에너지

▲풍력발전에 대한 각국의 노력 풍력발전이란 바람의 운동에너지를 블레이드(날개)에서 흡수, 회전에너지로 변환해 유도전기를 전력계통이나 수요자에게 공급하는 기술을 말한다. 풍력은 무한정한 에너지 자원이자 대기오염이나 온실효과가 없는 청정에너지자원으로 신ㆍ재생에너지원 중 가격 및 효율성 측면에서 가장 경쟁력 있는 에너지원으로 평가받아 전세계 풍력발전시장은 지속적으로 고성장하고 있다. 또한 2008년부터 실제 이행에 들어간 교토의정서, 자국의 에너지 안보와 환경보호를 위한 각종 유인책들, 수명이 다한 풍력 설비의 본격적인 교체주기 도래, 발전원가의 하락으로 인한 채산성 향상 등도 고성장의 요인으로 평가받고 있다. 특히 지난해 실제로 교토의정서(Kyoto Protocol-2005년 38개국이 인준해 2008~2012년 기간 중 자국 내 온실가스 배출량을 1990년 대비 평균 5.2% 감축하기로 한 구속력 있는 국제협약)의 실행으로 풍력, 태양열 등 청정 대체 에너지 발전 수요가 급격히 늘어났다. 또한 교토의정서에 따르면 EU, 스위스, 체코는 약 8%, 일본, 캐나다, 폴란드는 약 6%등 구체적인 감축 목표치가 정해져 있고 의정서 인준국들은 2012년 이후 2020년까지 15~30%의 추가적인 온실가스 감축을 목표로 한 새로운 협약을 준비하고 있기 때문에 풍력 등의 청정에너지 발전량은 폭발적으로 늘어날 것으로 예상된다. 지식경제부에 따르면 전 세계 풍력산업은 연평균 12% 이상 고성장해 2008년 560억달러에서 2012년 시장규모는 1,120억달러로 확대할 것으로 예상되며 세계 풍력발전 총 용량도 연평균 20.7% 증가해 2012년 기준 240.3GW에 다다를 것으로 전망하고 있다. 풍력발전은 덴마크를 중심으로 한 유럽지역이 풍력발전 기술의 중심이었다. 유럽은 풍력발전에 유리한 해안지역을 보유한 스칸디나비아반도, 이베리아반도, 영국 및 독일을 중심으로 정부의 정책적 지원 아래에서 풍력발전에 대한 연구가 비교적 활발하게 이루어져 1980년대 이후 세계 풍력발전시장을 선도하는 위치에 올라서게 된다. 그러나 최근에는 미국, 중국, 인도 등이 신흥시장으로 떠오르고 있다. 특히 미국이 풍력발전에 연방정부의 세금을 감면하고 오바마 정부 출범 이후 기후변화 문제에 적극 나서기 시작하면서 세계 1위 풍력시장으로 부상했다. 지난해에 이어 미국의 풍력 발전소의 전력 생산 규모가 계속 커지고 있으며 신정부 출범이후 풍력을 포함한 신재생 에너지에 투자확대 계획에 따라 기술연구 개발분야의 적극적인 투자가 이루어져 풍력발전의 효율성과 성능 개선이 크게 앞당겨질 전망이다. 또한 지난해 5월 미국 에너지국에서 발표한 '20% Windpower 플랜'에 따르면 2030년까지 전체 미국 전력수요의 20%를 풍력발전에서 조달할 예정이며 이는 누적규모로 2007년 1만6,618MW에서 2030년 30만MW로 설치를 확대하는 계획을 갖고 있다. 인도는 IREDA(Indian Renewable Energy Develoment Agency)에 의해 전력판매액에 대한 세금면제, 첫해 80% 고속상각, 10년간 법인세 면제 등 2020년까지 2만MW의 풍력발전기 설치를 목표로 하고 있다. 중국은 재생에너지 발전 관리 규정을 통해 2010년까지 4조 위안에 달하는 투자액에 신재생 에너지 사용을 포함시켰다. 중국정부는 현재 1,264MW인 풍력 발전 능력을 2010년에는 5GW까지(2005~2010년간 연평균 32%증가), 그리고 2020년에는 30GW까지 (2010년~2020년간 연평균 20%증가) 증가시킬 계획으로 이를 위해 정부 주도하에 올해 풍력발전기 설치 목표량을 지난해(6.5GW)의 2배로 하고 있다. 우리나라의 풍력시장은 인도, 중국, 일본 등에 비하면 10%정도로 크게 뒤쳐져 있는 상황이다. 2007년 기준 국내 풍력발전용량은 192MW에 불과하지만 정부는 확고한 육성의지를 통해 2012년 1,145MW, 2030년 7,401MW로 공급량을 확대하겠다는 계획이다. 이를 위해 정부는 'Wind 2000 프로젝트'를 추진해 2020년까지 국산 풍력발전기 2,000MW를 공급할 예정(750kW, 1.5MW, 2MW급 등)이다. 국산화 750kW 풍력발전시스템은 지방보급사업과 연계해 제주도, 새만금 등 대규모 풍황지에 풍력발전단지를, 2MW, 3MW급 대형 풍력발전기 는 대규모 상용화 발전단지를 조성할 예정이다. ▲풍력발전의 value Chain 풍력발전의 Value Chain은 △부품·기자재 △발전기 △설치·시공 △발전 단지개발 및 서비스로 구분된다. 부품·소재 제조부문은 로터, 제어기, 기어박스, 나셀 등 발전기 내부장치의 제작에 필요한 각종 기자재를 생산하는 분야이며 발전기 제조부문은 풍력발전 산업에서 가장 핵심적인 터빈을 포함한 발전기를 제작하는 분야이고 설치· 시공부문은 발전소 건립을 위한 건설·엔지니어링 분야를 의미한다. 하지만 최근 제조부문에서는 이러한 단계별 구성이라는 도식적 구분이 무의미할 정도로 통합화의 바람이 거세게 불고 있다. 풍력발전 산업 초기 시장은 사업성이 미비하여 각 단계별로 소규모 기업들이 난립했으나 1990년대 중반이후 유럽기업들을 중심으로 활발한 M&A가 이루어져 제조부문은 소수의 대형기업에 의한 과점시장이 형성됐다. VESTAS(덴마크), GE WIND(미국), GAMESA(스페인), ENERCON(독일), SUZLON(인도), SIEMENS(독일)등 6개사가 전 세계 풍력발전 시장의 약 87%를 점유하고 있어 유럽기업들이 단연 두각을 나타내고 있는 가운데 미국 및 인도 기업이 선도 기업군을 형성하고 있는 상태다. 이중 VESTAS, GAMESA, ENERCON, SUZLON등은 풍력발전 전문업체이며, GE WIND와 SIEMENS는 종합 에너지업체 내지 그 자회사이다. 특히 이들 기업들은 대부분 풍력발전 산업 제조부문의 전 단계를 모두 커버하는 통합화를 이룩함으로써 풍력발전 산업의 시장구조를 단순하게 제조부문과 운영부문으로 변모 시켰다. 발전기의 핵심부품인 메인샤프트(Main Shaft)와 타워플랜지(Tower Flange)를 제작하는 대표적인 기업은 태웅, 평산, 일진글로벌, 용현BM, 현진소재 등이 있다. 태웅의 지난해 풍력부문 매출액은 3,000억원으로 전년대비 89.9% 증가했다. 태웅측은 신규설비(1만5,000톤 프레스) 증설을 완료하고 타사들이 진입하기 어려운 70톤이상의 대형단조품시장의 영업 및 마케팅활동에 주력하고 있으며 새로운 고객과 시장의 발굴 그리고 제품 개발을 통해 지속적인 높은 성장을 도모할 예정이라고 밝혔다. 평산은 지난해 3,729억7,900만원의 매출액을 달성, 전년대비 46.4% 성장했고 영업이익도 635억4,500만원을 기록해 전년대비 36% 증가했다. 회사측은 2007년부터 풍력발전부품의 다변화를 통한 제품 라인업(Line-up)강화에 주력해 기존 제품보다 높은 부가가치를 가져다 주는 요 베어링(Yaw Bearing) 및 피치 베어링(Pitch Bearing)용 베어링 소재(Bearing Housing)의 생산이 2007년 본격적으로 생산을 시작했다고 밝혔다. 또한 지난해 4월 독일의 풍력발전기용 기어박스(Gearbox-증속기)업체(JaKe)의 인수를 통해 제품의 공급부족현상을 막는 등 적극적인 다운스트림(Down Stream) 전략을 추구하고 있어 회사의 장기적인 성장동력이 될 것으로 기대된다. 일진글로벌의 지난해 매출액과 영업이익은 각각 2,441억600만원과 334억9,500만원으로 전년대비 15.4%, 5.9% 감소했다. 용현BM의 지난해 매출액은 1,618억2,200만원으로 전년대비 197.2% 증가했고 영업이익도 114억3,900만원으로 241% 증가했다. 회사측은 현재 강한 내구성을 요하는 풍력발전의 핵심부품인 Main Shaft와 Tower Flange, Yaw & Pitch Bearing 같은 Ring 제품 등 각 종 고부가가치 제품의 생산이 실적에 반영됐고 지난해 말 기준으로 수주금액만 2000억원이며 중국, 미국 및 유럽에서 활발한 영업활동을 하고 있어 해외 신규수주도 기대한다고 밝혔다. 현진소재의 지난해 매출액은 매출액과 영업이익은 각각 79%, 157% 증가한 3,990억원, 801억원을 기록했다. 회사측은 2007년 2차 신규증설을 완료로 회사의 매출액은 급성장 했고 또한 기존제품의 판매경로에서 중국, 유럽, 미주 등 신시장 개척을 통한 영업력 확대에도 주력하고 있다고 설명했다. 풍력발전기의 타워(Tower)부문에서는 윈드타워분야 세계 1위 업체인 동국S&C가 지난해 3,240억원의 매출액과 569억9,100만원의 영업이익을 기록해 전년대비 각각 124.2%, 236.1% 증가했다. 올해 8월 상장을 눈앞에 둔 동국S&C는 세계 풍력발전시장이 EU 중심에서 벗어나 미국을 포함한 북미와 중국, 인도, 일본 등의 아시아시장이 크게 확대될 것으로 전망되고 있는 가운데 미국 서부지역을 독점 공급하고 있는데다 최대 거래처인 GE Wind를 확보하고 있고 일본시장을 독점하고 있어 앞으로의 성장가능성은 높다. 스페코의 지난해 매출액과 영업이익은 각각 482억8,000만원과 36억원으로 전년대비 각각 25.2%, 92.8% 증가했다. 과거 풍력타워 납품 경험을 바탕으로 해외 풍력발전 시장에 진출한 스페코는 총 3,000만달러를 투자해 멕시코 몬클로바에 풍력발전용 Tower 생산공장을 올 8월 완공하고 풍력타워를 생산할 예정이다 블레이드 부문에서는 지난해 한국화이바가 전년대비 21.6% 증가한 1651억3,300만원의 매출액과 38.1% 증가한 138억9,600만원의 영업이익을 기록했다. 케이엠의 지난해 매출액은 전년대비 188.8% 증가한 248억4,000만원, 영업이익은 10억2,900만원으로 흑자전환했다. 케이엠은 2MW급 블레이드의 개발과 인증을 완료하고 지난해 말부터 5MW급 대형 해상풍력발전 시스템 블레이드 개발을 착수했다. 발전기와 시스템부문에서는 현대중공업이 태양광 사업진출에 이어 600MW 규모의 풍력발전기 생산공장을 전북 군산에 건설하는데 1,000억여원을 투자했다. 저풍속용 2MW듭 풍력발전, 해상풍력 3MW, 5MW급이 기술개발단계에 있다. 회사측은 고유가 및 기후 변화에 대한 대책으로 수요가 증가하고 있는 풍력발전 분야에 진출로 사업구조를 다각화함으로써 새로운 수익 기반을 창출할 수 있을 것으로 예상했다. 신재생에너지에 힘쓰고 있는 현대중공업의 전자전기시스템사업부의 지난해 매출액과 영업이익은 각각 1조9,244억원, 3,596억원으로 전년대비 32.4%, 60.5% 증가를 기록했다. 풍력 시스템중대형부문에 있는 기업들은 유니슨, 효성, 두산중공업, 삼성중공업, 현대중공업 케이알 등이 있다. 특히 국내 중공업업체들은 조선·건설기술을 바탕으로 활용이 가능한 풍력설비와 시공에 사업확장을 하고 있다. 유니슨의 풍력부문의 지난해 매출액은 132억2,700만원으로 전년대비 464.3% 증가했는데 회사측은 이에 대해 신규 부문의 사업 본격화로 매출이 증가했으나 신규 설비 가동에 의한 감가상각비 증가로 영업이익은 감소했다고 설명했다. 국내 최초로 국산화에 성공한 750kW급 풍력발전기로 해외수출의 물꼬를 텄던 유니슨은 지난해 2MW급 풍력발전기를 개발 완료하고 올해 하반기에 상용화할 예정이다. 또한 정부 및 지자체에서 추진중인 국산화 풍력발전사업에서 올해 5월까지 발주된 물량 전체를 수주해내는 등 국내 풍력발전시장을 선점하며 국내 풍력발전기 생산업체로서는 가장 먼저 세계시장 진출을 위한 기반을 마련했다는 평가이다. 효성은 2MW급 Geared 사양의 발전기를 개발완료해 2010년 양산을 목표로 형식인증을 진행 중이며 지난해 5MW급 대형 해상 풍력 발전 국책 주관 업체로 선정돼 2012년까지 제품 개발을 완료한다는 계획이다. 이 차세대 초대형 풍력발전시스템은 미래 수출시장 선도를 위해 필요한 품목으로 풍력 기술선진국도 전략적으로 개발 중이다. 풍력발전에 힘쓰고 있는 효성의 지난해 중공업·건설부문 매출액과 영업이익은 각각 1조6,408억원, 1,756억6,600만원으로 전년대비 각각 36.6%, 68.3% 증가를 기록했다. 두산중공업은 2010년 양산을 목표로 3MW급 Geard 사양의 해상풍력 발전기를 개발 중이다. 두산중공업의 발전·설비부문의 지난해 매출액은 전년대비 83.9% 증가한 3조7,621억8,300만원, 영업이익은 183.8% 증가한 2,864억6,600만원을 달성했다. 삼성중공업은 풍력발전기 제조 및 판매와 설비에 내년까지 총 6,000억원을 투자해 2.5㎿급 육상용과 5㎿급 해상 풍력발전 설비를 연간200기 생산하기로 했다. 올해 말까지 2.5~3MW급 제품 설계·개발을 완료할 예정이며 내년말 공장 건설 등 인프라를 구축해 2011년부터 제품생산을 목표로 사업을 추진 중이다. 이를 바탕으로 2015년에는 풍력발전 설비 매출 3조원(800기 생산)을 달성해 시장점유율을 10%대로 끌어올려 세계 7위권에 진입할 계획이다. 올해 5월 생산공장도 없는 상황에서 삼성중공업이 미국 시엘로사와 2.5㎿급 풍력발전기 3기를 오는 2011년까지 텍사스주에 설치하는 내용의 투자의향서(LOI)를 체결한 것은 이 같은 계획이 진행되는 시발점으로 평가 받고 있다. 케이알은 지난해 풍력부문에서 전년대비 23.6% 증가한 187억8,800만원의 매출액을 달성했다. 케이알은 저속에서 회전이 가능하고, 조립형 방식으로 인해 운송, 조립 및 유지, 보수가 용이하며 기존 방식에 비해 소음 및 진동을 줄여 일반 가정 및 관공서 등 주거지 접근성을 높인 장점을 지닌 Jet-Wheel-Turbo 방식의 풍력 발전 시스템을 통해 시장잠재력이 큰 주거지용 보급형 풍력발전에 집중할 계획이다. 회사측은 “급성장하고 있는 미국의 소형 풍력 발전시장에 포커스를 맞춰 마케팅을 펼친 결과 올해 하와이에 제품을 설치, 테스트 중에 있으며 추가적으로 다른 2~3개 지역에 제품 설치 및 테스트를 진행할 예정”이라고 밝혔다. 풍력 설치·시공부문에서는 대우엔지니어링이 태백 풍력발전소, 서울시 하늘공원 풍력 발전소, 제주 난산 풍력발전소 등을 건설한 경험을 살려 사업을 진행 중에 있다. ▲ 풍력발전시스템 대형화 정부주도의 핵심부품의 국산화 -----> 풍력을 수출산업으로 조선·해양건설 기술적용 풍력발전이 친환경적이며 자원량이 무한한 발전방식이지만 환경의 영향 때문에 지속적 발전이 어렵다는 단점을 가지고 있다. 풍력발전은 기본적으로 바람이라는 매개물이 필요하기 때현재 기술적으로 5.36m/s~22.35m/s의 풍속 구간에서 풍력발전이 가능하며 이 풍속구간을 벗어나는 시점에서는 발전을 할 수 없다. 또한 대용량 발전을 위해서는 적정 풍속 구간을 지속적으로 유지하는 광범위한 입지 확보가 필수적이지만 자연환경, 특정 국가의 법률적 규제, 항공노선과의 중첩문제, 주변의 민원 등이 장애요인으로 작용한다. 특히 풍력발전은 그 특징상 도심지역에서 멀리 떨어진 곳에 위치하기 때문에 송배전 설치에 많은 비용이 수반되고 발전기를 포함한 발전단지내의 시설이 대부분 자동제어시스템으로 구성되므로 초기 설치비가 상대적으로 높다. 이를 극복하기 위한 방안으로 풍력발전시스템의 대형화를 통한 경제성 확보와 대규모 단지 건설이 가능한 해상풍력시장이 확대되는 추세이다. 현재 풍력발전기가 세계적으로 2MW~3MW급이 주력 제품인데 반해 우리나라는 750kW급이 유니슨과 효성에 의해 개발 완료후 이제 상용화가 진행 중이며 2MW급 발전기는 실증단계일 뿐이다. 또한 국내에서 운영중인 발전기 대부분을 덴마크의 Vestas가 점유(80%)하는 등 수입에 의존하는 실정이다. 따라서 풍력 발전을 경제적으로 이용하고 수출 산업화하기 위해선 핵심 부품의 국산화와 우리의 우수한 조선·중공업·해양건설기술을 접목해 기술선도국으로 세계 시장에 조기 진입해야 한다 . 풍력발전시스템의 대형화와 핵심 부품의 국산화를 위해 정부는 초기에는 국내시장을 통해 보급형 발전기를 중심으로 Track Record를 확보하는데 중점전략을 두고 이후 발전기 대형화 개발 및 양산을 통해 수출을 위한 산업화 전략을 추진할 예정이다. 지금까지는 주로 20kW급, 300kW급 등의 소형 풍력 발전기 중심으로 개발됌으로 인해 기본기술은 상당 부분 확보했으나 풍력 발전의 핵심 부품 국산화율은 매우 저조해 경쟁력 확보에 걸림돌이 되고 있다. 국내의 육상 풍력과 해상 풍력의 기술수준은 세계 최고 수준의 각각 79%와 68% 수준으로 추가 개발 노력이 필요한 상황이다. 이를 위해 정부는 향후 5년간 2,900억원(정부 1,800억원, 민간 1,100억원)을 대형 풍력 발전기 독자 개발에 집중 투자할 계획이다. 육상 분야에서는 2MW급 풍속 발전기 개발과 블레이드 소재 및 주축 베어링 국산화를 추진 예정이며 해상 분야에서는 3MW급과 차세대 부유식 발전기를 개발해 상용화를 추진 중에 있다. 특히 해외에 의존하고 있는 블레이드 부품에 공력설계와 신소재 개발로 시스템 향상과 경량화를 달성하고 주축 베어링 부품은 국내 우수한 단조사업을 이용한 조기 국산화로 납기단축을 이루며 증속기는 장수명이 가능하도록 설계와 제조기술 개발을 추진한다. 이와 더불어 세계적인 추세인 해상풍력단지의 대형화도 추진된다. 세계 해상풍력용량은 2007년 1.1GW에서 2010년 4.4GW로 성장이 전망되는 성장잠재력이 큰 분야이다. 정부는 2010년부터 2015년까지 300MW 규모의 해상풍력 단지를 건설 할 계획이며 5~10MW급 대형 해상용 풍력발전시스템을 2015년 이후 풍력 주력상품으로 육성할 계획이다. 또한 심해 설치가 가능한 미래형 부유식 풍력발전시스템에도 투자가 이뤄진다. 기존의 해상풍력은 심도 20m이상의 바다에 설치가 힘들고 풍력발전기의 대형화에 따른 기둥과 구조물제작의 고비용문제를 안고 있다. 부유식 풍력발전은 바다에 띄울 수 있어 육지에서 멀리 설치가 가능해 강한 바람에 의한 효율성이 증대돼 기존 해상풍력의 문제점을 해결 할 수 있는 차세대 해양 풍력 발전으로 각광받고 있다. 이 분야에서는 덴마크의 Simens Wind Power 기업이 올해 6월 노르웨이 남서부 해안에서 10km 떨어진 바다에 세계 첫 해면 부유식 발전기를 성공적으로 설치했다. 정부는 부유식 풍력발전시스템을 위해 2020년이후 시장선점을 목표로 경제성이 좋은 50m이상 수심이 깊은 해양지역 풍력발전의 원천기술개발에 대해 2030년까지 총 4,200억원(정부 600억원, 민간 3,200억원)을 투자할 계획이다. 여기에 우리가 주목할 점은 세계 최고 수준인 국내의 조선·해양건설 기술을 기반으로 부유식 등 대수심 해상 풍력발전 개발이 가능하다는 점이다. ▲풍력산업 발전을 위해선 대형 투자가 필요 각국 정부가 다양한 조세혜택 및 정책적 지원을 통해 풍력발전산업을 지원하고는 있지만 여전히 국영 발전업체 및 전통적인 대형 에너지 업체가 적극적으로 참여할 수준까지는 시장이 형성되지 않은 상황이다. 그러나 최근 들어 기존의 소규모 단지 조성과 달리 풍력발전 단지의 대형화가 지속적으로 추진되면서 대규모 자금조달 구조가 필요하게 됐고 이에 대형 투자자들이 풍력개발 분야에 관심을 기울이고 있다. 대형 투자자들은 크게 국제적 투자은행, 풍력발전 선도 제조기업, 대형 정유업체 등이 있다. 국영 발전업체 및 BP, Shell과 같은 대형 에너지 업체들은 시장에 점진적으로 참여 중이며 이들 기업들은 풍력발전 산업의 수익성이 부각되면서 지분참여 또는 기존 개발자를 합병하는 방식을 통해 시장에 진입하고 있다. 최근 풍력발전 산업 M&A에 있어 풍력발전기 기업인 인도의 수즈론(SUZLON)사가 2005년 이후 단 두차례의 M&A를 통해 아시아 변방의 소규모 기업에서 일약 세계 5위의 풍력발전 기업으로 성장했다는 점은 국내 기업들에게 시사하는 바가 크다. 이는 향후 풍력발전 산업의 시장성이 확고해 질 경우 풍력 산업에서의 M&A가능성이 크게 높아질 수 있음을 보여주는 한 예라고 볼 수 있다. 세계 풍력시장의 선두 그룹들인 VESTAS, GAMESA, ENERCON, SUZLON 등은 풍력발전 산업 제조부문의 전 단계를 모두 커버하는 통합화를 이룩했다. 따라서 대형화되는 풍력발전을 산업화하기 위해선 정부와 기업이 풍력 산업 M&A와 통합화에도 많은 투자와 지원을 아끼지 말아야 할 때이다.