청정에너지인 풍력발전이 유럽의 환경문제로 대두되고있다.
풍력 터빈 블레이드는 가볍고 강해야 하므로 재활용이 매우 어렵다. 30년 전에 지어진 대륙의 첫 풍력 발전 단지에는 현재 너무 오래되고 너무 작아 계속 작동하기에는 너무 비효율적인 타워가 많아 기술의 발달로 신소재가 첨가된 제품으로 변경해야 된다
이는 친환경 에너지, 특히 재활용하기 어려운 이국적인 화합물로 만들어진 하이테크 블레이드로 인해 생성되는 쓰레기 더미를 처리해야 함을 의미한다.
뉴질랜드 풍력 협회(New Zealand Wind Association)에 따르면 현대식 풍력 터빈은 20년 전에 건설된 것의 절반 비용으로 180배의 전력을 생산한다. 터빈 자체도 업그레이드 되었다. 1980년대에 풍력 타워의 높이는 약 20미터, 날개 길이는 약 17미터, 전력 용량은 약 75킬로와트였습니다. 현대식 타워는 높이가 100미터 이상, 블레이드 길이는 126미터, 용량은 7.5메가와트이므로 약 3,000가구에 전력을 공급할 수 있습니다. 세계에서 가장 큰 로터 중 하나는 직경이 164미터입니다. 82미터 길이의 날개는 A380 비행기의 날개 폭에 해당하며 약 9.5메가와트의 전력을 생산한다.
◇유럽, 노후 풍력발전설비 폐기문제 부상
유럽도 폐기물 관리 규정이 매우 엄격한데다 토지 비용이 높아 매립에 어려움을 겪고 있다. 일부 유럽 국가는 블레이드를 소각하고 있어 환경오염 문제가 발생하고 있다.
덴마크와 독일 풍력 발전을 수용한 최초의 유럽 국가였다. 그 이후로 많은 다른 EU 국가들이 풍력발전을 설치했다. 즉, 노후 풍력 설비의 해체, 재활용 및 폐기 문제가 커질 것입니다.
덴마크 에너지 기관에 따르면 2017년에 덴마크는 총 용량 98메가와트의 터빈 174개를 폐기하고 373메가와트를 생성하는 새로운 터빈 220개를 연결 했다 . 독일 풍력 로비'에 따르면 2017년 중반까지 독일에는 총 약 28,000개의 육상 풍력 타워가 설치되어있다.
2020년에 풍력 발전 단지의 첫 번째 물결에 대한 정부의 관대한 지원 프로그램이 종료된 후 해체되는 타워의 수는 증가하고 있으며 증가하는 유지 보수 비용과 낮은 전력 출력으로 인해 서비스를 중단하고 더 새롭고 효과적인 터빈으로 교체해야 한다는 주장이 늘고있다.
현행 규정에 따르면 사업자는 독일 및 덴마크와 같은 국가에서 해체 프로세스를 관리할 의무가 있다고 명시되었다.
풍력 터빈을 생산하고 풍력 발전 단지를 건설하는 Siemens Gamesa Renewable Energy의 Jonas Pagh Jensen은 “터빈을 설치할 때 해체 계획을 세워야 합니다. 과거에는 모든 곳에서 그렇지 않았지만 “오늘날 모든 사람이 규제가 심합니다. 우리 고객은 터빈이 다운될 것으로 예상되는 20-25년 후에 무엇을 할 것인지에 대한 계획을 세워야 합니다.”라고 조언했다.
◇중국 풍력발전기 폐기물 처리 문제로 부심
에너지경제연구원 세계 에너지시장 인사이트에 따르면 최근 중국 풍력발전업계는 국가 보조금 폐지로 풍력발전 비용을 절감해야 하는 문제 외에 풍력발전기 부품 폐기물 처리?재활용이라는 또 다른 문제에 봉착했다. 초기에 보급된 풍력발전기의 수명 만료 시기가 가까워지고 있으며 기술의 급속한 발전으로 세대 교체 시기가 더욱 빨라지고 있기 때문이다.
풍력발전기 대형화 추세에 따라 블레이드는 점차 길어지고 타워도 높아지고 있어 풍력발전기 폐기물 처리 문제가 더욱 두드러지고 있다. 부품 중 특히 블레이드는 섬유강화 복합재료로 제작되는데 이는 가볍다는 장점이 있지만 재활용이 어렵다는 단점이 있다.
관련 통계에 따르면 2018년 중국 풍력발전기 블레이드 폐기량은 약 3456톤이었으나 2025년에는 8112톤에 달할 전망이다. 2025년 이후에는 폐기물이 크게 늘어나 2028년에는 총 41만2784톤, 2029년에는 총 71만5664톤에 달할 것으로 보인다.
중국 정부와 업계에서도 관련 문제점을 인식하고 대응책 마련에 나서고 있다. 7월 초에는 국가에너지국이 좌담회를 열어 풍력발전기 철거 문제를 논의했으며 '풍력발전기 업그레이드, 기술 개선, 철거관리 시범방안' 초안을 각 업계에 발송해 의견수렴을 받고 있다.
업계에서는 지난 5월에 처음으로 '풍력발전 블레이드 회수기술 보급 및 산업성장 모델 토론회'를 개최했으며 7월에는 완성품, 블레이드, 인증기업이 공동으로 풍력발전 블레이드 친환경 회수 및 활용 컨소시엄을 발족해 관련 표준을 제정했다.
풍력발전 건설과 환경보호 간의 모순으로 해외에서도 폐기물 처리 문제가 발생하고 있다. 미국 풍력발전기 블레이드 폐기물은 향후 20년 내에 72만톤에 달할 것으로 보인다. 하지만 블레이드를 매립장까지 수송하는 비용이 비싸고 매립장에서도 블레이드를 매립하기 여의치 않아 폐기물 처리에 어려움을 겪고 있다.
◇글로벌 기업들 폐기물 처리 문제 해결
이에 해외 글로벌 기업들은 폐기물 처리 목표를 제시해 문제 해결에 나서고 있다. 미국 GE Renewable Energy는 폐기물처리기업인 VNA와 미국 육상풍력발전기에서 발생하는 폐블레이드 재활용 계약을 체결했다. VNA는 이를 시멘트 원료로 공급할 계획이다. 베스타스는 2020년 1월, 2040년 이전까지 '폐기물 제로' 목표를, Siemens Gamesa는 2040년까지 판매한 풍력발전기를 100% 회수할 것이라는 구체적 목표를 제시했다.
연구에 따르면 풍력 터빈은 2050년까지 4,300만 톤의 폐기물을 생성할 것으로 추산됩니다. 과학자들은 풍력 에너지가 매립지를 채우고 야생 동물을 해치는 지속 불가능한 환경 재앙이라고 말했다. 그러나 미국 에너지 부는 풍력 에너지가 2천만 가구 이상에 전력을 공급할 수 있는 충분한 용량을 가진 미국 재생 에너지 용량의 제1원이라고 발표했다.
“에너지부의 풍력 에너지 기술 사무소는 “혁신적인 기술을 연구 및 개발하고, 비용을 낮추고, 전국적으로 풍력 에너지의 배치를 가능하게 하고 가속화하기 위한 국가의 노력을 이끌고 있습니다. 국방부의 풍력 비전 연구 시나리오는 2050년까지 국가의 풍력 에너지 공급을 35% 늘리는 것을 목표로 하고 있으며 이 목표를 달성하기 위해 정부 보조금 및 세금 공제와 같은 인센티브를 제공한다.
정부는 풍력 발전이 지속 가능하다고 주장하지만, Journal of Waste Management의 2017년 출판물 " 2050 년 풍력 터빈 블레이드 폐기물 "에는 풍력 터빈 블레이드가 매립지를 채우고 있다고 명시되어 있습니다.
이 연구에서는 블레이드 외에도 풍력 터빈 사용의 제조, 테스트 및 서비스 단계에서 최대 45%의 추가 폐기물이 발생한다고 밝혔습니다. 과학자들은 2050년까지 전 세계적으로 블레이드 폐기물이 4,300만 톤이 될 것이라고 추정했다. 추정된 수치는 현재 판매 및 생산 데이터를 기반으로 했으며 2050년까지 터빈 사용을 극적으로 늘리려는 정부의 계획을 반영하지 않았다.
2016년 10월 "미국의 지속 불가능한 풍력 터빈 블레이드 폐기 관행 "이라는 제목의 연구에서는 업계가 풍력 터빈 블레이드 생산 및 폐기를 개선하도록 장려하기 위한 정책 개입이 필요합니다. 그들은 매립지에서 블레이드를 폐기하는 것이 가장 비용 효율적인 폐기 방법이지만 추가해야 할 환경 비용이 발생한다고 조언했다.