[이코노미스트 이창훈 기자] 포스코가 SK에코플랜트와 순수 국내 기술력으로 부유식 해상 풍력 부유체를 공동 개발해 친환경 해상 풍력 시장에서 성장 발판을 마련했다고 8일 밝혔다. 2021년부터 ‘K-부유체’ 공동 개발에 착수한 양사는 전날 세계적으로 권위 있는 전문 인증기관인 DNV로부터 기본 설계 인증(AIP)을 받았다. AIP는 새로운 기술·설계에 대해 공학적 분석 및 위험도 평가 등을 통해 해당 기술이 선박 또는 해양 구조물에 적합한 신뢰 수준과 타당성을 갖추고 있다는 인증이다. 

부유체는 부유식 해상 풍력의 핵심 구조물이다. 부유식 해상 풍력은 바다 지면에 고정하는 고정식 해상 풍력과 달리 풍력발전기를 바다 위에 부표처럼 띄워 전기를 생산하는 방식이다. 바람이 더 강한 먼 바다에 설치할 수 있어 전기 생산 효율이 높고, 수심이 깊은 곳에도 조성이 가능해 입지 제약을 덜 받는다는 장점이 있다.

해상 풍력발전을 포함한 친환경 풍력 에너지 시장은 고속 성장할 것으로 예상된다. 정부가 최근 발표한 10차 전력수급기본계획에 따르면 2036년 기준 육·해상 풍력발전 목표치는 2021년 보다 20배 이상 증가한 34GW(기가와트) 수준이다. 세계풍력에너지협의회(GWEC)는 전체 부유식 해상 풍력 시장이 2030년까지 18.9GW에 달할 것으로 내다보고 있다. 

10㎿(메가와트)급 부유식 해상 풍력에 들어가는 부유체 단가가 90억원 내외로 추산되는 만큼, 세계 부유식 해상 풍력 보급이 세계풍력에너지협회의 전망대로 진행될 경우 부유체 시장만 최대 약 17조원 수준으로 성장할 것으로 보인다. 

포스코와 SK에코플랜트는 부유식 해상 풍력의 성장성에 공감해 지난 2021년 4월 ‘부유식 해상 풍력 고유 부유체 개발 및 실증 기술 공동 개발’에 대한 업무협약을 맺었다. 2014년부터 부유체 연구를 진행해온 포스코는 부유체의 기본 설계 및 성능 향상 강재를 적용한 경제성 향상 기술개발을 맡았다. SK에코플랜트는 해저 터널, 시추선 등 해상 엔지니어링 경험을 기반으로 상세 설계를 포함한 실증 기술 개발을 진행 중이다. 

이번에 양사가 기본 설계 인증을 받은 부유체는 카이스트, 제주대학교, 마린테크인 등 국내 산학 기술로만 설계된 최초의 한국형 부유체다. 대체적으로 독(dock)의 수심이 얕은 국내 제작사들의 여건을 고려해 운송과 설치가 용이하도록 부유력을 증가시키는 기둥형으로 디자인됐다. K-부유체는 10㎿ 이상 대형 터빈 설치가 가능한 반잠수 부유식 모델로, 약 초속 40m 태풍을 버틸 수 있으며, 초속 2m 조류, 10m 파고 등 극한의 자연환경에서도 구조적·기능적 안정성을 유지할 수 있다.

포스코에 따르면 K-부유체는 2022년 9월 선박해양플랜트연구소에서 3주간의 부유체 성능 수조 실험을 성공적으로 마쳤고, 해당 실험을 통해 유럽에서 제작하는 부유체와 동일한 기술 성숙도가 확인됐다. 

보통 부유체 1기에는 ㎿당 200~300t의 강재가 사용된다. 포스코는 K-부유체에 자사 풍력용 성능 향상 특화 강재인 균일 항복강도 제품, 내피로강, 고연성강 등을 적용해 부유체의 전체 중량을 감소시켜 구조 안정성을 향상시킬 계획이다. 포스코가 개발한 내피로 후판 제품을 10㎿ 이상 부유식 해상 풍력에 적용하면 강재 사용을 약 5% 이상 절감할 수 있다. 

향후 포스코는 SK에코플랜트와 긴밀히 협력해 상세 설계 및 제작·시운전 단계를 거쳐 국내 부유식 해상 풍력 기술을 완성하고 그 최초 모델을 SK에코플랜트가 참여하고 있는 동남해안 해상 풍력 프로젝트에 우선 적용한다. 2027년 1분기 상용 운전이 목표다. 

포스코는 “해양플랜트 시장에서 보여준 기술력을 바탕으로 글로벌 그린 에너지 확대 기조에 맞춰 재생에너지용 철강 수요 선점에 적극 나서는 한편, 지속적으로 친환경 맞춤형 강재 개발을 추진할 방침”이라고 밝혔다.

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