작년 말 파리기후 협정 이후, 세계적으로 신재생에너지로의 전환이 한창이다. 그 중에서도 풍력발전이 두드러진 성장세를 보이고 있다. 2015년 전세계 신규 풍력 발전 설치량은 58기가와트(GW)로 역대 최고치를 기록하였으며, 투자 금액 또한 2859억달러로 역대 최고치 기록했다.

풍력 발전 지원 본격화

기존 풍력 발전은 각국 정부의 지원 정책을 통해 확대되었으나, 풍력 터빈 발전 효율성이 개선되면서 이제는 경제성을 확보한 발전 수단으로 변화하고 있다. 지금도 터빈 대형화, ESS(에너지저장장치) 연계 발전 방식 등을 통해 추가적인 효율 개선과 발전원가 절감이 진행되고 있다.

이처럼 초기 투자비용이 높지만 기술혁신으로 생산성이 개선되고, 발전단가 및 유지비용이 하락하자 각국 정부도 정책적 지원을 통해 민간 기업의 투자를 촉진하고 있다.

전력 수요 증가 및 세계 전력 발전 구조 변화

세계 전력 발전량은 2012년 21.6조kWh에서 2020년 25.8조kWh, 2040년 36.5조 kWh 규모로 증가할 것으로 전망되고 있다. 세계적으로 전력 수요가 빠르게 증가하고 있어 이를 공급하기 위한 전력 공급 인프라의 지속적 개발이 필요하다. 특히 OECD이외 국가들의 2040년 전력 수요는 2012년 대비 2배로 성장한 22.3조kWh로에 달하며 세계 발전량의 61%를 차지할 전망이다.

EIA(미국 에너지정보청)는 2012년 전체 발전량의 40%를 차지했던 석탄 발전비중이 2040년에는 29% 수준으로 감소할 것으로 전망했다. 반면 같은 기간 천연가스 발전비중은 22%에서 27%로 신재생에너지 발전 비중은 22%에서 29%로 증가할 것으로 내다봤다. 최근 기후 변화에 대한 인식이 급격하게 변화되고 있는 점을 감안하면 석탄 발전 비중은 더 빠르게 감소할 가능성이 높다.

풍력발전 생산 효율성 향상, 기술 발달 가속화

반면 풍력발전 생산 효율성은 지속적으로 개선되고 있다. 풍력 발전은 자원이 풍부하고 탄소를 배출하지 않으며, 무엇보다 고갈되지 않는다. 물과 연료가 필요하지 않아 설치 장소가 넓지 않아도 된다. 또한 발전 용량을 추가적으로 쉽게 확대할 수 있다.

기술혁신도 눈에 띈다. 최근 각국 풍력발전기 터빈(turbin, 풍력 발전 회전체)이 대형화되고 있다. 터빈이 커지면 전체 풍력타워의 높이도 올라가 더 빠른 바람을 이용할 수 있고, 블레이드(Blade, 발전기 날개) 단면적을 확대해 발전량을 늘릴 수 있기 때문이다.

이와 함께 에너지저장장치(ESS)가 연계되면서 풍력 발전 전력 공급 안정성도 높아지고 있다. 국내에서도 한국남동발전이 처음으로 풍력을 연계한 ESS 설비 가동을 시작했다.

신재생에너지 출력안정화용 ESS는 태양광이나 풍력 발전처럼 출력변동이 심한 신재생에너지를 안정적으로 유지시켜주는 역할을 한다. 신재생에너지로 생산한 전기를 바로 계통으로 보내는 게 아니라 ESS에 먼저 저장해 품질을 안정화시키면 계통에 미치는 영향을 줄일 수 있다. 전 세계적으로 신재생에너지 보급이 증가하면서 신재생에너지 연계형 ESS 수요가 급증하고 있다.

특히 우리나라에서는 ESS와 연계된 풍력발전의 경우, 신재생에너지 공급인증서(Renewable Energy Certificates, REC) 가중치가 최대 5.5배로 높다. REC는 신재생에너지 설비를 이용해 전력을 생산했다는 증명서다. 현재 정부는 각 발전 사업자들에게 신재생에너지 발전 할당 의무를 부여하고 있다. 할당량을 채우기 위해 업체 간에 REC거래를 허용하고 있으며 신재생에너지 업체의 조속한 성장을 위해 높은 가중치를 부여하는 혜택을 주고 있다. 따라서 풍력발전과 ESS를 연계해 풍력발전 효율성을 높이는 새로운 수익모델 창출이 가능할 전망이다.