2023.08.18 현대건설
바닷바람 순풍 타고 미래 에너지로 가는 현대건설 해상풍력 프로젝트
현대건설이 주도해 건조한 1만 4,000톤급 초대형 선박이자 국내 최초의 해상풍력 전용 설치선인 ‘현대프론티어호’가 베일을 벗고 지난 6월 13일 첫 출항에 나섰습니다. 목적지는 제주 한림 앞바다, 국내 최대 규모의 해상풍력 발전단지가 구축되는 현장입니다. 큰 보폭으로 해상풍력 분야에서 영향력을 키워가는 현대건설의 해상풍력 프로젝트를 소개합니다.
제주도 지형과 어우러진 한림 해상풍력 발전단지의 조감도
해상풍력발전은 바다에서 부는 바람의 운동에너지로 선풍기처럼 생긴 대형 발전기의 날개를 회전시켜 전기를 얻는 발전방식을 말합니다. 육지에 비해 입지의 제약이 적은 데다가 삼면이 바다인 우리나라의 지정학적 특성상 대규모 발전단지 건설에 유리합니다. 계절풍이 강해 바람의 세기와 방향이 규칙적인 점, 산과 같은 장애물이 없는 점도 이점입니다. 덕분에 일정 수준의 에너지를 꾸준히 얻을 수 있습니다.
탄소중립 시대를 맞아 전 세계가 에너지 전환을 준비하는 가운데 우리나라도 신재생에너지 도입에 적극적으로 나서고 있습니다. 특히 해상풍력은 태양광·태양열발전, 육상풍력발전에 비해 늦게 주목받았지만, 여러 이점을 확인한 뒤로는 도입에 가속이 붙었습니다. 현대건설은 해상풍력의 실증단계부터 국내 최대 해상풍력 발전단지 조성까지 두루 경험하면서 노하우를 쌓고, 기술을 확보했습니다.
국내 최대 규모의 해상풍력 발전단지에 등장한 게임 체인저 ‘현대프론티어호’
제주 한림 해상풍력 발전단지 조성은 현대건설이 사업 발굴, 지분 투자, 금융PF 조달, EPC(설계·시공·조달)까지 프로젝트의 전반을 주도하는 해상풍력 프로젝트입니다. 5.56㎿(메가와트)급 해상풍력발전기 총 18기가 설치되는 100㎿급 해상풍력 발전단지 조성 사업으로 국내 최대 규모지요. 이 조성사업은 지난해 1월부터 공사에 들어가 하부구조물의 제작과 설치, 상부 터빈 및 해저케이블 설치 등 핵심 공정을 수행하고 있습니다.
제주 한림 해상풍력 발전단지는 2024년 10월 준공 및 상업 운전이 목표인데요. 본공사를 앞두고 마침맞게 등장한 것이 바로 ‘현대프론티어호’입니다. 이 해상풍력 전용 설치선은 정부 국책과제로 선정된 지 6년 만에 길이 85m, 폭 41m, 높이 6.5m의 1만 4,000톤급 초대형 선박으로 통영 앞바다에서 그 위용을 드러냈습니다. 기자재 운반용 바지선과 설치용 바지선을 별도로 운용하던 기존 방식과 달리 배 한 척만으로 인양과 운반, 설치를 원스톱으로 수행할 수 있습니다. 또, 초대형 터빈 3기를 동시에 시공할 수 있어 작업 속도가 매우 빠릅니다.
여기에 1,200톤의 선박 일체형 크레인을 탑재해 10㎿ 규모의 대용량 터빈을 설치할 수 있으며 최대 100m까지 연장 가능한 지지 구조(Leg)와 121m의 붐대(Boom Length, 크레인 길이)를 통해 해수면으로부터 130m 높이의 터빈도 안전하게 설치할 수 있습니다.
이외에도 유속과 파고의 영향이 큰 해상에서 정확한 위치를 유지하는 다이내믹 포지션 시스템(Dynamic Position System), 수면 위로 선체를 들어 올려 고정하는 재킹 시스템(Jacking System) 등을 갖춰 육지와 같은 조건에서 작업이 가능합니다. 현대건설 관계자 역시 “‘현대프론티어호’가 국내 해상풍력 건설 분야의 게임 체인저가 될 것”이라면서 자부심을 드러냈습니다.
해상풍력 발전단지 적기 조성의 핵심 = 공사 기간 관리와 품질 관리
현대건설이 해상풍력 전용 설치선 건조와 같은 기술 개발에 적극적인 이유는 국내 최초이자 해상풍력발전의 초기 실증 사업인 전북 부안·고창 소재의 서남해 해상풍력 실증단지(이하 ‘서남해 실증단지’)에 참여하면서 현장의 필요를 파악했기 때문입니다. 해상풍력발전은 우리나라의 지정학적 요인 외에도 면적당 발전량, 건설 비용 대비 발전 효율이 무척 높은 편이라 각광받지만, 바다 위에서 이뤄지는 공사이기에 감안해야 하는 사안도 있습니다. 해상공사는 계절에 따른 유속과 파고 때문에 해상 상황이 좋은 4~10월에만 한정적으로 수행할 수 있습니다.
현대건설은 짧은 기간 안에 빠르고 안전하게 시공하기 위하여 유럽에서 활용되는 선진공법인 ‘프리 파일링 공법’을 국산화하는 데 많은 공을 들이고 있습니다. 하부구조물을 먼저 설치한 후 해저에 말뚝으로 고정하는 포스트 파일링 공법과 달리, 프리 파일링 공법은 기본 틀의 역할을 하는 특수 템플릿을 이용해 해저에 미리 말뚝 파일을 설치하고 추후에 하부구조물을 끼우는 방식이라 공기 단축 및 대규모 단지 건설에 적합합니다. 향후 건설될 대부분의 대규모 해상풍력 단지는 이 프리 파일링 공법을 통해 설치될 예정입니다.
서남해 실증단지의 경우 국내 건설사 최초의 해상풍력 공사인 만큼 최우선 목표는 품질 관리였습니다. 적기 납품과 품질 유지를 위해 현대스틸산업 율촌공장에 품질 직원을 상주 배치했습니다. 일반적인 해상공사에서는 육상에서 모르타르(Mortar : 시멘트, 석회, 모래를 섞어 물에 갠 것)를 만들어 해상으로 운반해 사용합니다. 현대건설은 모르타르 일부가 굳는 것을 방지하고자 배처플랜트(Batcher Plant : 일종의 모르타르 제조설비)가 가능한 그라우팅 바지선을 만들었습니다. 덕분에 해상에서 모르타르를 생산하여 최상의 품질로 시공할 수 있었습니다.
축적되는 해상풍력 기술과 확장되는 현대건설 해상풍력
서남해 실증단지에 적용한 시공법도 남다릅니다. 현대건설이 담당한 기초구조물 18기는 재킷 타입으로 시공했습니다. 재킷 타입이란 기초 파일을 해저 지반에 단단히 고정한 후 재킷 구조물로 감싸는 방식으로, 파일 부식이나 외부 물질의 충돌 등을 막아줍니다. 덕분에 수백 톤에 달하는 해상풍력발전기의 하부 구조물은 거센 물살과 강한 파도에도 흔들림이 없습니다.
실증 단계의 건설을 수행한 과정 하나하나가 중요한 자산이 되어 제주 한림 해상풍력 발전단지 프로젝트에도 적용되고 있습니다. 바닷속 지형을 면밀하게 탐색하는 GPS 기반의 3D 모니터링 시스템, 지형에 따른 구조물의 설계 및 제작이 가능한 하부구조물 전용 제작공장과 특화 공법 등이 그것입니다.
현대건설은 서남해 실증단지와 제주 한림 해상풍력 발전단지를 수행하며 얻은 노하우, 국내 최초이자 유일한 해상풍력 전용 설치선인 ‘현대프론티어호’를 기반으로 국내 해상풍력 프로젝트의 선도적인 입지를 구축해 나가고 있습니다.
마침 우리 정부는 올해 초 <재생에너지 3020> 이행 계획을 발표했습니다. 2030년까지 신재생에너지 발전량 비중을 전체 발전량의 20%까지 끌어올린다는 계획인데요. 2021년 7.1% 수준이던 풍력·태양광 등 재생에너지 발전 비중을 2036년까지 28.9%로 끌어올리고, 특히 해상풍력을 2030년 14.3%, 2036년 26.7%까지 대폭 확대하는 것이 골자입니다.
지난해 건설사 최초로 ‘2045년 탄소중립(Net Zero)’을 공표한 현대건설은 2035년 온실가스 순 배출량을 ‘0’으로 만들겠다고 선언했습니다. 해상풍력의 사업 규모를 향후 3.3GW로 확대할 계획이죠. 현대자동차그룹과 함께 구축하게 될 수소 밸류체인에도 해상풍력발전을 접목할 계획인데요. 해상풍력으로 생산한 전기를 이용해 그린수소를 생산하는 등 ‘토탈 솔루션 크리에이터’로 거듭나겠다는 포부입니다.
2024년 10월 말이면 국내 최대 규모의 제주 한림 해상풍력 발전단지가 준공됩니다. 현대건설은 그간 쌓아 온 기술력과 국내 최초의 해상풍력 전용 설치선 현대프론티어호를 기반으로 경남 통영 욕지·전남 고흥 해상풍력발전 사업권을 확보하는 등 국내 해상풍력사업의 선도적 입지를 구축하고 있습니다. 유일하게 해상풍력 발전단지 건설 실적 및 기술력을 보유한 건설사이자 장비 경쟁력까지 보유한 기업 현대건설. 현대건설은 해상풍력의 순풍을 타고 친환경 미래 에너지 사업의 푸른 바다로 나아가고 있습니다.
