탈탄소 넷제로(Net-Zero) 사회를 실현하기 위한 핵심수단으로 태양광, 풍력발전과 같은 재생에너지가 전력공급의 중심에 서고 있다. 에너지 대전환의 시대로 인류의 발걸음이 빠르게 움직이는 가운데, SK에코플랜트는 드넓은 바다로부터 불어오는 힘찬 바람에서 새로운 가능성을 찾았다.

바다 위에서 발견한 녹색 에너지의 미래

2020년 6월, SK에코플랜트는 친환경 해상풍력 사업을 본격화하고자 신재생에너지 개발과 발굴을 담당하고 있는 Renewables 사업그룹 내에 해상풍력사업을 발족했다.

현재 SK에코플랜트는 최초로 발전사업 면허를 획득한 울산 동남해안 해상풍력 발전사업을 추진하고 있으며, 특히 부유식 해상풍력 발전사업에 집중하고 있다. SK에코플랜트는 울산광역시가 적극 추진 중인 동해가스전 주변 부유식 해상풍력 발전사업에 참여하고 있으며, 전라남도 영광 해안선에서 70km 떨어진 해역에 부유식 해상풍력 발전을 추진하기 위해 지난 10월 부유식 라이다(Lidar, 풍황측정기)를 설치하는 성과를 이루기도 했다.

미래 친환경 녹색 에너지로 주목받는 부유식 해상풍력 발전사업, SK에코플랜트 Renewables 사업그룹 구성원들과 함께 이에 대한 이야기를 나누어 보았다.

지금까지 대부분의 해상풍력 발전시설은 보통 고정식으로 설치되어 왔습니다. SK에코플랜트는 유럽에서도 초기 상용화 단계인 부유식 해상풍력 사업으로의 진출을 일찌감치 선언하고 국내 부유식 해상풍력발전 사업을 선도하고 있습니다. SK에코플랜트는 1995년 SK 울산 CLX (울산 정유화학 공장단지)의 원유하역 시설인 해저배관∙SPM을 설치한 이래 베트남, 쿠웨이트 등 국내외 모든 해양구조물 프로젝트에서 경험과 기술력을 키워왔습니다. 현재 우리 회사에서 해상풍력 발전사업을 추진하는 담당자들은 이러한 프로젝트들을 성공적으로 수행한 멤버들입니다. 우리가 가진 경험을 바탕으로 해상풍력 발전사업에 참여하기로 결정하고 국내 최초로 부유식 해상풍력 발전사업 개발자로 선도적 역할에 도전하고 있습니다.

– 오진수 PL

Renewables 사업그룹 오진수 PL은 SK에코플랜트 해상풍력 발전사업의 시작과 구성원들의 역량에 대해 전했다. 오진수 PL의 이야기처럼, 부유식 해상풍력 발전사업은 세계적으로도 최근 들어 상용화 단계에 돌입한 미개척의 분야다. 이처럼 생소한 사업 분야에 SK에코플랜트가 일찍이 주목한 까닭은 무엇일까? 프로젝트 플래닝을 담당하는 Renewables 사업그룹 이자범 프로의 설명이 이어진다.

부유식 해상풍력 발전시설의 규모는 어마어마합니다. 대당 무게가 수천 톤에 달하는 것은 물론, 하부 구조물부터 날개까지의 높이는 약 250m로 남산타워 높이보다 조금 더 높습니다. 부유식 해상풍력 발전시설에 대해 사람들이 가장 많이 하는 질문 또한 “그 덩치와 무게를 가진 발전기가 바다 위에 어떻게 떠 있을 수 있느냐?”, “바다 위에 떠서 에너지를 생산하는 게 가능하냐?”는 것이지요. 질문에 대한 대답을 먼저 하자면 “물론 가능하다” 입니다.

 

부유식 해상풍력 발전은 설치장소에 구애받지 않고, 고정식 발전에 비해 에너지 효율이 높다는 장점을 갖추고 있기에, 신재생에너지 산업을 육성하고자 하는 여러 나라의 관심이 높은 분야입니다. 이처럼 부유식 해상풍력 발전사업의 저변이 넓어지면서 해당 산업의 경제성이 개선되고 있습니다. 아직은 고정식 발전시설 대비 부유식 발전시설의 비용이 더욱 크지만 2030년 무렵에는 고정식과 부유식의 소요비용의 차이가 줄어들게 되어 해상풍력 발전의 주류로 성장할 것을 예측합니다. 갈수록 절박해지는 기후변화 위기와 탈탄소 요구에 따라 신재생에너지의 필요성은 더욱 확장될 것으로 보이며, 이에 따라 SK에코플랜트는 부유식 해상풍력 발전사업 초기 단계부터 진입하여 선도적 위치를 확보하고자 노력하고 있습니다.

– 이자범 프로

부유식 해상풍력 발전사업은 영국, 덴마크, 스웨덴, 타이완 등 드넓은 바다를 끼고 있는 국가에서 활발한 연구 개발이 이루어진다고 한다. 영국은 일찍이 자체적으로 부유식 해상풍력 발전 개발에 나서 이 분야의 성장을 이끌어 오고 있다. 2017년부터 가동을 시작한 스코틀랜드 북해 풍력발전 터빈 5기는 30MW의 전력을 생산하고 있으며, 올해 10월 운영을 시작한 스코틀랜드 킨카딘 부유식 해상풍력발전단지는 50MW의 전력을 생산하고 있다고 한다. 타이완은 국가에서 정책적으로 부유식 해상풍력 발전사업 육성에 나서고 있기도 하다.

부유식 해상풍력 발전에 세계 각국의 관심이 높아지고 있는 이유는 고정식 해상풍력 발전과 비교했을 때 많은 장점이 있기 때문이다. 부유식 해상풍력 발전시설은 고정식과 달리 설치 위치를 비교적 먼 바다까지 자유롭게 선정할 수 있다. 부유식 해상풍력 발전시설은 수심이 깊은 먼 바다에 설치할 수 있어 연안지역에 비해 풍속 등 바람의 품질이 우수하고 발전 효율이 뛰어나다. 해안에서 멀리 떨어진 곳에 설치하므로 경관을 해치지 않고 어업을 방해하지 않는다는 장점도 있다. 아직은 비용적 부담이 높은 것도 사실이지만, 기술의 발전이 빠르게 이루어지면서 산업 확대가 이루어지고 비용도 현실화될 것으로 전망하고 있다.

오랜 시간 쌓아 올린 부유식 해상풍력 발전 기술력

SK에코플랜트가 부유식 해상풍력 발전사업을 추진하게 된 배경에는 그 동안 대규모 해양항만 건설 프로젝트를 진행하며 축적해 온 경험이 자리잡고 있다.

SK에코플랜트는 국내 건설사 중 유일하게 부유식 원유하역시설인 SPM(Single Point Mooring) EPC 실적을 보유하고 있다. SPM은 해수면에 떠 있는 부유체로서 부유식 해상풍력발전 시설과 개념과 원리가 같은 해양 구조물이다. SK에코플랜트는 1990년대 울산 SK에너지 원유하역시설 설치사업을 시작으로, 베트남 NSRP, 한국석유공사 등 국내외 EPC 사업을 성공적으로 수행하면서 부유식 해상풍력 발전시설 구조물의 설치 기술력을 쌓아 올렸다.

SK에코플랜트가 수행한 SPM 프로젝트는 다양한 현장에서 이루어졌으며, 각 현장의 특성에 따라 쉽지 않은 난관을 딛고 진행되었다. 울산항의 경우 수심의 확보가 용이하여 육지에서 멀지 않은 위치에 SPM을 설치할 수 있었다. 그러나 베트남의 경우는 SPM을 설치하기 위해 충분한 수심을 확보하고자 육지에서 35km 떨어진 먼 바다에 구조물을 설치해야만 했다. 육지에서 먼 바다 위에 해양 구조물을 설치하는 것은 육지 위에 구조물을 설치하는 것과는 전혀 다른 접근 방법이 필요하며, 이렇듯 어려움을 헤쳐 나가며 하나씩 성과를 거두는 동안 SK에코플랜트는 부유식 해양구조물에 대한 노하우를 축적할 수 있었다.

Renewables 사업그룹 김진광 PM은 그 동안 현장에서 쌓아 올린 SK에코플랜트의 기술력을 부유식 해상풍력 발전사업에서 100% 발휘할 수 있게 되기를 바란다며, 친환경 에너지 분야 개척에 도전하는 각오를 밝혔다.

SK 울산 CLX는 국내 최초, 최대, 단일규모의 정유 및 석유화학 공장입니다. 우리는 이렇게 거대한 공장의 기본 원료로 사용되는 방대한 양의 원유를 이송하는 부유식 원유하역시설을 건설하면서 대규모 부유식 해양구조물에 대한 많은 노하우를 가질 수 있었습니다.

 

SK에코플랜트가 건설한 원유하역시설 SPM은 대형 유조선이 떠 있을 수 있는 먼 바다 위에서 유조선이 접안할 수 있는 부유식 구조물(부이, Bouy)과 이에 연결된 원유 이송용 해저배관, 그리고 육지의 원유 저장 탱크로 이루어져 있습니다. 대형 유조선이 부이에 안전하게 접안하고, 원유의 유출이 없이 해저배관으로 원유를 옮기며, 다시 이를 육지의 원유 저장 탱크에 무사히 저장하기까지 고도의 기술력이 필요합니다. 우리는 이 사업을 성공적으로 수행해 낸 경험을 바탕으로 부유식 해상풍력 발전설비 개발에 도전하고 있습니다.

– 김진광 PM

부유식 해상풍력 발전설비의 핵심 기술은 부유체 및 터빈 기술이다. SK에코플랜트는 부유식 해상풍력 발전사업의 초기 경쟁력 확보를 목표로 부유체 독자개발에 나섰다. 독자적 기술력을 갖춤으로써 국내에서 공급망 관리체계를 갖추고 부유식 해상풍력 발전사업의 활성화를 주도하고자 함이다.

독점기술을 보유한 해외기업과 일한다면 당장은 부유식 해상풍력 발전사업에 접근이 쉬울 것입니다. 그러나 중장기적 관점에서 볼 때 사업 초기의 어려움을 극복하여 독자적 기술을 보유하고 생산력을 갖추는 것이 반드시 필요하다고 판단됩니다. 따라서 우리는 부유식 해상풍력 발전사업을 1회성으로 보지 않고 직접 부유체 개발에 나섰습니다. 부유체 개발 과정에서는 설계 개선 및 터빈 용량 증대에 따른 설계 업그레이드를 위해서 부유체 독자기술 확보가 필수입니다.

 

SK에코플랜트는 포스코와 함께 올해 중으로 자체 개발 부유체의 특허 출원을 할 예정이며, 내년 상반기 중 축소모형으로 수조 테스트를 진행하고, 2024년 3분기 동남해안 프로젝트 실증을 목표로 하고 있습니다.

– 김우영 프로

한편, SK에코플랜트 Renewables 사업그룹과의 인터뷰 현장에서 눈에 띄는 정교한 소형 모델을 볼 수 있었다. 이는 3D 프린터로 완성한 소형 부유식 해상풍력 발전모델이다. 이를 통해 부유식 해상풍력 발전의 원리를 사람들에게 손쉽게 이해시킬 수 있고, 다양한 형상의 부유체를 만들어 봄으로써 SK에코플랜트 자체 부유체 개발에도 큰 도움이 되고 있다. 크기는 작지만 구동 원리 및 결과는 실제 부유식 해상풍력 발전시설과 동일한 미니어처 모델을 제작한 콜린(Colin) 프로의 이야기를 들어보자.

우리는 부유식 해상풍력에 대한 사람들의 이해를 돕기 위해 부유식 해상풍력 발전시설 축소모델을 만들었습니다. 소형 모델은 작지만 실제 구동원리를 그대로 반영하고 있으며, 전력도 생산할 수 있습니다. 여러 번의 시도 끝에 마침내 3D 프린터기로 제작에 성공해, 실제 구동원리를 반영한 세상에서 가장 작은 부유식 해상풍력 발전모델이 탄생했습니다.

– 콜린 프로

ESG의 측면에서 보았을 때, 부유식 해상풍력 발전사업은 친환경 에너지 사업으로서 탄소중립의 실현과 기후변화에 대한 대처에 일익을 담당할 것입니다. 유관 기업과의 동반 상생 또한 중요한 부분입니다. 부유체 개발과 생산을 위한 SCM 구축에는 실력 있는 우리나라 기업과의 오픈콜라보레이션이 필수적이며, 부유식 해상풍력 발전기를 개발하는 데에도 수많은 비즈파트너들과의 협업이 요구됩니다. 지난 해 SK에코플랜트는 지속가능한 부유식 해상풍력 발전 생태계 구축을 위해 15개 기업과 MOU를 체결했습니다.

 

SK에코플랜트는 고유 기술 개발로 지역과 국가 경제에 이바지할 수 있는 부유식 해상풍력 발전 생태계를 구축하고자 합니다. 우리나라에서, 우리나라 기업이, 우리나라의 산업을 육성하는 것이 중요합니다. 부유식 해상풍력 발전 산업에서 앞장서고 있는 영국은 풍력 사업에 필요한 대부분의 부품을 자국에서 개발, 사용하고 있습니다.

 

우리도 영국처럼 우리에게 필요한 설비와 시스템을 우리 손으로 개발하여 사용해야 한다고 봅니다. 앞으로 우리가 개발한 한국형 부유체를 지속적으로 보완하여 국내 부유식 해상풍력 발전사업에 도입하는 것은 물론, 해외 사업에도 적용할 수 있도록 발전시켜 나가겠습니다.

 

SK에코플랜트는 국내 최고의 부유식 해상풍력 발전사업자가 되겠다는 목표를 갖고 있습니다. 또한 축적된 기술력을 바탕으로 해외시장 개척에도 나설 예정입니다.

– 오진수 PL

세계적으로 기후변화에 대응하는 신재생에너지의 필요성이 높아지고 있는 지금, 우리나라 정부 또한 2030년까지 재생에너지 비중을 20%로 높이겠다는 ‘재생에너지 3020’ 이행 계획을 발표하며 신재생에너지 사회로의 움직임을 가속화하고 있다. 환경 중심의 에너지 산업 재편 기조 속에서 탄소배출이 없고 방사성 폐기물이 발생하지 않는 해상풍력 발전사업이 부각될 전망이며, 그 중에서도 위치 선정의 어려움이 없고 발전효율의 우수함이 남다른 부유식 해상풍력 발전사업은 주요 재생에너지원으로서 대단히 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

기후변화의 거친 바람을 가르며 친환경 에너지 사회로의 전환을 향해 SK에코플랜트가 띄운 해상풍력 부유체의 블레이드가 이제 막 힘찬 날갯짓을 시작하고 있다.