▲ 제주 한경풍력 전경

제주지역의 풍력발전의 한계용량 도입에 관련 업계의 이목이 집중되고 있는 가운데 제주시와 기초전력연구원이 공동으로 주관한 2007 풍력발전 전문가워크숍이 12일부터 13일까지 라마다프라자제주호텔에서 개최돼 관심을 모았다. 

제주특별차지도와 기초전력연구원이 풍력발전의 사회적 공감대 확산을 위해 마련한 이날 워크숍에서 김태환 제주지사는 환영사를 통해 “제주특별자치도는 예로부터 바람이 많은 곳으로 풍력발전 사업을 하기에는 최적의 곳”이라며 “풍력발전은 전 세계적으로 확대 보급되는 추세에 맞춰서 국내에서도 급속하게 보급되고 있는데 이를 뒷받침 하는 관련 법령을 조속히 체계화 할 필요가 있다고 본다”고 밝혔다.

김 지사는 “풍력발전의 사회 수용성 제고의 문제도 시급하다”며 “풍력발전 정책은 지역개발과 주민소득 향상에 보다 더 많은 고려를 해야 할 필요성이 있다”고 강조했다.

정현교 기초전력연구원장은 인사말을 통해 “최근 정부는 화석연료의 고갈에 따른 새로운 신·재생에너지 개발에 많은 노력과 지원을 하고 있다”며 “이중 풍력발전이 하나의 큰 축을 담당하고 있으나 아직은 관련 제도와 법령 그리고 기술적인 문제 등의 미비로 활성화에는 많은 어려움이 있다”고 밝혔다.

이날 워크숍에서는 에너지관리공단 정수남  실장이 ‘풍력에너지 현황 및 풍력발전시스템 국가인증 추진 방안’을 설명했으며 전력거래소 제주지사 김영환 과장이 제주 전력계통의 현황과 풍력발전의 영향 분석 등에 대해 강연했다.

또 문승일 서울대 교수가 제주도 풍력발전 계통연계를 위한 최적방안 기술연구 등 7건의 연구결과에 대한 발표가 진행됐으며 제주대 허종철 교수, 나기환 산자부 서기관, 이임택 풍력발전산업협의회장 등의 패널들이 풍력발전 현황과 문제점 등을 발표하고 토의했다.

다음은 이날 워크숍에서 발표된 주요 내용을 각각 정리했다.

▲제주도 풍력발전 계통연계를 위한 최적 방안기술 연구(문승일 서울대 교수)
제주는 현재 설치된 풍력발전기 19㎿를 제외하고도 신규로 249.1㎿의 풍력발전이 신청됐다. 제주 계통 풍력발전기는 유도발전기를 사용하고 있다. 이에 따라 연계점 전압 제어 능력이 부족하고 무효전력을 계통에 공급하지 못한다. 또 계통운영자와의 통신시설이 미비하고 출력제어가 불가능하고 제어지령을 따르지 않고 있다.

유도발전기형 풍력발전기는 초기 기동시 계통으로부터 많은 양의 전류를 소모하고 발전을 위해 무효전력을 소모하고 있다. 무효전력은 발전량이 급변할 경우 계통으로부터 흡수하는 무효전력량의 변화가 발생해 전압변동에 영향을 끼친다.

제주 계통에는 역률 제어 및 전압 제어 등의 제어방식에 따라 계통에 무효전력을 추가적으로 공급할 수 있는 이중여자유도형 풍력발전기가 적합하다. 향후 예상되는 계통의 요구사항 변화도 고려해야 한다. 이에 따라 제주 계통의 풍력발전을 활성화하기 위해서는 계통의 안정적 운영이 우선시 돼야 하며 급전지시에 따른 출력제어가 가능한 이중여자유도형 풍력발전기가 필요할 것으로 예상되고 있다.

제주 풍력발전의 한계용량은 HVDC 정상운전을 기준으로 제주계통 발전기의 최소발전량에 의한 제약을 감안하면 120㎿가 적합하다. 또 제주계통 예비력의 증감발률에 의한 제약은 229㎿에 달한다.

출력조정을 통한 풍력발전 한계용량을 증가할 수 있는 방안을 살펴보면 249.1㎿를 운전할 경우, 출력제한 시간이 554시간, 약 23일 정도로 예상된다. 출력 조정 기능을 갖출 경우, 제주 계통은 현행 한계 용량이상의 풍력발전 수용도 가능하다.

그러나 출력제한에 따른 풍력발전 활용률 저하로 인한 경제적 손실이 예상되고 출력 조정 기능 설비를 갖추기 위한 비용이 발생할 전망이다.

결론적으로 제주 계통 풍력발전의 현황 및 연계 운전 분석이 필요하고 풍력발전기 모델링 시뮬레이션을 통해 제주 계통에 필요한 풍력발전기 요건을 검토해야 한다. 또 풍력발전의 한계 용량을 상정해야 하고 제안된 출력조정 방법 및 계통 상황에 따른 필요 출력제어 절차는 향후 풍력발전의 도입 활성화에 기여할 것이다.

▲제주 풍력발전 한계 용량 도입(이종순 한전 계통계획처 계통기술팀장)
제주도는 육지계통과 직류 해저선으로 연계되어 있고 소규모 전력계통으로 계통운영 안정에 어려움이 있다. 주파수, 전압, 고조파 등으로 전력품질 유지가 곤란하다. 이것이 풍력발전 진입의 1차 걸림돌이다.

2차 걸림돌로는 HVDC의 시스템 형식이 일방향성을 채용, 제주지역 풍력발전 전력이 많아지면 시스템이 불안정할 수밖에 없다. 2008년 60만㎾로 전망되는 제주지역 최대전력수요 대비 풍력발전설비의 점유율은 41.5%인 24만9,000㎾에 달할 전망이다.

제주지역의 풍력발전 설비용량 급증으로 향후 제주계통은 전압 및 출력제어가 곤란하는 등 운영상 어려움이 예상되고 있다.

풍력발전 공급확대라는 정부의 신재생에너지 정책과 제주도 전력계통 안정 운영이라는 한전과 전력거래소의 책임과 임무가 충돌함에 따라 이에 따른 풍력발전 한계용량 제도의 도입 필요성이 대두됐다.

제주 풍력발전 한계용량 설정을 위해 한전은 관련 연구를 기초전력연구원에 의뢰해 방안 마련을 추진하고 있다. 1단계 연구결과 HVDC 정상운전 기간중에는 120㎿, 점검 보수기간에는 61㎿의 한계용량 설정이 필요한 것으로 분석됐다.

한계용량을 설정하면 향후 제주 전력계통 안정성 저해요인을 사전에 제거할 수 있고 풍력발전 사업자의 선투자에 따른 피해의 사전예방도 가능하다. 한전은 향후 전력회사, 풍력사업자, 정부 모두가 윈-윈할 수 있는 정책 방안을 제시할 것이다. 또 풍력발전 계통접속기준 등 관련 규정도 마련할 예정이다. 필요시 추가 공청회를 개최해 당사자의 의견을 수렴해 정부의 신재생에너지 정책의 기초 자료료 제시할 계획이다.

▲국내 풍력발전사업 현황 및 활성화 방안(이임택 풍력발전협의회 회장)
제주 전력계통을 육지의 전력계통에 편입해 운영하길 요망한다. 제주도의 송전계통의 인프라를 정부와 한전에서 선도적으로 확장 구축해야 한다. 풍력발전 사업은 신재생에너지 분야 중에 경제성이 있는 분야로 사업단계의 선택적 집중 육성이 필요하다.

우리나라의 이용 가능한 풍력자원은 65TWh(27GW)에 달한다. 그 중에 제주도에서 약 50%인 13.5GW를 활용할 수 가 있다. 제주도 풍력사업의 개발촉진을 위한 협의위원회를 구성해 제주도 지역경제발전에 기여하길 희망한다.

제주도 전력시스템 운영 및 풍력설비 촉진을 위해 먼저 정부는 기존 연계선의 제어설비를 디지털 시스템으로 개선하고 양방향 운영이 가능하도록 허가 및 지원해야 한다. 또 신규 연계선은 대용량, 양방향용으로 운영 가능하도록 지원이 요망되고 추진일정도 20011년 준공에서 2010년으로 앞당겨야 한다.

한전은 기존 연계선의 전력조류를 가감해 풍력에서 발저한 전력을 수용해야 한다. 기존 연계선의 제어설비를 디지털 시스템으로 변경해야 하고 양방향 운전이 가능하도록 바꿔야 한다. 또 제주 송전망 확대를 위해 변전소 4개를 추가하는 등 인프라 구축을 적극적으로 추진해야 한다.

풍력발전 업체는 계통 안정을 위해 설비 운영을 급전계통의 협조하에 즉시 실시하도록 해야 한다. 또 발전설비를 계통의 안정 운영에 맞게 설치해야 한다.
제주도는 풍력발전 자원 개발을 적극적으로 추진하되 이권이 상존한 민원문제에 대해 중재 역할을 해줘야 한다. 제주 도민도 제주 경제에 도움이 되는 방향으로 상호 힘을 모아야 한다.

▲제주지역 특성에 맞는 풍력발전을 위한 제도개선 과제(허종철 제주대학교 공과대학장)
풍력발전의 인ㆍ허가와 관련해 국가차원의 법제도가 체계적으로 구축되어 있지 않은 상황이다. 그러나 다수의 풍력발전이 추진되고 있는 제주특별자치도의 경우에는 지역적·현실적 필요에 의해 가능한 범위 내에서 먼저 지역적 차원에서의 제도개선을 추진할 필요가 있다. 그리고 이러한 제도개선을 바탕으로 체계적이고 종합적으로 풍력발전사업을 육성·관리할 필요가 있다.

지속가능한 에너지로서의 풍력발전의 가치를 인정할 필요가 있는 반면 환경, 경관훼손에 대한 우려들이 존재하고 풍력발전사업의 추진과정에서 지역주민들과 갈등이 빚어지고 있으므로 이러한 점들에 대해서도 제주특별자치도 차원에서의 대책마련이 필요한 상황이다.
제주특별자치도가 추진할 제도개선의 방향은 한편으로는 풍력발전사업의 특성을 반영하고 다른 한편으로는 제주특별자치도의 지역적 특성에 맞는 개발사업시행 승인요건을 정하는 것이다.

▲풍력발전과 환경문제 그리고 지역 에너지체제의 전환(김동주 제주환경운동연합 대안사회팀장)
2007년 10월 현재 제주지역에서는 난산풍력발전단지, 수산풍력발전단지, 삼달풍력발전단지, 삼무해상풍력발전단지 등에 대한 반대운동이 벌어지고 있다.

이러한 반대운동의 주요한 논거는 소음과 저주파영향, 경관과 산림훼손 등의 환경적인 문제가 표면에 나타나 있고, 지가하락, 인근 토지주 또는 주민과의 협의 미흡 등도 갈등발생의 원인으로 지목되고 있다.

에너지갈등의 해결을 위해서는 ‘에너지체제의 전환’과 ‘민주주의’를 전제조건으로 삼아야 한다. 사업자든 지역주민이든 이 점을 분명히 인식하고 이에 대한 사회적 합의를 이끌어 내야 한다.

지역의 에너지 자립에 대한 구상을 세워야 한다. 제주대학교 청정에너지실증연구센터 김귀식 교수의 연구결과에 따르면 제주도내에 부존하고 있는 청정에너지량은 현재 사용량의 470배이고 사용가능량은 약 2배다.

따라서 이를 토대로 에너지원별 구성을 비롯해 각 재생가능에너지의 특성에 적합한 지역을 선정하고, 활성화 시키는 종합적인 에너지 자립 구상을 세워야 한다. 이 구상은 올해 다시 세워지는 ‘지역에너지계획’에 반영되어야 한다. 이를 통해 제주도 ‘풍력발전단지의 총량규제와 개발특구를 지정’할 수 있을 것이다.

풍력발전단지를 건설하기 전에는 영향범위에 대한 구체적인 기준을 세우고 환경영향과 주민영향에 대해 충분히 조사해 객관적인 결과를 도출 한 후 지역사회의 수용성을 높이기 위해 개발사업의 모든 단계·과정에서 영향범위의 지역주민들에게 자세한 설명과 더불어 동의를 구해야 한다.

주민동의를 얻는 과정에서 ‘지역주민들의 참여를 이끌어낼 수 있는 방법’이 필요하며 단순히 보상차원에서만 접근해서는 안 된다. 보상금은 한시적일 뿐이며 따라서 사업자가 지역주민들에게 제공하는 지역발전기금을 풍력단지 개발에 출자금으로 전환하는 등 효과적으로 사용할 수 있도록 조언해야 한다. 이러한 개발 사업은 토지가격 등 주민의 재산권에 영향을 주기 때문에 그 지역의 발전계획도 아울러 수립해야하며 지역의 산업과 연계될 있는 방안도 마련해야 한다.