 부담하는 등 합의방식으로 구성됐으며 해당지역 외 대체방안이 있으면 대체방안을 마련해주고 없으면 설치를 허가하기 위한 검토를 진행해주는 방식으로 진행돼 환경훼손도 줄이고 풍력에너지 확보도 늘려가고 있다”고 설명했다.
■결론
지금까지 풍력발전은 다른 신재생에너지원에 비해 환경적으로 무해한 완벽한 청정에너지로 여겨졌다.
하지만 풍력발전의 규모화는 예기치 않은 다양한 부정적 환경영향을 유발해왔다. 이러한 생태학적 문제점들이 대중들로 하여금 풍력발전에 대한 부정적 인식을 확산시킬 수 있는 바탕이 될 수 있는 만큼 연구전문가 및 정부, 기관 등에서는 새로운 인식의 전환을 바탕으로 하는 풍력에너지 확산 전략을 세심히 구상해야 할 것으로 요구된다.
미래 세대를 위한 신재생에너지는 탄소 배출 감축뿐 아니라 주민과 자연 생태계 간의 융화 또한 만족시켜야 한다.
그런 결과를 위해선 환경파괴 예방도, 친환경에너지 확보 모두 달성할 수 있는 합리적인 방안 마련에 정부와 관련기관, 환경단체 등 관련된 모든 이들의 고민은 계속돼야 한다.