정부는 2024년 200MW(1단계), 2030년 1GW(2단계) 단지 조성 목표로 단지 조성을 위해 울산시, 석유공사, 노르웨이 국영 석유사로 에퀴노르와 컨소시엄 구성하였다. 2단계로 1GW 단지는 현대중공업 및 4개 민간투자기업과 공동추진 예정이다.
또한 문재인 대통령은 5월 울산 부유식 해상풍력발전 건설과 관련해 “대규모 해상풍력단지는, 국토의 한계를 뛰어넘고 에너지 전환과 탄소중립으로 가는 지름길이 될 뿐 아니라 지역경제를 살리는 미래성장동력이 될 것”이라고 말했다.
문 대통령은 “울산 부유식 해상풍력단지는 2030년까지 6기가와트의 전력 생산을 목표로 하고 있다”며 “구형 원전 6기의 발전량으로 576만 가구가 사용할 수 있는 막대한 전력이며, 연간 930만 톤의 이산화탄소를 감축해 정부가 목표로 한 2030년 해상풍력 12기가와트의 절반을 달성해 해상풍력 5대 강국에도 바싹 다가서게 된다”고 강조했다.
◇국내 부유식 해상풍력 회사들
'부유식 해상풍력 국제포럼 2020'에서는 풍력 기술개발 동향과 산업 전망에 대해 국내 해상풍력 관련 제조업체의 부품?기술·서비스 등이 소개됐다. 풍력터빈(두산중공업, 유니슨), 원소재(포스코, KEMP, 인터맥), 하부구조물(현대중공업, 세진중공업, 삼강엠앤티), 케이블(LS전선), 베어링(신라정밀), 설계 및 엔지니어링(에이스 E&T, 동양엔지니어링) , 서비스(케이윈드, 헴펠, 니어스랩, 나다)에 이르기까지 국내 대표적인 해상풍력 제조업체들의 발표를 통해 우리나라 해상풍력 산업 경쟁력을 계속해서 살펴본다.
◇인터맥, 에너지 솔루션 제공
인터맥은 국내 풍력시장에서 풍력 기자재 연구개발, 공급 및 유지 보수를 전문으로 하는 기업이며 전력전자 기술을 기반으로 풍력을 포함한 신재생에너지 분야로 성장해 나가는 중소기업이다.
천성관 인터맥 대표는 인터맥이 풍력시장에 공급하고 있는 풍력 기자재 공급 및 유지 보수 사이트 등에 대한 소개와 함께 전력전자 기술 기반의 신재생에너지 기업인 인터맥을 소개했다. 부유식 해상풍력 시장 확대로 풍력 기자재 공급 및 유지 보수 시장의 성장 가능성에 큰 기대를 하고 있다고 밝혔다.
천성관 대표는 “부유식 해상풍력 도입으로 풍력 기자재 공급 및 유지 보수 시장 확대에 대한 기대가 크며 전력전자기술 기반 신재생에너지 기업으로 성장 중인 인터맥을 부유식 해상풍력 국제포럼을 통해 소개할 수 있어 기쁘다”고 말했다.
◇에이스 E&T, 해상풍력 하부 부유체 국산화
국내 부유식 해상풍력발전 시스템 실증에 앞장서는 에이스이앤티는 지난 2018년 6월부터 '5MW급 부유식 대형 해상풍력 발전시스템 설계기술 개발' 과제의 주관기업으로서 국내 부유식 해상풍력용 하부 부유체 설계기술의 국산 개발을 위해 박차를 가해 지난 4월 국내 최초 심해용 부유식 해상풍력용 하부 부유체의 특허 등록을 완료했다. 에이스이앤티는 개발된 부유체 설계기술을 바탕으로 부유식 해상풍력발전 시스템을 안전하고 경제적으로 설치 장소로 운송·설치하는 기술 개발 연구에 힘쓰고 있다.
현재까지의 투자분석에 따르면 부유식 해상풍력의 경우 하부 부유체가 총 비용에서 차지하는 비율은 30% 정도로 육상풍력의 3배, 고정식 해상풍력의 2배인 것으로 알려져 있다. 이 하부 부유체를 활용하면 긴 원통형 실린더 해양 구조물(SPAR형)에서 나타날 수 있는 불안정성을 해소하면서도 반잠수식 하부 부유체(SEMI형)에 비해 중량 감소 및 복잡한 제작공정을 거치지 않으므로 비용 절감 효과가 기대된다.
아울러 하부 부유체의 설계 기술 및 디자인에 관해 국내 특허 및 해외 특허를 보유하고 있어 해외 기술에 의존하지 않고 국산 기술로 개발됐기 때문에 해외 기술을 수입할 필요가 없다. 현재 발전용량 5MW급에서 향후 10MW급 이상의 대형 해상풍력용 하부 부유체로 개발할 계획을 가지고 있다.
김수한 엔지니어링사업부장은 “국내 조선 및 해양플랜트 산업 기술력이 세계 1위라는 점을 기반으로 다양한 해양플랜트 설계 업무를 수행한 기술력을 활용, 부유식 해상풍력용 하부 부유체의 설계 국산화를 선도적으로 주도해 국내 최초 울산 부유식 해상풍력 실증에 기여할 수 있게 됐다”고 강조했다.
◇동양엔지니어링, 비즈니스 성공요인 '지원조직'
지원조직 전문화·고도화로 국내 풍력사업의 조기 정착 및 조선기자재 해외시장 진출에 앞장서는 동양엔지니어링은 조선, 해양, 설계 및 기자재 관련 비즈니스에서 두각을 나타내고 있는 울산의 스타기업이다. 엔지니어링, 프로젝트 매니지먼트, 기자재 유통관리 및 수출을 통한 이익 창출을 추구하고 있다. 괄목 성장을 이뤄 국무총리 표창, 수출유망 중소기업, 스타기업으로 지정됐다. 끊임없는 연구개발을 통해 지역사회 공헌 및 고용 창출을 만들어 가고 있다.
여태정 동양엔지니어링 상무는 '해상변전소 디자인 및 엔지니어링에 대한 소개와 ENGINEERING PM과 SUPPLY CHAIN MANAGEMENT 같은 지원 조직의 활성화로 해상풍력과 같은 대규모 프로젝트 운영의 내실화를 통한 경쟁력 강화'를 역설했다.
여 상무에 따르면 가치사슬 상에서 발생하는 모든 활동들을 효과적으로 운영하기 위한 관리를 뜻하는 지원 조직은 외부적으로 드러내면서 일하지는 않는다. 그러나 지원조직의 효과가 커지자 그 중요성이 부각되고 있다.
프로젝트 진행 과정에는 많은 장애요인들이 도사리고 있다. 이러한 장애는 프로젝트 성공과 실패에 큰 영향을 끼친다. 문제가 생기기 전 미리 예측을 하고 대비할 수 있는 조직, 그리고 문제 발생 시에 신속히 대처해 문제를 최소화하고 원만하게 처리할 수 있는, 전체를 이해하고 리드 할 수 있는 많은 경험과 노하우를 가진 조직이 필요하다.
해상변전소는 해상풍력단지에서 만들어진 전기를 모으고 육상으로 송전하는 중요한 시설물이다. 그동안 많은 경험과 기술개발을 했고 이제는 자신감을 가져도 된다. 도면 한 장으로 상세 도면, 제작 도면, 자재 명세서 작성 및 수량 산출, 구매 및 발주, 납품, 후속업무 등을 일괄적으로 처리할 수 있다. 여 상무는 해상풍력 관련 기술을 REFERENCE로 해외시장 진출이 가능하다고 자신감을 강조했다.
◇케이윈드, 블레이드 검사·수리 전문기
국내 풍력시장 확대 정책에 따른 육·해상 풍력발전기의 블레이드 검사 및 수리 전문업체인 케이윈드는 로프 국제자격증을 보유한 전문가가 위험관리 및 품질보증 분야의 국제 전문기업인 DNV-GL 교육을 이수하고 풍력발전기 블레이드 검사, 수리 등 유지관리를 전문으로 수행하고 있다.
장영진 케이윈드 대표는 풍력발전기의 유지보수 관리의 중요성을 상기시키고 그동안 풍력발전기 블레이드 검사 및 수리에 대산 실증 사례를 들었다. 케이윈드의 로프를 이용한 블레이드 수리는 기존 크레인 작업에 비해 안전하고 효율적인 방법으로 바람과 파도가 발생하는 해상 부유식 풍력발전기에 적합한 유지보수 방법이다.
케이윈드는 최근 1년 동안 60여개의 블레이드에 대한 다양한 손상 정보를 DB화하고 수리기술을 발전시켜왔다. 또한 블레이드 제작, 도료 등 관련업체와 협업을 통해 고객사의 신뢰를 높이고 있다.
장영진 대표는 “국내에서 유일하게 전문자격을 갖추고 풍력발전기 블레이드, 타워, 자켓 등 외관 운영에 필수적인 유지관리를 전문적으로 할 수 있는 기술 축적이 돼 있다”고 강조했다.
◇헴펠코리아, 코팅 솔루션 제공
헴펠그룹은 덴마크 코펜하겐에 본사를 두고 1915년 설립 이래 한국을 비롯해 전 세계 80여개국의 지사를 통해 글로벌 네크워크를 구축, 고객에게 입증된 제품과 진정한 가치를 더하는 솔루션을 제공하는 기업이다. 다양한 산업에 적용 가능한 도료에 대해 광범위한 전문 지식과 풍부한 경험을 가지고 있다.
헴펠코리아는 1970년대 중반 한국시장에 진출한 이래로 선박, 컨테이너 및 중방식 등 다양한 산업에 적용 가능한 도료에 대한 전문지식과 풍부한 프로젝트 경험을 토대로 고객 자산의 장기적 가치를 증대하는 것에 주력하고 있다. 그리고 더 나은 고객 비즈니스뿐만 아니라 환경에 미치는 영향을 줄일 수 있는 기술을 개발하기 위해 지속적으로 노력하고 있다.
헴펠코리아 Offshore Wind Power TFT 최광훈 부장은 100년 이상 세계적으로 신뢰받는 기업인 헴펠의 다양한 해상풍력 프로젝트 경험을 바탕으로 입증된 우수한 품질의 도료 제품 및 고객의 자산 가치를 더할 수 있는 코팅 솔루션 및 다수의 해상풍력 프로젝트 경험에 대해 발표했다.
헴펠은 1991년 이래 세계 최초 Offshore wind farm project인 Vindeby project, 한국 최초 Offshore project인 탐라 해상풍력단지 프로젝트 수행 경험 등 풍력산업에서의 다양한 경험과 NORSOK, ISO에 인증된 우수한 품질의 도료에 대해 소개했다. 특히 2011년 세계 최초의 semi-submersible floating wind structure project 인 'WindFloat1 project' 에 참여한 경험을 언급하면서 헴펠의 세계 해상풍력 시장에서 입지와 글로벌 도료 공급업체로서의 가능성을 강조했다.
◇니어스랩, 드론으로 해상풍력 점검
자율비행 드론 점검 솔루션 회사인 니어스랩은 자율비행 드론과 디지털 트윈 솔루션을 활용해 국내 풍력 점검 시장에서 활약하고 있다. 니어스랩의 자율비행 드론 점검 솔루션은 지난해 7월 한국남동발전과의 협력을 통해 진행된 탐라해상풍력 발전단지 점검을 기점으로 해상에서도 안정적인 점검을 수행할 수 있음이 입증됐다.
최재혁 대표는 '해상풍력 확대를 위한 자율비행 드론 점검'이라는 주제로 그린뉴딜의 핵심인 해상풍력 확대의 중요성과 자율비행 드론 점검의 효용성에 대해 발표했다. 특히 니어스랩의 자율비행 드론 점검 솔루션인 '니어스윈드'는 기존 점검 방식과 비교했을 때 점검자의 안전 보장, 풍력발전기의 가동률 향상, 점검 비용 절감이라는 세 마리 토끼를 모두 잡을 수 있다.
니어스윈드는 인공지능과 딥러닝 기반으로 운영돼 점검을 수행하는 사람의 드론 조종 능력과 무관하게 일관된 고품질의 점검 결과를 제공한다. 더 나아가 니어스윈드의 인공지능은 다양한 길이의 풍력발전기 블레이드에 적용할 수 있어 커지는 해상풍력 발전기 블레이드 점검에도 쉽게 적용할 수 있다.
니어스랩의 디지털 트윈 솔루션인 '주머블'은 자율비행 드론으로 수집한 점검 데이터를 클라우드 기반의 데이터베이스로 효과적으로 관리할 수 있다. 관리자는 주머블 내에서 초고화질 사진을 바탕으로 하자를 손상 정도와 위치에 따라 직관적으로 파악할 수 있다. 이는 점검 데이터를 전산화해 장기적인 점검 솔루션에 사용하는 것을 용이하게 만든다.
최재혁 대표는 “니어스랩은 점검자의 안전과 신재생에너지의 확대라는 두 가지 목표를 갖고 있다”며 “대한민국이 해상풍력발전의 선두주자로 성장할 수 있도록 기반을 만들어 나가겠다”고 밝혔다.
◇나다, 풍력발전기 고장 예측·진단
국내 AI·빅데이터 등 4차 산업혁명 시대에 앞장서는 '나다는 23년차 소음·진동 계측기 전문기업으로 '기계와의 대화'라는 신조를 기반으로 기계에서 발생하는 소음·진동을 측정·분석해 기계의 고장 유무와 시기를 알려주는 분석시스템을 보유하고 있다. 최근에는 AI·빅데이터를 활용한 스마트 팩토리 구축 사업에 더불어 풍력발전기에 적용 가능한 디지털 혁신에 선도적으로 대응하고 있다.
김민호 나다 대표는 빅데이터 기반의 AI 엔진으로 풍력발전기 상태를 실시간으로 모니터링하고 회전체 고장을 예측·진단하는 시스템을 개발해 효율적으로 설비를 운영하는 기법을 안내했다.
이 기법을 활용하면 회전체 진동 등 각종 센서에서 전달하는 빅데이터와 AI 알고리즘을 활용해 풍력 타워 안전성 등 고장 발생 위험을 예측하는 등 고장 예측진단 기술로 발전기 상태를 실시간으로 파악할 수 있어 풍력발전기 사고 사례를 현저히 줄일 수 있을 것으로 기대된다.
또한 외산 제품에는 없는 타워 안전성 정보를 담은 운영 지침을 제공해 고장을 예방하고 풍력발전기 가동률을 높일 수 있게 될 전망이다. 아울러 풍력발전기 설비뿐만 아니라 기존의 다른 발전소 설비에도 도입이 가능한 시스템이다.
김민호 대표는 “디지털 모니터링 솔루션을 개발해 제조 업종에서 획기적인 기술 도입이 가능해졌다”고 강조했다.