지구환경 파괴로 인한 인간의 피해는 이제 더는 남의 일이 아니다. 폭염, 태풍, 폭우 등의 이상기후 현상이 반복적으로 나타나면서 많은 사람들이 ‘기후위기’로 인한 피해를 우려하고 있다. 이에 유럽 연합은 기후위기 극복을 위해 2050년 탄소중립을 목표로 여러 가지 정책을 실행중이며, 온실가스 배출량이 가장 많은 중국 또한 최근 2060년 탄소중립을 선언했다. 우리 정부도 ‘그린 뉴딜’ 정책 발표를 통해 저탄소 친환경 경제로의 도약을 위한 전략을 제시했으며, 국회에서 통과된 ‘기후위기 비상대응 촉구 결의안’에는 2050년 온실가스 순배출제로 목표가 포함됐다.
이러한 세계적 상황에 비추어보면 기후위기를 극복하기 위한 에너지 전환과 이를 통한 새로운 경제 시스템 도입은 ‘글로벌 스탠다드’라고 해도 과언이 아니다. 특히 재생 가능한 에너지의 확대는 에너지를 스마트하게 절약하는 방법과 함께 탄소중립을 실현하기 위한 중요한 에너지 전환 방안 중 하나이다.
실제로 재생에너지 투자가 전 세계적으로 확대되고 있고, 각국은 에너지 정책 패러다임의 전환으로 양질의 에너지를 저렴하고 안정적으로 공급하는 것에 주안점을 두고 있다. 2018년에 발표된 IPCC 보고서는 기후위기를 극복하기 위해 2050년 전력량의 70~85%를 재생에너지로 공급해야한다고 밝히고 있다. 또한 전기차, 제로에너지 빌딩, 그린수소 등 에너지 전환을 위한 새로운 대안들이 모두 재생에너지를 사용한다는 것을 고려하면 재생에너지 확대의 필요성은 더욱 더 강조된다. 신기후체제의 등장은 신재생에너지 산업의 전환점이 될 것이다. 따라서 석탄발전을 신재생에너지를 이용한 발전으로 대체할 것으로 예상되는 바, 신기후체제 출범에 따른 최대 수혜 산업은 신재생에너지 산업이 될 것이다.
특히 풍력에너지산업은 정부의 “제4차 신재생에너지 기본계획”의 발전 목표에 따른 핵심육성 산업 중 하나로, 태양광, 분야와 수소·연료전지산업과 함께 정부의 신·재생에너지 전체 R&D 예산의 약 70% 이상을 차지하고 있다. 최근 2020년 12월 발표한 ‘제9차 전력수급기본계획’에 따르면, 정부는 2034년까지 신재생에너지 발전 비중을 40%대까지 높인다고 밝힌 바 있는데, 이에따라 태양광에 가려 큰 주목을 받지 못했던 풍력(특히 해상풍력) 발전이 주목을 받고 있다. 태양광만으로는 신재생에너지 발전 비중을 높이기 어려워서다.
실제로 풍력 발전은 긍정적인 요인이 많다. 먼저 풍력 발전의 균등화발전비용(LCOE)이 낮아지고 있다. 분석 기관에 따라 차이가 있지만, 대략 2025년이면 해상풍력 발전의 LCOE가 현재 태양광 발전 LCOE(1㎿h당 50달러 이하)와 비슷한 수준(1㎿h당 60달러 내외)으로 떨어질 가능성이 높다. 한편에선 ‘이미 태양광 발전 LCOE와 비슷한 50달러 수준을 밑돈다’는 주장도 나온다. 영국의 금융 싱크탱크인 카본트래커 이니셔티브는 지난 2020년 4월 풍력 발전 단가가 5년 내에 LNG 발전 단가보다 저렴해질 것이라는 분석을 내놓기도 했다.
국내 풍력 발전 시장의 성장이 예상되는 것도 이런 이유에서다. 국제에너지기구(IEA)는 세계 해상풍력 시장 규모가 2040년까지 매년 13%씩 성장할 것으로 전망했다. 선진국들이 탄소배출량 줄이기에 적극적이기 때문인데, 국내 시장 분위기도 이를 따라갈 가능성이 매우 높다. 민간에서도 전라북도 지방자치단체의 주도로 새만금방조제에 총 3,600억 규모의 해상풍력단지 조성이 임박해 있다. 이에 따라 풍력발전에서 생산된 전력을 수용하고 연계할만한 기반을 구축하는데 정부의 역할이 중요해졌다. 100% 민간자본으로 이루어져 파리협약에서 높은 목표치를 제시한 정...부가 적극적으로 연계해야 할 필요가 있어 귀추가 주목되는 사업이다. 이 밖에도 전국 곳곳에서 풍력 및 신재생에너지 발전 사업이 진행되고 있다. 아직 업계는 전체적으로 신재생에너지를 활용한 발전 비중은 낮은 수준에 머물러 있으나, 점차 발전 효율을 높여 신재생에너지를 활용한 전기를 보급하는데 많은 노력을 하고 있다. 또한, 벌써 세계시장에서 경쟁할만한 경쟁력을 갖춘 업체도 있다.
전문가들은 1890~1900년 산업화 이전을 기준으로 지구의 평균 기온 약 2℃ 상승이 지구온난화에 따른 막대한 피해를 초래할 극적 전환점으로 보고 있다. 또한 2015년 지구 기온이 1℃를 넘어서면서 2015년 12월 파리에서 지구 온난화 방지대책을 위한 신기후변화체제의 합의가 이루어진 바 있다. 합의안에 따르면 산업화 이전 대비 지구의 평균 기온상승을 1.5℃로 제한하기 위한 노력을 추구하며, 195개 당사국은 세계 자발적 온실가스 감축안을 5년마다 제출하기로 합의하였다. 단순히 합의에 그칠 수 있다는 우려도 있으나, 이를 통해 전 세계가 온실가스의 심각성에 대해 공감하고 온실가스 감축에 대한 노력이 가속화될 전망이다. 실제로 지구의 평균기온 상승을 2℃ 이내로 억제하려면 화석연료 의존에서 벗어나, 효율적 기술과 재생에너지 확대를 기반으로 저탄소 에너지 체제로의 전환이 필요하다. 이에 우리나라는 물론 전세계 많은 나라들이 기후재앙을 피하기 위해 공감대를 형성하고 있는데, 현재 선진 각국에서 활발히 기술 개발이 진행되어 실용화 단계에 접어든 신재생에너지로는 태양에너지, 풍력에너지가 주종을 이루며, 바이오매스, 지열, 파력, 조력 등을 이용한 신재생에너지 개발이 활발히 진행되고 있다. 특히, 전 세계적으로 풍력은 상대적으로 우수한 전력생산성과 효율성, 적은 설치면적 등에 힘입어 기존 전통에너지를 대체하는 주력 재생에너지 자원으로 자리매김하고 있다.
여기에 미국에선 조 바이든 대통령의 취임으로 인한 미국의 파리기후협약 복귀와 함께 유럽연합(EU)의 환경규제가 강화되는 만큼, 국내외 친환경과 재생에너지 산업의 확대가 기대된다. 때문에 앞으로 바이든 행정부의 정책이 풍력발전 산업에 어떤 영향을 미칠 것인지 업계는 촉각을 세우고 있다. 구체적으로 바이든은 2050년까지 미국 경제를 탄소 제로로 바꾸겠다고 천명하였고, 이를 위해서 총 5조 달러의 천문학적 친환경 투자를 예고한 바 있다. 이처럼 ‘친환경발전’이 세계적인 정책 키워드로 부상하면서, 앞으로 풍력은 주요 에너지원 역할을 할 것으로 예상된다.
2023개정판에서는 그동안 추가된 자료를 업데이트하였다.
1. 서론 4
2. 풍력에너지 9
가. 풍력발전의 원리 10
나. 풍력발전의 구성 및 구조 11
다. 풍력발전기의 분류 13
1) 회전축방향에 따른 분류 13
2) 증속기 유무에 따른 분류 15
라. 풍력발전의 분류 17
마. 풍력발전의 장단점 18
3. 풍력발전 시장분석 19
가. 시장현황 20
나. 국내 산업현황 25
1) 국내 풍력발전 현황 25
2) 국내 정책현황 31
3) 국내 풍력발전 전망 32
다. 국가별 산업 현황 33
1) 중국 33
2) 미국 36
3) 덴마크 40
4) 주목해야할 시장 41
라. 풍력에너지 주요 기업 43
1) 베스타스 45
2) GE 47
3) 골드 윈드 48
4) 국내기업 49
4. 풍력발전 관련 기술동향 및 응용분야 54
가. 기술동향 55
1) 국내 기술 동향 55
2) 해외 기술 동향 60
나. 풍력발전 응용분야 64
1) 풍력 태양광 가로등 64
2) 풍력 태양광 레저보트 64
3) 풍력발전·플라이휠 에너지저장기술 65
4) 풍력-해수 담수화 기술 66
5) 풍력-태양광 복합발전 67
6) 풍력-조류 복합발전 68
7) 천연가스-풍력-태양열 복합발전 69
8) 풍력-열에너지 변환기술 70
5. 풍력발전 전망 및 향후 과제 72
가. 풍력 산업 전망 73
나. 풍력산업 향후 과제 77
6. 풍력에너지 산업 주요기업 82
가. 두산중공업 ...(034020) 83
1) 기업 현황과 전망 83
나. 동국S&C(100130) 86
1) 기업 현황과 전망 86
다. 씨에스윈드 87
1) 기업현황과 전망 87
라. 스페코 89
1) 기업현황과 전망 89
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