[산업리포트] 그린뉴딜 핵심, 해상풍력

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세계적으로 그린뉴딜 바람을 타고 해상풍력이 떠오르고 있다. 해상풍력은 바다에 풍력 발전기를 설치해 전력을 얻는 방식이다. 육상풍력과 비교해 입지 제약에서 자유로운 점이 가장 큰 장점이다. 발전단지를 구축할 때 가격이 비싼 부지를 매입하지 않아도 되고 소음이나 전파 방해 등 육상풍력에서 발생할 수 있는 문제를 차단할 수 있다. 또 대형 단지를 건설할 수 있기 때문에 전력을 대량 확보할 수 있다.

해상풍력은 향후 재생에너지를 견인하는 중심 산업으로 떠오르고 있다. 산업통상자원부가 블룸버그뉴에너지파이낸스(BNEF) 등을 인용해 발표한 자료에 따르면 2030년 세계 해상풍력 설비는 177GW가 설치될 전망이다. 2019년 29.1GW가 설치된 것과 비교해 연평균 17.8% 성장할 것으로 예상된다. 해상풍력은 유럽과 중국을 중심으로 구축됐다. 세계풍력에너지협회(GWEC)에 따르면 2019년 기준 국가별로 구축된 해상풍력 설비는 영국 9723㎿, 독일 7493㎿, 중국 6838㎿, 덴마크 1703㎿, 벨기에 1556㎿, 네덜란드 1118㎿다. 우리나라는 124㎿에 그쳤다.

최근 정부가 해상풍력 발전을 위해 본격적으로 나서면서 국내 해상풍력 시장 생태계도 확대될 것이라는 기대감이 커졌다. 정부는 지난해 7월 발표한 '해상풍력 발전방안'에서 2030년까지 국내에 해상풍력 12GW를 준공하고 세계 5대 해상풍력 강국으로 도약하겠다는 목표를 제시했다. 그간 낮은 주민수용성과 인·허가 지연 등으로 움트지 못했던 국내 해상풍력 시장이 개화를 대비하고 있다.

국내 업체들은 이미 풍력타워와 케이블, 풍력터빈, 사업개발자(디벨로퍼·developer) 등 해상풍력 밸류체인 곳곳에서 경쟁력을 키워왔다. 해상풍력 타워는 우리나라 업체가 세계 최고 수준 경쟁력을 인정받고 있고, 해상풍력 터빈을 포함한 발전시스템에서는 안정적인 국산 기술을 개발하기 위해 집중한다. 국내에서 대규모 해상풍력발전단지가 구축되면 산업경쟁력도 대폭 향상될 것으로 기대된다.

세계 해상풍력 시장은 유럽과 미국 업체가 주도하고 있다. 국가적으로는 영국·독일·덴마크·벨기에 등 유럽 주요국이 주도하는 가운데 중국도 대규모로 해상풍력발전단지를 개발하고 있다. 미국은 2024년부터 대규모 해상풍력발전단지를 구축할 계획이다. 올해부터 2030년까지 해상풍력시장이 대폭 확대될 전망이다.

풍력발전 핵심인 터빈 기술력은 미국과 유럽업체가 선도한다. GE(미국), 지멘스(독일), 베스타스(덴마크) 해상풍력 터빈 경쟁에서도 우세를 점하고 있다. 해상풍력 디벨로퍼는 규모를 갖춘 공기업이 선전하는 분야다. 세계 최대 해상풍력 개발업체인 덴마크 오스테드(Orsted)는 물론 독일 이노지(Innogy), 스웨덴 바텐폴(Vattenfall), 스페인 이베르드롤라(Iberdrola) 등 유틸리티 기업이 세계 해상풍력 발전단지 구축에 적극적으로 참여한다.

◇대형 해상풍력단지 개발 선언 '한국전력'

국내 최대 시장형 공기업인 한국전력은 잠재적인 해상풍력발전사업 참여자다. 그간 특수목적법인(SPC)으로 참여하던 것에서 벗어나 대형 해상풍력발전사업에 한해 디벨로퍼로 참여하겠다는 의지를 내비치고 있기 때문이다. 지난 15일에는 국내 해상풍력 관련 44개 기업과 '해상풍력산업 활성화를 위한 협력 양해각서'를 교환하고 국내에서 2.7GW 해상풍력 발전사업을 추진하겠다고 선언했다. 한전 해상풍력사업단은 전남 신안군에 1.5GW, 전북 서남권에 1.2GW 규모 해상풍력단지를 조성할 계획이다.

한전은 해상풍력발전사업에 참여하게 되면 세계 해상풍력 1위 개발업체인 덴마크 오스테드 같은 공기업으로 거듭날 수 있다. 한전은 2007년부터 재생에너지 개발 역량을 쌓아 왔다. 해외에서 민자발전사업자(IPP) 또는 디벨로퍼로 참여하면서 다양한 경험을 얻었다. 요르단 푸제이즈 풍력사업(89.1㎿ 규모)을 지분 100%를 투자해 사업 개발부터 건설, 운영까지 전 과정을 단독으로 추진했다.

해상풍력 관련 R&D로 기술력도 갖췄다. 기존 90일이 소요되던 해상풍력 발전기 설치기간을 3일로 줄인 '해상풍력 일괄설치시스템'과 해상풍력 하부기초를 빠르게 설치할 수 있는 '석션버켓' 기술을 자체 개발했다.

◇8㎿ 규모 해상풍력발전시스템 개발 추진 '두산중공업'

두산중공업은 국내 유일 상업용 해상풍력 발전시스템을 공급한 기업이다. 해상풍력용 대형 발전터빈시스템을 대형화하기 위해 연구개발을 하고 있다. 해상풍력은 육상풍력에 비해 거친 바람과 대규모 입지조건 등으로 인해 대형 발전터빈이 필요하다. 2017년 5.5㎿급 풍력발전 기술을 확보한 뒤 약 2년간 연구개발로 5.56㎿ 해상풍력 터빈 상용화에 성공한 바 있다.

향후 8㎿ 규모 해상풍력 터빈을 개발할 계획이다. 이르면 내년 개발을 완료하고 실증 테스트에 돌입한다. 두산중공업 8㎿ 규모 해상풍력 터빈의 성공적인 개발 여부는 두산중공업은 물론 국내 해상풍력 산업생태계에도 영향을 미칠 전망이다. 국내 해상풍력 디벨로퍼들은 2024년에서 2026년을 대형 해상풍력 개발단지 완공을 목표로 전기위원회 발전사업 허가를 받은 바 있다. 두산중공업 8㎿ 터빈이 대형 해상풍력 발전단지에서 '트랙 레코드'를 쌓으면 경쟁력 있는 해상풍력발전 터빈 제조사를 갖추게 된다. 다만 여전히 불안한 기술력은 두산중공업이 개선해야 할 부분이다.

두산중공업은 풍력발전사업 전 분야에 걸쳐 고객별 맞춤 솔루션을 제공할 수 있는 기업이기도 하다. 풍력발전단지 입지선정·검토, 풍황 분석, 사업타당성 검토 등 사업개발 단계부터 기자재, 설계·조달·시공(EPC), 운영·관리(O&M) 서비스 영역까지 서비스를 제공할 수 있다.

◇세계 최대 규모 신안해상풍력 사업 참여 'SK E&S'

SK E&S는 해상풍력을 선제적으로 개발하고 있는 국내 '디벨로퍼'다. 대규모 육상풍력발전단지를 개발한 경험을 바탕으로 해상풍력 발전단지 개발도 추진하고 있다. 전남 신안에 대규모 해상풍력발전단지를 구축할 계획이다. SK E&S가 참여하는 신안해상풍력 사업은 세계 최대 규모인 8.2GW 해상풍력단지를 구축한다는 목표다. 국내 민간 디벨로퍼 중에서는 단연 돋보이는 규모다. 정부가 발표한 '해상풍력 발전방안'의 핵심 사업이기도 하다.

SK E&S는 신안그린 육상풍력 단지를 개발해 운영하고 있다. 청산풍력·원동풍력·삼척풍력 등 육상풍력 단지도 개발할 계획이다. 전남 신안 해상풍력발전단지가 성공적으로 구축되면 SK E&S는 해상풍력 분야에서도 '운영실적'을 쌓을 수 있을 것으로 기대된다.

◇세계 1위 풍력타워 제조업체 '씨에스윈드'

씨에스윈드는 세계 1위 풍력 타워 업체다. 베스타스, 지멘스 가메사, GE 등 글로벌 터빈 3사를 주요 고객사로 뒀다. 2019년 매출액 7994억원 대비 87%가 이들 3사로부터 발생했다. 이 회사 풍력 타워 기본 성능은 길이 80~160m다. 직경은 4.5m에서 7m다.

씨에스윈드는 세계 풍력 시장과 함께 고성장하고 있다. 지난 10년간 풍력발전 시장이 두 배 성장하는 동안 5배 성장한 것으로 추정된다.

씨에스윈드 경쟁력은 규모의 경제와 원가경쟁력을 꼽을 수 있다. 실제 이 회사는 국내 법인이 없다. 풍력 타워를 전부 해외에서 생산한다. 2003년 베트남에 첫 법인을 설립했다. 원가 경쟁력 강화를 위해서다. 현재는 베트남 외에 중국과 말레이시아, 터키, 대만 등에 주력 공장을 뒀다. 2019년에는 베트남과 말레이시아, 대만에 각각 300억원, 400억원, 300억원 자본투자(CAPEX)를 단행했다. 규모의 경제로 생산 효율성이 크게 높아졌다.

씨에스윈드는 추가 투자도 예정돼 있다. 이르면 다음 달 미국 생산기지 설립 투자를 마무리한다. 앞서 작년 이 회사는 미국에 신규 생산공장 2개 신설 계획을 밝힌 바 있다. 중부에 육상 풍력 타워를, 동부에 해상 풍력 타워 기지를 설립하는 것이 골자다. 또 씨에스윈드는 해상풍력에 쓰이는 하부 구조물인 모노파일 생산시설을 유럽에 신설하는 방안을 검토 중이다.

씨에스윈드 실적은 올해 사상 최대를 기록할 전망이다. 회사는 사상 처음으로 목표 매출액을 1조원 넘는 1조1000억원으로 제시했다. 또 영업이익은 사상 최대인 작년 976억원 대비 10.5% 상승한 1000억원대로 예상했다.

◇세계에서 인정받은 해저케이블 경쟁력 'LS전선'

해상풍력은 육지에서 멀리 떨어져 있고 깊은 수심을 관통해야 하는 해저케이블도 중요하다. 해상풍력 발전단지에서 생성되는 대량의 전력을 안정적으로 전송할 수단이 필요하기 때문이다. 수심이 깊은 부유식 해상풍력에서는 케이블이 중요한 부품이고 해안에서 멀어지는 대형발전소일수록 해저케이블 단가와 함께 초고압직류송전(HVDC·기존 교류를 사용하는 그리드와 대조적으로 직류를 대량으로 송전하는 시스템) 등 전력 기술을 활용하는 것이 중요하다. 해상풍력 발전 건설 약 3분의 1을 송전과 전선 분야가 차지한다.

LS전선은 1962년 설립된 제조업체다. 해저 케이블과 초전도 케이블, 초고압 케이블, 통신 케이블 등 일상생활과 산업 전반에 사용되는 케이블 전반을 제조한다. 이중 해저 케이블 분야에서는 세계적인 경쟁력을 갖췄다. 2019년부터 대만, 미국, 네덜란드, 바레인 등에서 총 9000억원대 해저 케이블을 수주했다. 대만에서는 발주된 해상풍력용 1, 2라운드 초고압 해저 케이블을 독점 수주하기도 했다. 국내 해상풍력 발전단지가 본격적으로 건설되면 LS전선 해저케이블 공급이 대폭 확대될 예정이다.

◇중대형 해상 구조물 사업 진출 채비 '동국S&C'

동국S&C는 풍력 타워 제조, 풍력단지 건설 전문업체다. 2001년 풍력 타워 사업에 진출했다. 베스타스와 지멘스, 미쯔비시, 노르덱스(Nordex) 등 글로벌 풍력 터빈 업체들을 고객사로 확보했다.

동국S&C 주요 생산기지는 포항에 위치했다. 1공장에선 육상풍력 타워와 철 구조물을, 2공장에선 대형 육상풍력 타워 등을 제조한다. 3공장은 풍력 타워 가조립과 야적장 용도로 사용한다. 포항 공장 풍력 타워 연간 생산능력은 총 8만톤이다. 3㎿급 육상용 풍력 타워를 주력으로 생산한다.

금융감독원 전자공시에 따르면 동국S&C 풍력 타워 생산 가동률은 2018년 100%에서 2019년 123.88%, 2020년 50.62%로 집계됐다. 같은 기간 풍력 타워 매출액은 1146억500만원에서 1416억4400만원, 949억9100만원을 기록했다.

현재 동국S&C는 해상풍력 타워 제조 및 중대형 해상구조물 등 신규 사업 진출을 준비하고 있다. 이를 위해 포항 2공장 설비 구축 등을 검토 중인 것으로 알려졌다.

동국S&C는 향후 풍력 타워와 풍력단지 건설 수혜가 예상된다. 국내에서만 해상풍력과 육상풍력이 2030년까지 각각 12GW, 4.5GW 설치될 것으로 예상된다. 이 회사가 생산기지를 국내에 둔만큼 수주에 유리하다는 평가다.

변상근기자 sgbyun@etnews.com, 류태웅 기자 bigheroryu@etnews.com