■ 경남호 / 산업자원부 풍력기술개발사업단장, 한국에너지기술연구원 신·재생에너지연구부 풍력·유체기기연구센터장
현재 전세계 풍력발전 시장은 급팽창하고 있으며 2005년에는 총 16조원 규모였고, 2010에는 37조원 규모가 될 것으로 예상되고 있다.
시장 점유율은 덴마크가 계속 1위이며 독일, 스페인이 뒤를 따르고 있다.
풍력발전기 제작업체는 과거 중소기업 위주에서 지금은 대기업 위주로 바뀌고 있다.
‘풍력발전기술’이라고 하면 보통은 풍력발전기기만을 연상하기 쉬운데 사실은 풍력발전 자원조사 및 단지조성 기술, 또 전력 계통내 수용기술 등 보급에 관련된 기술들도 풍력발전기 못지않게 중요하다.
보급할 시장이나 정책적 보급로 조성이 없으면 풍력발전기를 개발할 이유가 없지 않은가?
우리나라도 그동안 산업자원부의 강력한 기술 개발 및 보급 의지로 인해 비약적인 발전을 해 왔다.
수년전만 해도 20MW에 불과하던 풍력발전 보급량이 올해에는 약 10배인 200MW로 증가됐고 750kW 용량의 풍력발전기 2종(효성중공업, 유니슨 산업)이 개발돼 현재 대관령에서 실증 중에 있다.
또 1500kW 풍력발전기도 개발(한진산업)돼 제주도에서 실증 중에 있다.
이들은 내년에 지역에너지 사업으로 시범적으로 보급될 예정이며 향후 국내에 적극 보급될 수 있도록 정책적 지원과 사기업에 앞서 공기업인 발전 업체의 우선적 지원이 필요할 것으로 본다.
국내에서는 이미 주축, 타워, 발전기, 주물 등의 풍력발전기 부품을 수출해 오고 있으며 2005년 말 기준 900억원에 이른다.
이들은 우수한 제품으로 국제적으로 인정돼 지금은 제작 용량이 모자라는 형편이다.
우리나라의 국제 수준급 자동차, 조선 등의 중공업 기반을 고려한다면 대부분의 부품은 국산화가 가능하며 문제는 얼마나 경쟁력이 있는가 하는 점이다.
따라서 앞으로는 풍력발전기의 핵심부품인 날개, 증속기, 제어기의 국제 경쟁력 강화를 위한 연구와 실증이 요구되고 있다.
우리나라의 풍력자원 분포와 가용한 부지를 고려해 볼 때 충분한(예를 들어 우리나라 전력의 10%)전력을 얻으려면 한반도 주변의 해역을 이용해 해상풍력발전을 추진하는 것이 바람직하다.
현재 설치 가격이 2~3배 정도로 비싸기는 하지만 대용량와 해상 구조 및 시공 기술이 발전한다면 머지않아 육상 풍력발전의 수준까지 설치비용을 감소할 것으로 예상되고 있다.
우리나라가 넓은 천해 지역을 가지고 있다는 점, 해상풍력의 경우에는 풍력발전기의 가격 비중이 40%에 불과해 건설 및 해상구조물 비용이 더 크다는 점, 또 우리나라 해상 구조물 기술은 세계 선두 그룹이라는 점을 고려한다면 향후 해상풍력을 중점적으로 추진하는 것이 바람직할 것으로 생각된다.
현재 산자부에서는 해상풍력 실증 시범단지 조성을 지원해 추진 중에 있으며 대용량 해상용풍력발전기 개발도 추진 중이다.
풍력발전기 기술에 관한한 내년부터는 국산 풍력발전기가 상용화 시판될 것이며 내수 시장에서 적극적인 수용이 기대되고 있다.
이러한 국산 풍력발전기들이 국제 경쟁력을 가지려면 부품산업의 약진이 필요하지만 가격이나 품질의 경쟁력을 희생하면서까지 부품을 모두 국산화한다는 것은 그다지 큰 의미가 없다.
그러나 고 부가가치 산업인 핵심부품 기술에 대한 기술 확보는 반드시 필요하다고 본다.
그리고 현재까지는 풍력발전기 시스템 기술 확보가 관건이었으므로 거의 풍력발전기 개발에만 주력해 왔지만 앞으로는 이들의 보급을 극대화할 수 있도록 육·해상 풍력발전단지 기술과 전력계통에 대한 기술 확보를 함께 병행해야 할 것이다.
근래 풍력발전이 각광을 받다 보니 가끔 깜짝 놀랄 기사가 언론에서 보도되고 있고 그에 대해 궁금해 하는 사람들이 많은 것 같다.
현재 풍력발전의 주종은 수평축 풍력발전기인데 비해 대부분 수직축 풍력발전기에 대한 기사이고 아마 발명자나 제작자의 바람을 기사화한 것이라고 생각된다.
수직축 풍력발전기는 이미 그리스, 페르샤 등에서 수천년전부터 사용된 기록이 있고 당시에는 전기가 없던 시절이니까 주로 양수, 제분 등에 사용됐다.
수직축 풍력발전기는 수많은 형태와 종류가 있으며 특성도 물론 각각 다르다.
그렇지만 발전에 관한 한 수직축형이 어떤 형태를 취하더라도 수평축 형보다는 효율이 떨어진다는 것이 교과서에 나와 있는 일반적인 통설이다.
효율을 올리기 위한 연구가 진행되고 있기는 하지만 이러한 통설들이 단순한 가설에서 나온 것이 아니고 수많은 시도와 경험에서 나온 것이라는 점을 유념해 주었으면 한다.
그뿐만 아니라 수직축 형은 재료도 많이 소요돼서 대형화하기에는 경제성에 문제가 있다.
반면에 수직축형은 소음이 적고 모양을 미화할 수 있는 장점이 있어서 주택 주위에 장식겸 정원의 조명용 발전을 위해 사용되는 경우가 있고 앞으로도 향상의 여지가 없는 것은 아니다.
한마디로 요약하자면 현재의 기술로는 수직축
풍력발전기를 대형화한다는 것은 의미가 없고 소형으로서는 가능성이 있다는 것이다.
