재생가능 에너지의 고정가격매입제도에서는 태양광, 풍력, 지열, 수력, 바이오매스 등 전원별로 전기의 조달가격이 설정되어 있으며, 그 중 풍력은 현재 이미 사업화되고 있는 육상풍력을 염두에 두고 조달 가격이 설정되어 있다.

해상풍력은 육상풍력의 잠재력이 한정적인 일본에서 재생가능 에너지의 도입 확대를 도모하는 데 불가결한 기술이지만, 비용 자료가 파악 가능하게 된 단계에서 검토하고 있어 현 시점에서는 조달 가격이 설정되어 있지 않다.

 

때문에 현재 실증연구에서 가동 중인 착상식 해상풍력발전의 비용 자료 및 일본 국내 사업자에 의한 착상식 해상 윈드팜의 검토 상황, 그리고 해외사례의 자료수집을 수행하여 각종 실증사업의 자료 신뢰성 및 국내외 사례의 비용 동향 등을 정리하였다.

(1) 실증사업에 필요한 사업비

치바현 쵸시(子) 연안(이안거리 약 3.1km, 수심 약 12m) 및 후쿠오카현 북큐슈시 연안(이안거리 약 1.4km, 수심 약 14m)에서 실증연구를 실시하고 있는 2MW급 해상풍차의 자본비 및 운전유지비에 소요되는 비용 자료를 정리하였다.

 

2013년 3월부터 본격적으로 실증사업을 개시한 쵸시 연안의 2.4MW 해상풍차 1기의 자본비 실적치는 154만 엔/kW였다. 또한 연간 운전유지비의 현시점에서의 계산치는 쵸시 연안에서는 3.7만 엔/kW/년(풍차 1기를 5명이 유지관리)이며, 북큐슈시 연안에서는 6.2만 엔kW/년(풍차 1기를 8명이 유지관리)이었다.

(2) 실증사업을 윈드팜으로 확장한 경우의 사업비 계산

실증연구의 시공실적을 기초로 쵸시 연안 및 북큐슈시 연안에 해상 윈드팜을 확장할 경우 자본비 및 운전유지비를 계산하였다.

쵸시 연안에 2.4MW 해상풍차 50기(중력식)인 120MW를 건설한 경우, 자본비는 112만 엔/kW, 운전유지비는 2.3만 엔/kW/년(풍차 10기를 5명이 유지관리한다고 가정)이며, 북큐슈시 연안에 2MW 해상풍차 20기(중력 및 재킷의 하이브리드식)인 40MW를 건설한 경우, 자본비는 107만 엔/kW, 운전유지비는 3.1만 엔/kW/년(풍차 10기를 5명이 유지관리한다고 가정)이었다.

 

이 결과, 자본비 및 운전유지비 모두 해상풍차 1기의 실증사업 수준보다도 비용은 낮아졌지만, 일본에서 초기에 도입이 예상되는 모노파일방식으로 대규모 윈드팜을 전개한 경우보다 높은 수준이었다.

(3) 일본에서 검토 단계인 해상풍력발전의 사업비 계산

일본에서 해상풍력발전 사업화를 검토하고 있는 4개 사업자에게 청취조사를 실시하여 실증연구 단계에 있는 사업자를 제외한 3개 사업자의 비용 자료를 이용하였다.

 

그 중 1개 사업자는 모노파일식, 2개 사업자는 재킷식 또는 중력식의 기초구조로 사업화를 검토하고 있으며, 자본비는 각각 45, 75,79만 엔/kW이며, 운전유지비는 각각 2.1, 2.1, 2.3만 엔/kW/년이었다.

모노파일식 해상 윈드팜의 실현가능성 조사를 2011년도에 일본 내 4개 해역에서 실시한 결과, 모노파일식 2MW급 해상풍차를 15~50기 건설(평균 이안거리 2~5.5km, 평균 수심 13~26m)한 경우, 자본비는 54~59만 엔/kW, 운전유지비는 1.5~3.0만 엔/kW/년으로 계산되었다.

 

그리고 실증사업 및 검토단계에 있는 사업비 계산의 경우 일본에서 해상풍력은 평균 풍속 6.5~7.4m/s, 설비이용률 계획치는 26.3~34.0%가 된다는 것을 확인하였다.

(4) 유럽에서 해상풍력발전 비용 사례

지금까지 해상풍력발전 도입을 견인해 온 영국은 2012년 말 시점, 유럽의 누적 도입량 중 59%(2,948MW)를 차지하고 있으며, 앞으로 30,000MW 이상의 개발계획을 가지고 있다. 또한 독일은 2012년 말 시점, 유럽의 누적도입량 중 6%(280MW)를 차지하고 있으며, 앞으로 18,600MW의 개발계획을 가지고 있다.

영국은 해역별로 Round1 약 0.4GW, Round2 약 8.7GW, Round3 약 32GW의 개발계획을 가지고 있으며, Round가 진행됨에 따라 이안거리 및 수심이 확대되고 해상 윈드팜이 대규모화되고 있다.

 

특히 이안거리는 Round1에서는 수 km(수심 10m 전후), Round2에서는 수십 km(~40m 정도)로 이미 개발이 진행되고 있으며, Round3에서는 앞으로 240km(수십 ~60km 정도)까지 개발이 예정되어 있다.

 

Round1은 모노파일식을 중심으로 자본비는 22~45만 엔/kW 정도, 운전유지비는 약 0.4~0.8만 엔/kW/년 정도, Round2도 모노파일식을 중심으로 자본비는 35~52만 엔/kW 정도, 운전유지비는 약 1.5만 엔/kW/년 정도이다.

독일은 앞으로 북해에 8,700MW, 발트해에 9,900MW의 개발계획(이안거리 ~약 140km, 수십 ~약 45m)을 가지고 있지만, 현시점에서 상용화되고 있는 해상 윈드팜은 몇 개 사이트에 머물고 있으며, 사례수도 영국보다 적다.

 

한편, 독일 최초의 해상 윈드팜은 영국의 Round1 및 Round2 보다 멀고, 깊으며 평균 이안거리 43km, 평균 수심 29m인 해역에 5MW급 해상풍차가 12기 건설되어 있다. 그리고 풍차의 대형화 및 깊은 수심에도 대응 가능한 재킷식 및 트리파일식의 기초구조가 사용되고 있다. 때문에 자본비는 약 61만 엔/kW 정도이며, 운전유지비는 약 1.6만 엔/kW/년 정도로 영국의 Round1 및 Round2보다 높게 되어 있다.