1. 풍력 발전 추진의 배경

본래, 에너지 정책은 산업진흥 정책과 불가분의 관계로, 안정적인 전력 공급이 산업의 국제 경쟁력에 기여하고, 에너지 정책을 통한 발전소의 설계․건설․기기 제조 등의 기술개발이나 산업 성장은 경제 성장에 기여하여 왔다. 지금까지 일본에서 에너지 정책과 산업진흥 정책의 양자를 만족시키는 것은 원자력 발전으로, 강력한 원자력 발전 추진 정책을 배경으로 일본 내 원자력 발전 플랜트 제조사는 글로벌 톱 기업으로 성장하고, 각 원자력 발전소에서의 수천명 규모의 고용이 현지 경제에 공헌하고 있다. 일본은 원자력 발전을 중심으로 하는 에너지 정책을 책정해 왔기 때문에, 전통적인 수력 이외의 재생 가능 에너지는 기간 전원으로서 인식되지 않았으며, 일본의 발전량 전체에서 차지하는 재생 가능 에너지의 비율도 수력을 제외하면 1%에도 미치지 못하고 있다.

한편, 장기 에너지수급 전망(2009년)에서는 2020년까지 태양광의 설비 용량은 2,800만kW로 2005년의 20배로 늘릴 계획이 포함되어 있지만, 풍력의 도입 계획은 동 전망에서 2020년 500만kW로 비교적 낮게 설정되어 있다. 현재 재생 가능 에너지의 본격 도입의 논의 필요성이 높아지는 가운데, 태양광 도입은 종래 대로 추진하고 이와 병행해 풍력의 대담한 도입 목표를 제시하는 것이 진지하게 검토되어야 한다.

<일본의 풍력 발전 도입 추이>                    

2. 풍력 발전의 산업구조

가. 풍차 산업은 자동차에 필적하는 저변의 넓이

2,000kW급의 대형 풍차는 블레이드 직경 약 80m, 타워 높이 약 60m에 이르는 대형 구조물이다. 너셀(Nacelle)안에는 발전기 외에 블레이드의 회전을 전하는 주축, 베어링, 회전수를 변환하는 증속기 등의 주요 부품을 있어 풍차는 전기 기기, 제어장치, 전력용 전자공학 등 다양한 부품․기기의 집합체이다. 풍차 산업은 풍차 메이커로부터 부품, 또 부품을 형성하는 소재에 이르기까지의 서플라이 체인(Supply-chain)이 구축된다는 점에서 자동차 산업과 유사한 산업 구조로 되어 있다. 풍차 1기당 부품개수는 1∼2만개로, 자동차 산업(가솔린차 1대 : 3만개, 전기자동차 1대 : 1만개)에 필적한다. 한편, 2010년의 세계의 풍력 발전 관련 고용자수는 50만명으로 추정되고 있다.

나. 풍차 메이커는 자국 시장과 함께 성장

해외 각 국의 풍력 발전 도입량과 풍차 제조사의 점유율을 보면 관련성을 확인할 수 있다. 미국의 GE, 스페인의 GAMESA, 독일의 Enercon 등 유력 제조사는 높은 점유율 가지지만, 모두 자국 및 주변 지역으로의 공급에 의존하고 있다. 예를 들면 2010년의 풍차 제조사의 세계 점유율을 보면 중국 제조사의 존재감이 큰데, 이는 중국이 자국에 세계 톱 규모의 시장을 가지는 것에 그 배경이 있다. 우선 자국 시장의 성장과 함께 사업 규모를 확대하고, 기술 혁신을 거치면서 양산에 의한 비용 절감을 실현하면서, 타국 시장에 관심을 가지는 단계에 이른다는 것이 기본적인 풍차 산업의 성장 프로세스이다.

다. 일본 내에서의 서플라이 체인 구축 가능성

현재 일본에는 풍차의 구성 부품을 생산하는 제조사가 많지만, 풍차 제조사의 규모가 작고 부품 전체의 약 40%를 수출하는 실정이다. 그러나 이를 반대로 파악하면, 풍력 산업을 진흥시킬 수 있는 여지가 존재하고 할 수 있다. 풍차는 중량물로 현지 생산이 바람직하기 때문에, 자국 내에 충분한 규모의 시장이 형성되면, 풍차 제조사는 제조 규모를 확대하여, 부품부터 소재에 이르는 서플라이 체인이 구축될 가능성이 높다.

3. 풍력 발전의 본격 도입을 위한 대응

재생 가능 에너지 도입과 관련, 자주 지적되는 과제로는 발전 비용이 높다는 것이다. 화력 발전 비용이 10엔/kWh 미만인데 반해, 풍력은 10∼14엔/kWh이다. 그러나, 그 내역을 보면, 화력은 연료를 수입에 의존하기 때문에 비용의 대부분을 차지하는 연료비를 해외 자원국에 유출하는 구도로 되어 있지만, 풍력은 만일 풍차 설비를 국내 생산으로 조달할 수 있으면, 발전에 필요로 하는 비용을 모두 국내로 환류시킬 수 있다. 또 연료비도 들지 않는다. 비용 지출처의 차이도 전원 선택에 따라 국민경제로의 영향에 차이가 생기는 중대한 요인의 하나이다.

환경성의 2011년 조사에 의하면, 국립공원이나 동물 보호구역, 거주지로부터의 거리 등의 사회적 제약을 감안할 경우, 일본 전국에서 육상 풍력만으로는 2억 8,294만kW의 도입 포텐셜이 존재하는 것으로 예상되고 있다. 실제 풍황 적지의 지역 편재성이 강하고, 지역 간 계통 제약 등의 문제가 있는 가운데, 생태계로의 영향이나 소음 문제 등도 지적되고 있다. 한편, 동 조사에 의하면 해상 풍력은 일본 내에 15억 7,262만kW의 도입 포텐셜이 존재한다. 따라서, 육상뿐만 아니라 해상 풍력에 대해서도 본격적인 도입을 위한 대응을 강화해 나갈 필요가 있다.

또, 풍차의 국내 생산에 실패했을 경우에는 경제 효과가 축소하기 때문에, 산업진흥을 실현하는데 필요한 시장 규모를 판별하는 것도 중요하다. 현실적인 가능량과 산업진흥으로서 성립하는 최저 도입 규모의 균형을 모색하는 것이 요구된다.

4. 세계의 풍력 발전 도입 사례

2010년말 현재, 세계의 풍력 발전 설비 용량은 1억 9,952만kW이며, 5년 간에 3배의 규모로 확대되었다. 국제에너지기구(IEA)의 예측에 의하면, 2020년의 설비 용량은 5억kW를 넘어 원자력 발전의 설비 용량을 웃돌 전망이다

미국, 유럽은 화석연료에 대한 의존도 저감, 에너지 안전 보장, 산업진흥에 의한 고용 확보를 목적으로 풍력 발전을 적극 도입하여 왔다. 유럽에서는 주로 고정가격 매입 제도, 미국에서는 PTC(생산세 공제) 등, 세제 우대이지만 모두 정책적으로 도입을 촉진하고 있다.

독일에서는 고정가격 매입 제도에 의해 재생 가능 에너지의 도입을 촉진하고 있으며, 2010년의 재생 가능 에너지의 발전량은 16.8%까지 높아졌다. 향후 2020년까지 이를 2배인 35%까지 높일 방침이다.

유럽은 일본과 달리, 국경을 넘는 송전선을 통해 전력의 국제 융통이 가능하기 때문에, 재생 가능 에너지의 대량 도입이 가능하다는 지적이 있다. 그러나, 스페인은 국제 전력융통과 양수(揚水) 발전을 합계한 조정력이 비교적 한정되어 있음에도 불구하고 2010년의 풍력 발전에 의한 발전량은 430억kWh로 독일을 웃돌아 유럽 최대가 되었으며, 스페인 국내 전력량에서 풍력 발전이 차지하는 비율은 16%이다.

유럽에서는 보다 대규모 풍력 발전소 건설이 가능한 해상 풍력으로의 기대도 높아지고 있다. 2010년 말의 세계의 해상 풍력 발전 설비 용량은 345만kW에 머무르고 있지만, 영국에서는 2020년까지 3,200만kW의 해상 풍력을 설치할 계획 “Round3”과 1,000억 파운드의 자금 투자를 발표하였다. 이에 영향을 받아 GE, Siemens 등 여러 풍차 제조사가 영국으로의 공장 진출을 발표하였다. 에너지 정책을 통해 산업진흥을 도모하려고 하는 사례의 하나라고 할 수 있다.

한편, 중국의 발전도 눈부시다. 중국에는 발전 회사에 재생 가능 에너지를 일정 비율 도입하는 의무(RPS, Renewable Portfolio Standard)를 부과하여 풍력 발전의 확대가 단번에 진행되었다. 중국은 또 기기의 자국 내 조달율 70%를 의무화하여 중국 내 제조사의 비약적인 성장으로 연결하였다. 2010년에는 자국내 조달율 규제가 철폐되었지만, 중국 제조사의 점유율은 2004년 21%에서 2009년 88%로 단번에 확대하였다.

이미 거대한 시장을 형성해 관련 산업을 집적시키고 있는 풍력 선진국과 비교해, 후발국이 유치 경쟁에서 이겨 가기 위해서는 투자를 유입하는 매력적인 풍력 발전 시장을 자국내 형성해 나가는 것이 필요하다.

5. 풍력 발전의 본격 도입을 위해서 요구되는 시책

가. 신뢰성 높은 장기 목표의 설정

풍력 발전을 본격 도입하기 위해서 요구되는 구체적인 시책으로는 우선, 정부에 의한 장기 목표의 설정이 필요하다. 산업으로서 성립에 상응하는 규모의 야심적인 목표치를 정책으로서 제시하여 발전 사업자, 풍차 제조사의 투자 의욕을 유발한다. 불투명한 도입 계획이 아닌, 구체적 근거에 기반한 신뢰성 높은 장기 목표를 설정해, 풍력 발전을 중요한 전원으로서 평가하는 정책 의지를 명확하게 제시하는 것이 필요하다.

나. 사업성을 담보하는 제도 설계

풍력 발전 사업자의 사업성이 담보되는 체제를 정비한다. 전량 고정가격 매입 제도의 도입이 우선 최소한 필요하지만, 우선 접속․우선 급전 룰의 도입이나, 계통 대책 비용의 부담 문제, 전력 잉여 발생시의 대응 방안의 검토 등 발전 사업자에게 있어서의 사업 리스크나 비용 요인을 완화․해소하기 위한 대응도 시급하다. 풍력 발전의 경우, 특히 문제로 여겨지는 것이 야간 등 수요가 적은 시간대에서의 전력 잉여의 문제이다. 야간 등의 비수요 시간대에 풍력 발전량이 큰 폭으로 증가해 전력 잉여가 발생하면, 풍력의 대량 도입에는 축전지의 설치나 비수요기의 해법이 필요하게 된다. 사업자가 리스크의 예견 가능성을 가지고 사업 채산성을 확보할 수 있는 구조가 정비되지 않은 채, 민간의 투융자 자금을 시장에 유입시키는 것은 곤란하고, 시장의 확대는 어렵게 된다.

다. 계통 대책 비용의 룰 정비

특히 출력이 안정되지 않는 재생 가능 에너지를 대량 도입할 시의 계통 대책 비용의 부담에 대해, 시급하게 명확한 룰의 정비가 필요하다. 동일본 대지진 이후 재생 가능 에너지의 필요성이 매우 높아지고 있는 가운데, 보다 재생 가능 에너지의 도입을 진행시키기 쉬운 룰의 정비가 시급하다.

라. 기존 인프라의 활용

동일본 대지진에 따른 환경 변화로, 기존 인프라를 보다 재생 가능 에너지를 위해 활용하는 것이 가능해져, 계통 대책 비용을 저감 할 수 있을 가능성이 높아지고 있다. 유럽에서는 이미 양수 발전의 기능이 재생 가능 에너지의 부하 조정에 이용되고 있어 재생 가능 에너지 도입 확대를 위한 대책으로서 양수 발전소의 증강을 진행시키고 있다.

마. 규제완화․특구의 창설

도입 촉진을 방해하는 과도한 규제의 완화도 중요하다. 풍력이 환경 영향 조사의 대상으로 취급되고 있어 건설에 소요되는 기간이 장기화된 것이 우려되어 민간 자금의 유입이 저해되고 있다. 이 외에도 산림에 관한 규제 등 과도한 규제가 있으면 재검토할 필요가 있으며, 예를 들어 재해지에 한해 토지 이용의 규제를 완화하는 특구를 창설해 개발을 촉구하는 방안도 검토한다.

바. 도입 비용 저감에 대한 정부의 관여

풍황 뿐만 아니라 낙뢰나 계통, 해저 환경 등에 관한 조사 데이터의 정비․공표나 필요한 환경 영향 조사의 취득, 이해관계자(지역 주민, 어협, 공원․항만 관리자 등)와의 조정 등 도입 촉진을 위해 보다 많은 정부의 관여가 기대된다.

사. 전력 사업자간의 제휴 촉진

이번 동일본 대지진의 재해지역인 토후쿠(東北) 지방에서의 풍력 발전 도입의 최대 과제는 대량의 풍력 발전을 소비할 만한 수요 규모가 동북지방에 존재하지 않는 것이다. 해당 지역은 일본에서도 굴지의 호풍황지임에도 불구하고, 그 잠재력을 살리지 못하고 있다. 따라서, 토후쿠 지방에서의 도입 확대를 위해 다른 전력과의 전력 융통을 유연하게 실시하는 것이 필수이다.