-설치전용선 제작․운영 경험과 자체 보유 생산시설의 시너지 기대
-기술개발 위한 ‘산•학•연’ 컨소시엄 구성해 공동 기술 개발 중
[건설이코노미뉴스 박기태 기자] 현대건설의 자회사인 현대스틸산업이 국내 최초로 초대형(1만3000톤) 해상풍력발전기 설치전용선(잭업바지) 건조에 나선다. 현대스틸산업은 철구조물 제작 및 설치 전문기업이다.
해상풍력의 발전효율향상을 위해 주요 기기가 대형화됨에 따라, 대형 터빈을 설치할 수 있는 설치전용선이 필요하기 때문이다.
1000억원 규모의 사업비가 투자되는 이번 사업은 한국에너지기술평가원의 국책과제로 선정돼 100억원 이상의 과제수행자금을 정부로부터 지원받는다.
◈해상풍력사업 미래먹거리로 선정...잭업바지 건조 및 운영=재생에너지 공급증가 전망에 따라, 현대스틸산업은 미래먹거리로 해상풍력사업을 추진한다. 현대스틸산업의 기존 강점인 철구조물 제작 및 잭업바지 건조경험을 살려 시너지를 창출할 수 있을 것으로 내다봤다.
지난 2016년에는 시장을 선점하기 위해 5500톤급 잭업바지 '챌린져1' 국내 첫 해상풍력 전용 설치선(5500톤급)으로, 산업부 신재생에너지기술개발사업의 지원을 받아, 서남해의 빠른 유속과 깊은 연약층에서도 작업가능하도록 제작
을 건조했다.
잭업바지는 해상풍력발전기 설치에 필수적인 장비로, 현재 현대건설이 참여하고 있는 서남해해상풍력 실증단지사업의 하부구조물 설치 등에 사용 중이다.
지난해 말에는 산업통상자원부가 '재생에너지 3020 이행계획(안)'을 발표해, 해상풍력사업의 성장성이 가시화됐다. 2030년까지 전체 발전량의 20%를 재생에너지로 채우겠다는 계획으로, 신규설비의 34%에 해당하는 16.5GW 규모의 풍력발전소가 필요하다.
현대스틸산업은 국내 최초이자 최대의 설치전용선을 개발하기 위해 한국선급, 신성선박설계, 삼보씨엠씨, 고려대학교, 한양대학교 등 ‘산학연’ 컨소시엄을 구성했다. 또한 2018년 산업통상자원부의 에너지기술개발사업 중 신재생에너지 부문에 선정돼, 한국에너지기술평가원으로부터 자금지원을 받는다.
◈10MW급까지 설치가 가능한 차세대 설치전용선 건조 착수=현재 국내 해상풍력단지는 탐라해상풍력(30MW; 3MW x 10기)과 서남해해상풍력 실증단지(60MW; 3MW x 20기)의 두 곳이며, 높은 효율을 위해 대형터빈 6MW 이상으로 터빈(블레이드 포함)이 대형화될 경우 구매 및 유지보수비용 약 10% 절감을 사용하는 해외사업장과 달리 상대적으로 소형인 3MW급으로 구성돼 있다.
하지만 2030년까지 추진되는 해상풍력사업은 대형화된 터빈이 장착되므로, 이를 설치하기 위해 설치전용선 또한 대형화가 필요하다.
현대스틸산업은 그간 축적된 기술력을 바탕으로 차세대 설치전용선을 개발하고 있다. 1만3000톤급 잭업바지는 대형 터빈(10MW 규모)을 설치할 수 있고, 설치효율이 약 2.5배 향상되는 등 다섯가지 특장점을 가지고 있다.
먼저 스스로 움직이는 잭업바지가 특장점 중 한 부분이다. 현대스틸산업의 신조 잭업바지는 스스로 이동하는 배(자항선) 국내 운영중인 기존 잭업바지는 대부분 자체 추진력이 없어, 잭업바지를 이동시킬 예인선(Towing boat)이 필요하며, 시공할 위치에서 계류(Mooring) 등 추가적인 시간이 소요되므로 결국 사업비 증가로 귀결
로, 해상 설치시 시공기간을 단축할 수 있다. 이를 위해 해양플랜트에 사용되는 ‘DPS(Dynamic Positioning System; 자동위치유지장치)’를 탑재했다.
크레인과 일체형 설계가 도입된다. 현대스틸산업은 대형화되는 터빈을 인양(Lifting)할 수 있도록, 국내 최초로 선박 일체형 크레인(자체중량 800톤)을 개발하고 있다. 기존에는 육상에서 사용하는 크레인을 선박에 탑재한 뒤 고정시켜 사용했기 때문에 대형․고중량의 설치가 제한적이었다. 또한 터빈과 주요 기자재를 동시에 인양 가능하므로, 해상공사의 설치시공기간을 단축하는 장점이 있다.
또 한 번에 터빈 3기까지 설치가능한 대형선이다. 신규 건조하는 1만3000톤급 잭업바지는 약 3세트(set)의 터빈 및 기자재를 동시에 탑재하고 설치할 수 있는 규모이다.
한국의 모든 해저지형에서 작업이 가능하다. 잭업바지는 해저면에 4개의 다리(Leg)를 내려 선체를 해상에 고정하고, 해수면 위로 선체를 띄우는 과정이 필요하다. 한국의 해저지형은 매우 다양하기 때문에 지지력을 확보하는 것이 관건이다.
서해안에서는 지반이 연약해 침하를 최소화해야 하고, 반대로 제주도는 암반지역으로 지반이 딱딱해 바닥면이 원뿔형(Wedge Type)이어야 한다.
따라서 현대스틸산업은 다양한 해저지형에 적용가능하도록 신성선박설계, 고려대학교, 한양대학교와의 컨소시엄을 통해 ‘탈부착형 받침대(Footing)’를 연구․개발하고 있다.
아울러, 친환경 설비를 갖추고 60M 수심까지 작업이 가능하다. 해상풍력발전기의 하부구조물은 최대 물속 60M까지 설치되므로, 80m까지 연장되도록 설계를 최적화했다.
또한 ESS(Energy Saving System; 에너지저장장치)를 탑재해 낮시간 동안 축적된 전기를 야간에 사용해 엔진가동 없이 작업할 수 있는 친환경 설비이다.
현대스틸산업의 신규 설치전용선은, 2018년 11월 해외 선진사례 조사를 시작으로, 2019년 7월 선체건조에 착수하며, 2021년 2월 이후 현장에 투입될 예정이다.
김재경 현대스틸산업 대표이사는 “과감한 결단 및 추진력으로 1000억원 규모의 대형 투자가 이뤄졌다. 현대스틸산업은 해상풍력을 신성장동력으로 삼아 설치시장의 First Mover로 나아갈 것이다”면서 “재생에너지 확대를 추진하는 정부정책에 발맞춰 현대차 그룹과의 시너지 효과 발생을 위해 노력하겠다”고 말했다.
현대건설은 정부의 재생에너지 확대정책에 따라 해상풍력사업을 확대해, 현재 서남해해상풍력 실증단지(60MW; 3MW x 20기)을 수행하고 있으며, 향후 다수의 해상풍력사업에 참여를 검토하고 있다.
이밖에도 현대스틸산업은 해상풍력사업에서 상당한 비중을 차지하는 유지보수(O&M; Operation & Management)에 진출하기 위해 유지보수 전용 선박을 건조 중이며, 2020년 3월 진수 예정이다.
