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[FIELD] 국내 조선사 풍력사업, 녹색바람 타고 ‘순항’ 할까 (上)
조명의 기자|cho.me@kidd.co.kr
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[FIELD] 국내 조선사 풍력사업, 녹색바람 타고 ‘순항’ 할까 (上)

조선과 기술적 연관성 높아 국내 빅3 조선소 모두 진출

기사입력 2013-01-21 00:01:50
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[산업일보]
최근 10년간 28%라는 높은 성장을 지속해온 대체 에너지로써의 풍력은 향후 화석에너지 고갈과 친환경성을 이유로 시장규모는 더욱 확대될 전망이다. 국내 ‘빅 3’ 조선소는 조선시장을 대체할 정도의 성장 가능성과 조선과의 기술적 연관성이 높다는 이유로 모두 풍력시장에 진출한 상태며 새로운 성장동력으로 적극 육성 중에 있다.


[FIELD] 국내 조선사 풍력사업, 녹색바람 타고 ‘순항’ 할까 (上)


풍력 발전은 바람 에너지를 풍력 터빈 등을 이용해 기계적 에너지로 변환시키고, 이 에너지를 이용해 발전기를 돌려 전기를 생산하는 것을 말한다. 풍력은 자원이 풍부하고 끊임없이 재생되며 광범위한 지역에 분포돼 있어 화석 에너지 고갈 시를 대비한 유망한 대체 에너지원으로, 태양광, 바이오연료 등과 같이 각광을 받고 있다. 더욱이 운전 중 온실가스의 배출도 없는 그린 에너지이기도 하다.

화석에너지 고갈의 우려와 함께 친환경성을 이유로 풍력산업은 최근 10년간 28%라는 높은 성장을 지속해 왔으며, 세계풍력에너지협의회(GWEC) 자료에 따르면 2011년 말 기준 세계 풍력발전 설비용량은 237.7GW로 2010년 194.4GW에 비해 약 22%가 증가한 것으로 나타났다.

해상풍력 강세, 국내 조선소들 선전 기대

2011년 말 기준 세계 풍력발전 설비용량은 237.7GW로 신재생에너지 발전설비 1,364GW의 17.5%를 점유하고 있으며, 세계 풍력발전설비 중 98.3%가 육상 풍력발전설비(233.6GW)로 해상 풍력발전설비(4.1GW)의 비중은 1.7%에 불과하다.

현재 해상풍력은 도입단계에 있으나 연간 증설규모가 2010년 1.2GW에서 2015년 6.4GW로 연평균 약 40%의 고성장이 예상되며, 해상풍력의 연간 설비 증설 비중은 현재의 3% 이하에서 2015년 10%까지 상승할 것으로 기대된다.

특히 유럽의 경우 해상풍력 발전시장만 2012년 135억 달러(3.3GW)에서 2020년에는 300억 달러(7.3GW)로 2배 이상 확대될 전망이며, 이 외에도 미국, 중국 등이 국가적으로 해상풍력발전단지 개발을 적극 추진 중인 것으로 알려졌다. 실제 중국은 2010년 아시아 최초의 해상풍력단지(102MW)를 상하이에 완공했고 2030년까지 35GW로 확대할 계획이다. 미국은 2010년 동부해안에 3.6MW 풍력발전기 130기를 설치하는 해상풍력발전단지(Cape Wind) 건설을 승인했고 2030년까지 54GW를 설치할 전망이다.

해상풍력은 육상풍력보다 평균풍속이 빠르고 대규모 단지의 조성이 가능하며 발전효율도 높다는 장점이 있다. 게다가 환경 파괴와 민원 발생의 발생이 적은 까닭에, 육상풍력보다 최근 더욱 각광을 받고 있고 향후 높은 성장 가능성도 점쳐지고 있는 것이다.

국내의 조선 3사의 경우 현대중공업, 삼성중공업에 이어 2009년 대우조선해양까지 합류하면서 국내 3대 조선업체가 모두 풍력시장으로 진출해 이제 풍력발전기도 엄연히 조선소들의 주요사업 가운데 하나로 자리매김하고 있다.

국내 조선업체들이 풍력시장에 진출한 이유는 풍력시장이 향후 조선시장을 대체할 만큼의 성장 가능성을 가지고 있고, 조선과의 기술적 연관성이 높은 까닭이다.

우선 풍력시장은 조선과 같은 거대시장을 대체할 수 있는 유력한 분야 중 하나로, 조선업체들이 유리한 해상풍력 시장이 더욱 크게 성장할 가능성을 안고 있다. 또한 풍력시장이 커질수록 석탄, 석유, LNG 등 화석연료 운송을 위한 선박의 수요는 줄어들 수밖에 없다는 점도 조선업체들이 풍력시장에 눈독을 들이는 이유다.

풍력산업은 조선산업과 연관성이 매우 많다는 점도 한 몫 했다. 풍력발전설비의 핵심장치인 블레이드(바람을 전기로 바꾸는 회전날개)가 선박 프로펠러와 비슷하고 구동장치, 제어시스템 등에서 조선 관련 기술력을 응용할 수 있다. 또한 조선업체들이 선박 및 해양플랜트 건조를 통해 쌓아온 해양구조물 관련 기술이 해상 풍력발전기 시장에 접목될 여지가 있다. 해상 풍력발전기는 기본적으로 염분이 섞인 해풍을 장기간 견딜 수 있도록 설계돼야 하는데, 국내 주요 조선업체들은 해양플랜트 사업을 통해 이와 같은 기술을 확보해왔다.

“조선시장이 더 이상 예전과 같은 호황을 누리기 힘든 상황에서 대형 조선업체들은 신규시장을 찾을 수밖에 없고 해상구조물이라는 측면에서 기존사업과의 연관성이 높은 까닭에 풍력이 대안으로 부각됐다”는 것이 업계의 의견이다.

국내의 경우 정부가 탄소배출 억제를 위한 보조금을 전력요금에 분담시키도록 하는 제도를 지난해부터 시행하고 있는 만큼, 국내 조선소들은 탄소배출 억제, 에너지 자립, 미래 수출사업의 육성이라는 성과를 한꺼번에 얻을 수 있을 것으로 보인다.

[FIELD] 국내 조선사 풍력사업, 녹색바람 타고 ‘순항’ 할까 (上)
현대중공업이 2009년 6월 울산 본사 내 설치, 가동 중인 1.65MW급 풍력발전기


업계 최초로 유럽 진출 성공한 현대중공업

현대중공업의 풍력시장 진출은 1998년으로 거슬러 올라간다. 풍력발전용 발전기를 시작으로 변압기와 전력변환장치 등과 같은 풍력발전용 부품들을 자체 개발해 미국, 중국, 유럽 등으로 수출해 왔다. 특히 그동안 조선 업계에서 쌓은 경험과 전기전자시스템 분야의 기술을 토대로 풍력발전 분야에서 빠르고 폭넓은 행보를 보여 왔다.

◇국내 최초 풍력공장 설립

현대중공업은 2010년 3월 국내 풍력업계 최초로 전북 군산 군장국가산업단지 내에 13만 2,000㎡ 부지에 총 1,057억 원을 투자해 풍력발전기 공장을 준공했다. 이 공장은 1.65MW급 풍력발전기를 연간 600MW 가량 생산할 수 있고 대형 발전기도 연간 500대나 생산이 가능해 생산능력 면에서 국내 최대를 자랑한다.

현대중공업은 준공 당시 “2013년까지 연간 800MW 규모로 확장하고 생산품목도 2.0~2.5MW급 육상 및 해상 발전기 등으로 다양화할 예정”이라는 야심찬 계획을 발표하기도 했다.

◇풍력발전 국산화 첫 결실

현대중공업은 국내 풍력발전 국산화의 첫 단추를 끼기도 했다. 2009년 11월 태백풍력발전단지에 한국남부발전, 효성 등 3개 회사와 공동으로 국산 풍력발전기 2MW급 10기를 설치키로 한 것. 이에 앞서 이들 기업은 3월 풍력발전기 100기(200MW) 국산화 공동사업을 추진하기 위해 ‘태백풍력발전(주)’을 공동 설립했으며, 2012년 5월에는 그 결실로써 강원도 태백시 귀네미골에 위치한 18MW 규모의 태백풍력발전단지의 상업운전을 개시했다.

이는 그동안 국내 풍력단지의 대부분이 외산 기자재로 설치 운영되고 있는 상황에서 정부보조를 받는 실증단지가 아닌 100% 민간자본이 투입돼 건설된 국산풍력 1호 단지가 탄생했다는 점에서 큰 의미가 있다. 특히 현대중공업의 경우 자체 풍력발전기의 기술력을 대내외에 인정받아 해외진출을 위한 공사실적(Track Record)을 확보하는 계기가 됐다.

◇국내 첫 유럽시장 진출 성공

현대중공업은 2009년 미국을 시작으로 풍력발전의 세계 최대시장으로 떠오르고 있는 중국, 그리고 국내 풍력업계 최초로 유럽시장 진출에 잇달아 성공하는 개가를 올렸다.

2009년 9월 현대중공업은 웨이브 윈드(Wave Wind)와 1.65MW급 풍력발전기 6기에 대한 공급계약을 체결함으로써 미국시장에 본격 진출했다. 이 풍력발전기는 블레이드의 직경이 77m이고 타워의 높이가 80m에 이르는 대형이며, 총 6기에서 생산되는 10MW의 전기는 약 5,000가구가 사용할 수 있는 전력량이다. 2010년 5월 미국 위스콘신주 밀워키시 인근에 설치가 완료됐다.

2010년 4월에는 풍력발전 분야의 세계 최대시장으로 떠오른 중국에 본격 진출했다. 중국 산둥성 웨이하이시 인민정부 및 다탕산둥(大唐山東)발전과 합작사를 설립한 것. 중국 산둥성 동북부에 위치한 웨이하이시에 총 7만평 규모로 조성된 이 합자사는 2MW급 풍력발전기용 터빈을 연간 최대 300대, 600MW를 생산, 판매할 수 있는 규모를 갖췄으며 2011년 1월부터 본격 생사에 들어갔다. 다탕산둥발전은 중국 2위의 국영 전력회사인 다탕그룹의 성(省) 단위 자회사로, 산둥성 지역에 전력을 생산 공급한다.

중국은 풍력발전에 대한 정부의 정책적인 지원에 따라 시장이 급성장하고 있는 지역으로, 현대중공업은 합자사 설립을 계기로 중국시장에 본격 진출하기 위한 발판을 마련할 수 있게 됐다는 점에서 기대를 모았다.

미국풍력협회(AWEA)가 발표한 자료에 따르면 중국 풍력발전시장은 오는 2020년까지 100GW, 1,500억 달러 규모로 성장할 것으로 예상됐다.

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2011년 4월 현대중공업은 핀란드 피니사 파워와 16MW 규모 풍력발전공사 계약을 체결했다.


2011년 4월 현대종합상사와 공동으로 핀란드에서 총 16MW 규모의 풍력발전공사를 수주하며 국내 기업으로는 처음 유럽시장 진출에 성공했다. 핀란드 남동부 하미나(Hamina)시에 2MW급 풍력발전기 8기를 설치하는 것으로 2011년 말 공사에 착수해 지난해 4월 총 16MW 규모의 풍력발전단지를 완공했다. 현대중공업은 이번 공사에서 풍력발전기의 제작 및 공급, 시운전을 담당했다.

이번 수주는 현대중공업이 국내 기업으로는 처음으로 세계적인 풍력발전기 제작업체가 위치한 유럽 지역에서 풍력발전기 공급 계약을 성사시켰다는 점에서 의미가 있으며, 유럽을 비롯한 세계 풍력시장에서 그 기술력을 인정받는 계기가 됐다.

이외에도 현대중공업은 2010년 남부발전, 현대엔지니어링, 현대종합상사와 함께 컨소시엄을 구성, 파키스탄 YB(YUNUS BROTHERS)로부터 1.65MW급 풍력발전기 30기를 수주해 설치 완료했다. 또한 2011년 1월에는 남부발전, 파키스탄 투자청(Board of Investment ; BOI)과 파키스탄 발전설비(25,000MW, 2009년 통계 기준)의 약 14%에 해당하는 2GW(2,000MW)급 규모의 풍력발전단지 건설을 위한 양해각서를 체결하고, 2012년부터 2018년까지 단계적으로 400MW급 풍력발전소 착공을 통해 총 5회에 걸쳐 2,000MW의 풍력발전단지 건설사업을 추진하기로 했다.

또한 미국 조토스(Zotos)로부터 1.65MW급 풍력발전기를 수주해 뉴욕주(州)에 설치 완료했으며, 2012년 초 매사추세츠주(州) EPC업체인 D&C와 2.0MW급 풍력발전기 공급 계약을 체결하는 등 해외시장에서 비교적 좋은 성적을 거두고 있다.

현대중공업은 2011년 초 미래의 신성장동력인 풍력과 태양광을 집중 육성하기 위해 그린에너지사업본부를 신설했다. 기존 조선사업본부, 해양산업본부, 플랜트사업본부, 엔진기계사업본부 전기전자시스템사업본부 등 6개 사업본부에, 신재생사업을 전담할 조직을 추가해 7개 사업본부 체제로 바꾼 것. 이로써 현대중공업은 종합 중공업 기업으로서의 사업 포트폴리오를 더욱 강화하게 됐다.

◇해상풍력 핵심설비 개발 결실

한편, 현대중공업은 지난해 말 국내 처음으로 해상 풍력발전기에 들어가는 5.85MW급 영구자석형 동기발전기(Permanent Magnet Synchronous Generator ; PMSG)를 국산화하는 데 성공했다.

[FIELD] 국내 조선사 풍력사업, 녹색바람 타고 ‘순항’ 할까 (上)
현대중공업이 국내 최초로 자체 개발에 성공한 영구자석형 동기발전기(PMSG)


현대중공업은 2011년부터 동기발전기 연구개발에 착수해 시제품 2대를 제작했고, 최근 전력변환장치와의 연동시험에서 우수한 품질과 안정성을 인증 받았다.

이 발전기는 바람 에너지를 전기 에너지로 전환하는 핵심설비로 높은 에너지변환 효율을 달성했으며, 기존의 풍력발전기 모델보다 소음을 약 7% 낮췄다. 또한 소모품을 최소화해 사용자의 편의성을 개선했으며 내구성을 강화해 설계 수명을 20년에서 25년으로 연장시켰다.

현대중공업은 이번 개발로 풍력발전 분야에서 유럽이 독식하던 5∼6MW급 해상풍력용 발전기 시장에 본격적으로 진입할 수 있을 것으로 예상된다. 또한 대규모 발전량을 얻는데 필수적인 영구자석형 동기발전기를 자체 생산함에 따라 대형화 추세에 따른 대용량 풍력발전기까지 대응할 수 있을 것으로 기대된다.

현대중공업은 2014년까지 해상풍력시스템 실증테스트를 거친 후 해상풍력발전기 완제품을 시장에 내놓을 계획이다.

현재 현대중공업은 해상풍력 부유식 하부구조물과 관련한 국책과제를 수행하고 지난해 6월 해상변전소 설계에 착수하는 등 효율적인 해상 풍력에너지 개발방법을 연구하고 있다. <다음에 계속>



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