해상 풍력 경쟁 패러다임의 변화

영국은 2010년 Round 3 프로젝트를 통해 9개 지역에 총 32GW의 해상 풍력 단지를 개발할 업체를 선정했다.

이 프로젝트 시행으로 지금까지 니치 시장에 불과하던 해상 풍력에 대한 관심이 고조되고, 2010년 1GW에 불과하던 해상 풍력 시장은 2020년에 7GW로 7배가량 커질 전망이다.

해상 풍력이 주목받는 이유는 풍부한 풍력 자원과 대형 단지 때문이다.

미국의 해상 풍력 부존량은 4151GW로, 설치한 풍력 발전 용량의 104배에 이른다.

또한, 해상 풍력 단지의 평균 규모는 육상의 20배, 평균 풍속은 1.5배로, 대형 단지와 빠른 풍속도 해상 풍력의 장점이다.

그러나 해상의 기반 공사와 해저 케이블 설치 등 투자비 증가로 해상 풍력의 경제성은 아직 취약하다.

해상 풍력의 발전 비용은 1㎿h당 87유로로 육상 풍력보다 1.4배 비싸다.

하지만 미국은 2020년이면 해상 풍력이 경제성을 확보할 것으로 보고 있다.

해상 풍력이 부상하면서 풍력 시장의 경쟁 패러다임이 바뀌고 있다.

첫째, 소재·설계의 혁신이 중요해졌다.
5㎿ 풍력발전기가 상용화되고, 이보다 큰 10㎿ 초대형 풍력발전기가 개발 단계에 있다.
이에 따라 기존 방식으로 단순히 기계 크기를 늘리는 방법이 한계에 이르러 탄소섬유나 초전도 기술을 도입하는 등 소재와 구조 설계에서 혁신이 일어나고 있다.

둘째, 변동비 절감 기술이 부상하고 있다.
해상이라는 지리적 특수성으로 인해 유지, 보수, 운영 등의 변동비가 비용 구조에서 가장 큰 비중을 차지하고 있다.
따라서 경제성을 높이기 위해서는 이를 줄이는 것이 중요하다.
이러한 맥락에서 기어가 없는 다이렉트 드라이브Direct Drive 기술이 주목 받고 있다.
기존 3단 기어 방식은 고장률이 낮지만 결함이 발생했을 때 재작동까지 오랜 시간이 소요돼 풍력발전기 가동률을 크게 저하시킨다.
다이렉트 드라이브 기술은 이러한 문제를 해결할 수 있어, 이 기술을 해상풍력 발전기에 도입하려는 기업이 점차 늘고 있다.

셋째, 가치 사슬의 전·후방 통합 역량이 핵심 경쟁력이 되고 있다.
초기에 사업 경쟁력에서 제품의 역량이 중요하지만 신규 업체의 진입이 늘면서 제품 차별화가 희석되고 있다.
이에 따라 해상 풍력 시장의 경쟁력이 제품 역량에서 전·후방 통합 역량으로 변화하고 있다.
해상 풍력은 투자 규모나 사업 리스크가 큰 편으로 부지 평가에서 최종 운영까지 개발에 필요한 모든 역량을 최적으로 제공할 수 있는 수직 통합의 사업 모델을 갖춘 업체가 향후 시장을 주도할 것으로 보인다.

후발주자로서 신속히 역량을 확보해 경쟁의 패러다임이 바뀌는 상황에 선제적으로 대응하는 것이 중요하다.
이를 위해 소재나 모듈화 기술에 대한 연구개발을 확대하고, 다이렉트 드라이브 기술도 확보해야 한다.
또한, 풍력발전기 제조뿐만 아니라 한국에 강점이 있는 해양이나 조선 사업과 연계하여 풍력 사업을 확대할 수 있는 방안을 적극 모색하고, 향후엔 파이낸싱, 단지 설계 등으로 사업을 확대할 필요가 있다.
글 | 조용권<삼성경제연구소 조용권 수석연구원> www.seri.org

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