[글=박세환 Ph.D.]
(주)기술법인 엔펌 전문위원(Chief Consultant) | 한국산업기술진흥협회-ReSEAT프로그램 전문위원 | 한국과학 기술정보연구원 KOSEN전문가 | 한국산업 기술평가 관리원 CS-서포터즈, 사회적가치추진위원 | 한국CCTV연구소 영상보안CCTV산업발전연구회장 | 한국생산기술연구원 클린팩토리 진단전문가, 국제환경규제모니터링전문가 | 과학 기술정보통신부 연구자권익보호위원회 위원 | 한국철도공사연구원 철도차량부품개발사업 6분과위원장

우리나라 정부는 2008년부터 재생 에너지 중심의 청정 에너지 체제로의 전환을 목표로 에너지 정책을 추진하고 있으며, 특히 풍력 발전 투자를 대폭 늘릴 계획이다.

이에 본고에서는 기계, 전기, 제어 시스템으로 구성된 풍력 터빈 부품별 공급망 현황 및 부품별 기술 현황과 라이프 시이클 내 신뢰성·가용성·유지보수성을 구현할 수 있는 풍력 발전 설비의 RAMS 이슈에 대해 설명한다.

아울러 입지 규제 및 주민 수용성 등 개발 요인과 외산 터빈의 내수 시장 진출 등으로 인해 아직은 열악한 시장 상황인 풍력 발전 시장 개요, 국내외 풍력 발전 시장의 성장 추이 정보를 제시한다.

재생 에너지 3020 이행 계획

정부는 2017년 10월 공개한 ‘에너지 전환 로드맵’에서 2030년까지 재생 에너지 비율을 20%로 높이겠다는 목표를 제시하고, 같은 해 12월에는 ‘재생 에너지 3020 이행 계획’을 발표했다. 이어 2019년 4월 ‘제3차 에너지 기본 계획’과 6월 ‘재생 에너지 산업 경쟁력 강화 방안’을 통해 재생 에너지 3020 이행 계획을 구현하기 위한 Action plan이 제시됐다.

재생 에너지 3020 이행 계획의 핵심은 ▲2030년까지 재생 에너지 발전량 비중을 20%까지 확대 ▲누적 설비 용량을 64GW까지 보급 ▲신규 설비 용량의 95% 이상을 청정 에너지(태양광, 풍력 등)로 공급하는 것이다. 특히 풍력 발전 용량을 17.7GW로 대폭 확대할 계획이며, 이를 위한 풍력 발전 설비도 늘릴 예정이다.

풍력 발전을 통한 안정적인 전력 수급을 위해서는 관련 설비 및 부품에 대한 재고 및 이력 관리 등 유지보수 체계와 아울러 RAMS(Reliability, Availability, Maintainability, Safety) 기반의 통합 관리 기술 개발이 필수적으로 요구된다. 이를 위해서는 수많은 부품의 구매, 관리, 공급사 선정 등 비용 최적화를 위한 의사 결정을 효율적으로 지원할 수 있는 SCM(Supply Chain Management) 시스템이 필요하다.

현재는 각 풍력 발전 단지 운영자 및 시스템 공급자가 개별적으로 이들을 관리하고 있으나, 국가 차원의 안정적인 전력 공급망을 구축하기 위해서는 풍력 발전 설비 및 부품 공급망에 대한 통합 관리 시스템을 구축할 필요가 있다. 이를 통해 풍력 발전 설비에 자연재해 등의 위험 요인 발생 시 핵심 부품의 공급망 중단으로 인한 완성품 생산 차질을 예방할 수 있을 것으로 기대된다.

국내 풍력 발전 공급망 및 기술 현황

풍력 발전기는 기계, 전기 및 제어 시스템으로 구성되어 있다. 풍력 발전 터빈은 두산중공업, 유니슨 등이, 기타 부품은 태웅, 현진소재, 동국 S&C, 씨에스윈드 등이 제작해 공급하고 있다.

국내 풍력 터빈 각 부품별(블레이드·발전기·제어 시스템·베어링·변압기·타워 등) 기술 현황을 보면 블레이드를 제외한 대부분의 부품들이 자체기술로 개발되고 있는 상황이다

풍력 터빈과 관제 시스템 간 데이터 통신을 담당하는 게이트웨이는 DDS(Data Distribution Service) 통신 미들웨어를 통해 실시간 원격으로 풍력 발전 상황을 모니터링 및 제어함으로써 데이터의 신뢰성과 안전성을 확보하고 있다.