獨, 한국 풍력발전기 타워부품이 逆샌드위치 성공
- 한국산 일본보다 원가와 납기 중국보다 기술력과 노하우에서 경쟁우위 -

- 국내 조선, 플랜트설비, 발전설비산업 발달로 경쟁력 커 -

- 독일, 세계시장 점유율 27.7%, 총 1만9869개 풍력발전기 보유 -

보고일자 : 2008.10.30.

함부르크 코리아비즈니스센터

박인성 park@insung.de

□ 풍력발전기 타워부품시장, 일본과 중국에 경쟁우위 확보한 역샌드위치시장

 ○ 현재 세계 풍력발전산업은 2만㎿ 약 250억 유로 시장을 형성하고 있으며, 20년 만에 에너지 생산량은 100배 이상으로 증가했고, 향후 6㎿급 해상풍력발전단지가 상용화될 경우 기존 생산량은 6배 더 증가할 전망임.

  - 금융위기 속에도 풍력발전시장은 연간 발전능력이 2007년의 1만5000㎿에서 2020년 14만㎿로 10배 증가할 것으로 예측됨.

 ○ 금융위기 속에도 풍력발전분야 국내 부품생산기업들이 일본과 중국을 상대로 경쟁우위를 확보하고 강한 성장세를 보이고 있으며, 불황에도 세계 풍력발전산업은 지속 성장세를 보일 것으로 예상돼, 국내 관련 부품기업들의 투자유치와 수출증가가 기대됨.

  - 세계 풍력발전기 타워시장 40%를 차지하며 세계 1위를 차지하고 있는 동국 S &C는 독자적인 기술로 2006년 수출 7000만 달러, 2007년 1억 달러 수출을 기록함.

  - 풍력발전기 타워전문 생산기업 씨에스윈드는 골드만삭스로부터 5000만 달러 규모의 투자를 유치해 중국과 베트남에 생산공장을 세우고 생산량을 늘리고 있음.

  - 타워용 플랜지분야 세계1위 기업 평산도 골드만삭스로부터 6700만 달러 투자를 유치했고, 특히 지난 4월, 풍력발전용 기어박스 생산 세계 7위 독일기업 Jahnel-Kestermann의 지분 100%를 인수해 풍력발전기 타워플랜지를 독점 공급할 수 있게 돼 글로벌 풍력발전기부품 공급기업으로 급부상하고 있음.

  - 풍력발전기 생산기업 유니슨도 중국기업으로부터 약 1100억 원 규모의 타워플랜지 공급계약을 체결해, 향후 생산량을 2배로 늘릴 계획임.

  - 단조가공기업 태웅도 세계 1위 풍력발전기제조기업 베스타스에 타워플랜지 전체 물량의 50%를 공급하면서, 세계 시장점유율 20% 정도를 차지하는 풍력발전기용 단조부품 유망기업으로 성장하고 있음.

 ○ 한국은 조선, 플랜트설비, 발전설비 등 관련산업이 발달해 있어 풍력발전기용 타워부품에 주로 공급되는 대형 단조제품의 경쟁력이 매우 강함. 특히 한국의 단조가공산업은 일본보다는 원가와 납기에서 중국보다는 기술력과 노하우에서 경쟁우위에 있기 때문에 독일 풍력발전기용 타워시장 진출이 용이한 상황임.

 ○ 또한 풍력발전 부품분야 중국·인도 등 후발주자의 저가 경쟁에도 풍력발전기 공급업체에 납품하기 위해서는 최대 3년의 인허가 과정이 소요되는 등 진입장벽이 존재하고 있어, 한국기업이 경쟁력이 있고 안정성문제로 낮은 가격보다 제품 품질이 매우 중요해 한국기업의 시장진출은 매우 밝음.

□ 금융위기 속에도 풍력발전시장 지속 성장 전망

 ○ 유럽시장은 8554㎿ 시장규모로 세계시장의 43%, 108억 유로 시장규모를 차지하고 있으며 풍력발전 누적발전 규모는 독일 39.3%, 스페인 26.7%, 덴마크 5.5%, 이탈리아 4.8%, 프랑스 4.3%, 영국 4.2%를 차지하고 있음.

 ○ 세계 풍력발전산업을 선도하고 있는 독일은 1991년 42㎿ 단지를 시작으로, 2008년 상반기 기준 총 2만3044㎿의 전력을 생산하고 있으며, 이는 세계 최대 규모임.

  - 독일의 풍력발전산업은 세계시장의 27.7%를 차지하는 총 1만9869개의 풍력발전기를 보유하고 있음.

독일 풍력발전 전략생산 용량 추이

                       (단위 : ㎿)

자료원 : 독일연방환경부

□ 풍력발전기용 타워 수요 증가 전망

 ○ 2008년 상반기까지 독일에 설치된 풍력발전기는 총 415대로, 이 가운데 2㎿급 풍력발전기가 61%를 차지함. 2㎿급 이하의 풍력발전기는 전체의 19%에 불과하며, 지속적인 감소세를 보이고 있어 풍력발전기의 대형화가 진행되고 있음. 현재 풍력발전기 타워로 강파이프식 타워가 주로 사용되고 있음.

2008년 상반기 독일 풍력발전기 발전용량별 신규설치 분포

자료원 : 독일 풍력에너지연구소

 ○ 독일연방정부의 정책적 지원으로 2011년까지 1.5GW 발전용량의 해상풍력발전단지를 독일의 북해와 동해상에 건설해 향후 20~30년 안에 풍력발전용량을 20~25GW로 증가시켜 독일의 전체 전력공급량 비중을 15%로 높일 계획으로, 강파이프식 타워를 사용한 해상풍력발전기용 결합형 타워시장의 전망이 매우 밝음.

 ○ 풍력발전기 부품 가운데 가장 큰 부피와 중량을 차지하고 있는 타워는 중요한 부품 가운데 하나로, 풍력발전기의 설치비용과 발전효율, 안정성을 고려해 선택함.

  - 타워의 높이는 일반적으로 풍력발전기 블레이드의 1~1.8배 높이를 차지하며, 무게는 종류에 따라 수백 톤을 차지함.

 ○ 타워의 높이는 풍력발전기의 설치비용과 발전효율을 고려해 결정되는데, 현재 풍력발전시장이 5㎿급 이상으로 대형화 추세에 있어 타워높이는 지속적인 증가세를 보일 것으로 예상됨.

풍력발전기 성능에 따른 설비규모 변화 추이

자료원 : 독일연방 풍력에너지협회

 ○ 풍력발전기 타워의 높이가 높을수록 발전 용량이 높아질 수 있다는 장점이 있지만, 이에 따른 비용과 타워의 무게가 증가하는 단점이 있음. 100m 높이의 타워 무게는 약 130~260톤이 나가게 됨.

□ 풍력발전기용 타워 종류

 ○ 현재 풍력발전기용 타워로 아래의 4가지 타워가 주로 시공되고 있음.

  - 격자형 타워 : 풍력발전기 초기의 타워형태로 다른 타워형태보다 제조가 쉬우며, 비용이 적고 무게도 적어 운송하기에 매우 용이한 것이 장점이나, 격자형 타워는 제조상 인건비가 많이 소요돼 유럽시장에서는 오히려 강파이프식형 타워보다 가격이 높은 것이 단점임. 따라서 격자형 타워는 인건비가 낮은 중국, 인도 등 개발도상국에서 시공되고 있음.

풍력발전기 격자형 타워

자료원 : 독일연방풍력발전협회

  - 강파이프식 타워 : 풍력발전기에 가장 널리 사용되고 있는 방식으로 원통형과 원뿔형 두 가지 종류가 있음. 강파이프식 타워는 두께 20~40㎜를 강철판을 절단, 롤링, 용접 작업을 거쳐 20~30m 길이의 원통형으로 만들어 2~5개의 강파이프를 블랜지와 볼트로 연결시켜 생산되고 있음. 2㎿급 이상의 풍력발전기 타워의 경우, 타워직경이 교량보다 높아 운송 시 어려움을 겪고 있음. 독일의 일반도로 교량높이는 일반적으로 최대 4m 높이임. 따라서 강파이프식 타워는 풍력발전기 생산업체가 직접 생산하는 경우보다, 운송비를 줄이기 위해 풍력발전기 설치지역의 공급업체에 생산을 의뢰하는 경우가 많음.

풍력발전기 강파이프식 타워

자료원 : 독일연방풍력발전협회

  - 콘크리트 타워 : 풍력발전기 설치지역에 직접 시공되는 콘크리트 타워는 강철과 콘크리트를 소재로 해 강파이프 타워보다 크고 무거움. 그래서 원뿔형으로 현장에서 직접 만들어지거나 몇 개 부분으로 나눠 운송돼 현장에서 조립됨. 대형 타워의 경우, 조립하는 방식으로 소형 타워는 현장에서 일체형으로 시공돼 설치비용을 절감하고 있음. 콘크리트 타워는 콘크리트의 균열 등 내구성, 안전성 등으로 품질검사를 수행하기 매우 어려운 것이 단점임.

풍력발전기 콘크리트 타워

자료원 : 독일연방풍력발전협회

  - 하이브리드형 타워 : 강파이프식 타워의 운송문제를 해결하기 위해 타워 상부는 강파이프식으로, 타워 하부는 콘크리트식오 제작한 복합형 타워임.

풍력발전기 하이브리드형 타워

하이브리드형 타워(플랜지+콘크리트)            하이브리드형 타워(플랜지+콘크리트)

자료원 : 독일연방풍력발전협회

  - 해상풍력발전용 결합형 타워 : 해상에 설치되는 풍력발전기는 육상과 달리 높은 타워를 요구하지는 않지만, 강한 파도에 견딜 수 있는 강한 지지대가 필요함.

해상풍력발전기 결합형 타워

Multibrid M 5000(DOTI GmbH)                            Jacket(지지대)

자료원 : 독일연방풍력발전협회

자료원 : 독일연방환경부, 독일연방풍력발전협회, 독일풍력에너지연구소, 함부르크 코리아비즈니스센터 보유정보