에너지
Dogger Bank Wind: 세계 최대 해상 풍력 발전소에 투자하기
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재생 에너지 세계에서 태양광은 배치가 용이하고 비용이 지속적으로 감소하며 광전지 기술 전반이 개선된 덕분에 확실히 선두를 차지하고 있습니다. 그러나 다른 주요 재생 에너지인 풍력도 여전히 진전을 이루고 있습니다.
이는 중요합니다. 풍력은 태양광이 가장 약한 밤이나 겨울에 에너지를 공급할 수 있기 때문입니다. 특히 해상 풍력 발전은 해상 바람 흐름이 보다 안정적이라는 이점을 가지고 있습니다.
세계 최대 해상 풍력 발전소인 도거 뱅크 풍력 발전소는 2023년에 전력 생산을 시작했습니다. 현재 B 단계가 2026년 초 상업 단계에 진입했으며, C 단계가 이어질 예정입니다.
완공 시 도거 뱅크 풍력 발전소는 3.6GW 용량을 갖게 되며, 이는 거의 네 개의 원자력 발전소에 해당합니다.
특히 GE Vernova는 이 메가프로젝트 구축에 핵심적인 역할을 하였으며, 최첨단 엔지니어링과 디지털 및 전력 기술이 결합된 Haliade-X 14.7MW 터빈을 제공했습니다.
글로벌 풍력 발전 성장 및 전망
풍력 발전은 용량과 총 생산량이 꾸준히 증가하여 2016년 834 TWh에서 2024년 2,531 TWh로 늘었습니다. 그러나 이는 2030년 기후 변화와 CO2 배출을 진지하게 감축하기 위한 넷제로 시나리오 달성을 위한 목표인 7,114 TWh에 아직 미치지 못합니다.
출처: IEA
지금까지 중국은 풍력 터빈 생산과 기술 배치 모두에서 세계 풍력 용량의 절반 이상을 차지하며 선두를 달리고 있습니다. 중국의 풍력 발전소 설치 중 많은 부분이 해상에 위치하고 있으며, 2022년부터 2024년 사이 총 용량이 30.9GW에서 62GW로 두 배로 증가했습니다.
하지만 가장 큰 풍력 잠재력과 태양 에너지를 보완하는 데 가장 유용한 프로필을 가진 분야는 해상 풍력입니다. 그리고 이 분야에서 가장 큰 잠재력을 가진 지역은 단연 유럽 연합이며, 해상 풍력으로 최대 33,844 TWh의 에너지 생산 잠재력을 보유하고 있지만, 아직 대부분 활용되지 않았습니다.
출처: IEA
EU가 이렇게 큰 해상 풍력 잠재력을 가진 주요 이유는 지리적 특성 때문이며, 연중 강한 바람에 노출되는 얕은 해역이 많아 특히 북해, 발트해, 그리고 영국 해협과 같은 북부 해역에서 그렇습니다.
이러한 이유로 도거 뱅크 풍력 발전소와 같은 프로젝트는 탄소 배출을 줄이는 것뿐만 아니라 기술이 수익성을 갖출 만큼 성숙했으며, 향후 더 큰 규모의 해상 풍력 터빈 배치를 위한 청사진이 될 수 있음을 보여줍니다.
“해상 풍력은 영국 해역에서 영국 가정을 전력 공급할 수 있는 재생 가능하고 효율적인 에너지를 생산하는 데 핵심적입니다. 저는 이 나라가 이미 2050년까지 넷제로 달성에 있어 세계 선두주자라는 점이 자랑스럽고, 미래의 새로운 녹색 산업에 더욱 집중함으로써 실용적이면서도 야심찬 방식으로 목표를 달성할 수 있을 것입니다.”
(우리 기사 “Can Wind Power The World?”에서 풍력 기술, 한계 및 잠재력에 대해 더 읽어보실 수 있습니다.)
Dogger Bank Wind Farm: 프로젝트 개요
이 프로젝트는 영국 해안과 유럽 대륙 사이 북해에 위치한 얕은 모래언덕인 도거 뱅크 지역에 건설될 예정입니다. 얕은 수심 덕분에 전통적인 고정식 기초 풍력 터빈 설계가 가능해 이 부지를 선택했습니다. 따라서 부유식 풍력 터빈으로 동일 용량을 구축하는 것보다 기술적으로 더 간단하고 비용도 저렴합니다.
출처: Dogger Bank
해안에 가장 가까운 두 개의 해상 풍력 터빈 파크는 도거 뱅크 A와 B이며, C는 더 동쪽에 위치하고 있으며, 이들 모두는 두 개의 해상 전력 케이블을 통해 각각 별도의 변환소에 연결되어 영국 전력망에 연결됩니다. 추가 2GW 용량을 가진 도거 뱅크 D도 검토 중입니다.
“도거 뱅크가 최초 전력을 전력망에 수출하는 모습을 보는 것은 중대한 엔지니어링 성과이자 획기적인 순간입니다. 세계 최대 풍력 발전소로 가동될 때, 그 터빈은 영국에 친환경 국내 생산 에너지를 공급하는 핵심 역할을 할 것입니다.”
John Twomey, director of customer connections at National Grid (NGG )
전체 3단계 프로젝트는 2027년까지 완전 가동될 것으로 예상되며, 도거 뱅크의 건설 및 운영 활동과 관련해 2,000명 이상의 영국 일자리를 창출했습니다.
“영국 북부 및 그 외 해안 지역 사회는 해상 풍력이 제공하는 새로운 산업 기회로 혜택을 받고 있습니다. 이는 정부가 에너지 안보를 강화하기 위해 새로운 청정 에너지 프로젝트를 신속히 구축하도록 정책을 추진하는 것이 옳다는 것을 보여줍니다.”
Dan McGrail – Renewable UK’s Chief Executive
이 프로젝트는 2010년에 시작되었으며, Forewind consortium이 2010년에 선정되어 프로젝트를 개발했으며, 네 개의 기업을 결합했습니다: 영국 SSE (SSE.L), 독일 Innogy (E.ON 소유 – EOAN), 노르웨이 Equinor (EQNR ), 그리고 노르웨이 공기업 Statkraft.
2017년에 컨소시엄이 해산되었습니다, 이후 SSE와 Statoil(현재 Equinor)이 세 프로젝트를 인수하고 Innogy(전 RWE)가 네 번째를 인수했습니다.
이 프로젝트는 초기에는 현재보다 더 야심 차게 9GW 전력을 목표로 했으나 3.6GW로 축소되었습니다. 전체 면적은 1,700km²에 달해 런던 대도시보다 크며, 277개의 터빈이 설치될 예정입니다.
이로써 이 새로운 풍력 발전소는 현재 운영 중인 가장 큰 해상 풍력 발전소보다 2.5배 이상 규모가 큽니다.
A와 B 단계 각각은 95대의 GE Vernova Haliade-X (GEV ) 13MW 해상 풍력 터빈을 사용할 것이며, 3단계는 더욱 최신인 Haliade 14MW 터빈을 사용할 것입니다.
스크롤하려면 스와이프 →
| 풍력 발전소 | 국가 | 용량 | 상태 |
|---|---|---|---|
| Dogger Bank | UK | 3.6 GW | 건설 중 |
| Hornsea 2 | UK | 1.3 GW | 운영 중 |
| Borssele | Netherlands | 1.5 GW | 운영 중 |
도거 뱅크의 엔지니어링 과제
북해에서 살아남기
도거 뱅크 풍력 발전소를 건설하는 첫 번째 어려움은 그 위치입니다. 풍력 발전에 이상적인 조건이 동시에 작업하기 매우 어려운 환경을 만들고 있습니다.
북해는 세계에서 가장 혹독한 해상 지역 중 하나로 알려져 있으며, 석유 시추선이 폭풍, 강풍 및 거대한 파도를 견디기 위해 특별한 설계가 필요합니다.
따라서 건설에는 Jan De Nul Group의 최신 잭업 설치 선박인 Voltaire가 필요합니다. Voltaire는 지금까지 건조된 가장 큰 해상 잭업 설치 선박으로, 3,200톤의 크레인 적재 용량을 가지고 있습니다.
출처: Jan De Nul Group
Voltaire는 선택적 촉매 환원 시스템과 대형 디젤 입자 필터 덕분에 초저배출(ULEv) 선박으로서 최초의 해상 설치 선박이기도 합니다.
“해상 도거 뱅크 터빈의 규모와 특성은 차세대 최첨단 잭업 설치 선박에게 완벽한 도전 과제를 제공합니다.”
Jan Van Impe – Manager Jan De Nul Offshore Renewables
Voltaire 외에도 도거 뱅크 풍력 발전소는 Subsea7 그룹(SUBC.OL)의 일원인 Seaway7으로부터 터빈 설치 선박을 계약했습니다.
마찬가지로 고품질 케이블 설치 장비와 기초 재료를 사용하여 풍력 터빈과 케이블이 해저에 견고히 고정되고 혹독한 북해 폭풍으로부터 안전하도록 해야 했습니다.
HVDC 전기 연결
이 프로젝트는 고전압 직류(HVDC) 전송 기술을 영국 풍력 발전소를 영국 전력망에 연결하는 데 처음으로 사용한 사례이기도 합니다.
HVDC는 장거리 고용량 전송에 있어 기존 전력 전송 방식보다 우수한 옵션으로, 장거리 전송에 적합합니다. HVDC는 1,000km당 약 3.5%의 전력 손실만 발생하는 반면, AC 전선은 약 6.7%의 손실을 보입니다.
이 라인은 Hitachi Energy의 HVDC Light 전송 시스템을 사용하며, 38개월이라는 기록적인 시간에 배치되었습니다.
더욱 인상적인 점은 도거 뱅크 풍력 발전소가 현장에 세계 최초의 무인 해상 HVDC 변전소 플랫폼을 포함하고 있다는 것입니다.
“우리는 도거 뱅크 풍력 발전소 프로젝트의 기술 파트너가 된 것을 자랑스럽게 생각합니다. HVDC는 청정 에너지 전환을 위한 힘을 증폭시켜 보다 지속 가능하고 유연하며 안전한 에너지 시스템에 대한 접근성을 높입니다.”
Claudio Facchin – Chief Executive Officer at Hitachi Energy
첨단 풍력 터빈
풍력 터빈은 시간이 지남에 따라 점점 커지고 있습니다. 이는 이러한 기계의 물리학이 엔지니어링 및 재료 허용 범위 내에서 가능한 한 크게 만들도록 장려하기 때문입니다. 블레이드 길이를 두 배로 늘리면 전체 스윕 면적이 4배가 되어 에너지 생산량이 증가합니다. 따라서 크기를 네 배로 늘리면 초기 크기에 비해 생산량이 16배가 됩니다.
출처: DoE
Haliade-X 해상 터빈은 GE Vernova가 제공하고 있습니다. GE Vernova는 GE의 에너지 생산 부문(주로 가스 및 풍력 터빈)을 담당하는 부서이며, 이 거대한 기업이 3개의 별도 부문으로 분할된 후 설립되었습니다.
이 터빈은 로터 직경이 220미터(720피트)이며, 각 블레이드 길이는 107미터(350피트)로, 스윕 면적은 38,000m²에 달합니다. 또한 태풍 인증을 받아 폭풍 바람에도 매우 견고합니다.
“우리는 이 역사적인 프로젝트를 위해 차세대 13MW 이상 터빈을 최초로 제공하게 된 것을 영광으로 생각하며, 기후 변화 도전에 대응하는 데 기술 혁신의 핵심 역할을 강화하고 있습니다.”
GE Vernova Offshore Wind CEO Jan Kjaersgaard
이 터빈은 매우 강력하여 단일 블레이드 회전만으로도 48시간 동안 한 가정을 전력 공급할 수 있으며, 하나의 터빈만으로도 20,000가구 이상에 전력을 공급할 수 있습니다.
이 터빈은 또한 혁신적인 “디지털 트윈” 진단 시스템 기술을 도입했습니다. 이를 통해 각 구성 요소를 원격 실시간으로 모니터링할 수 있습니다.
이는 내구성을 향상시키고 유지보수를 감소시킬 뿐만 아니라 AI 기반 분석 및 실시간 피드백을 활용해 제어 루프를 조정함으로써 저풍속에서도 에너지 포착을 극대화하고, 강풍 시 기계적 부하를 최소화합니다.
실제 환경에서 가장 큰 풍력 터빈의 수명이 2023년에 업계에 미니 위기를 초래했듯이, 이러한 개선은 터빈을 더 오래 작동시키고 전체 발전 비용(LCOE)을 낮추는 데 필수적일 것입니다.
북해 풍력 전력 허브 비전
도거 뱅크 풍력 발전소는 장기적으로 서부 북유럽 전체를 위한 대규모 전력 생산 및 해상 전력망 허브로 나아가는 디딤돌이 될 가능성이 높습니다.
네덜란드, 독일, 덴마크 전력망 운영자들은 북해 풍력 전력 허브라는 프로젝트에서 협력하고 있습니다. 초기 아이디어는 도거 뱅크 북동쪽 끝에 인공 섬을 만들어 네덜란드, 독일, 덴마크의 영해 경계가 만나는 지점 근처에 배치하는 것이었습니다.
첫 번째 인공 섬의 면적은 6제곱킬로미터(2.3제곱마일)입니다.
이후 프로젝트는 모듈식 및 단계별 분산 허브 개념으로 발전했습니다.
목표는 전력을 국가 전력망에 전달하고 동시에 녹색 수소를 생산하는 것으로, 약 50/50 비율로 나뉩니다. 이렇게 하면 풍력이 강하고 전력 수요가 낮은 시기에 남는 전력을 저렴한 비용으로 녹색 수소 생산에 지속적으로 전환할 수 있습니다.
궁극적으로 이 프로젝트는 최대 110GW의 풍력 발전 총 용량을 나타낼 수 있으며, 현재 도거 뱅크 풍력 발전소는 파일럿 프로젝트에 불과하고 2050년까지 달성 목표의 몇 퍼센트에 불과합니다.
해상 풍력 성장에 투자하는 방법
GE Vernova
GEV 가격 차트
프로젝트의 풍력 터빈 공급업체인 도거 뱅크 풍력 발전소는 GE Vernova가 GE 그룹에서 분리된 이후 독립적인 주식 성과를 검증할 주요 사례가 될 것입니다.
GE Vernova는 초기 GE 회사의 진정한 후계자로 볼 수 있으며, 원래 수력 발전소용 터빈을 생산하던 기업이 현재는 가스 및 풍력 터빈을 포함한 다양한 터빈을 생산하고 있습니다.
전 세계적으로 현재 55,000대의 풍력 터빈과 7,000대의 가스 터빈이 회사의 기술 기반 위에서 운영되고 있습니다. 이 터빈들은 많은 수력 및 원자력 발전소의 터빈과 함께 전 세계 전력의 약 25%를 생산합니다.
출처: GE Vernova
이로써 GE Vernova는 풍력 터빈뿐만 아니라, 사실상 모든 터빈을 필요로 하는 에너지 생산 방식(광전지를 제외한 모든 방식)에서 선두주자가 됩니다.
풍력 외에도 GE Vernova는 배터리 에너지 저장 시스템, 동기 콘덴서, 펌프 저장 발전소(PSPP), 용광로 전기화, 열 저장, 태양광 인버터, 수소 압축기 등 녹색 전환과 관련된 다양한 에너지 솔루션을 제공합니다.
GE Vernova는 연간 10억 달러의 R&D 투자로 에너지 관련 연구개발의 강자이며, 특히 탄소 포집, HVDC 케이블, 수소 가스 터빈 등에 주력하고 있습니다.
GE는 프랑스 Engie, 미국 Duke Energy (DUK ), Southern Company (SOT.DE ) (SO ), 독일 RWE, 스페인 Iberdrola, 대만 Power Company 등 세계 최대 유틸리티 기업들과 긴밀한 파트너십을 유지하며, 각 국가·지역 전력 시스템의 핵심 역할을 수행합니다.
출처: GE Vernova
마지막으로, GE Vernova는 BWRX-300 설계를 통해 핵소형모듈원자로(SMR) 분야에서도 활약하고 있으며, 이는 온타리오 파워와 체결한 북미 최초의 SMR 상업 계약을 수주했습니다.
GE Vernova의 활동 범위가 넓기 때문에, 투자자들은 저탄소 경제에서 최종 승자가 풍력, 수력, 원자력, 수소 중 어느 것이 될지에 대한 선택 없이 전기화 추세에 베팅할 수 있는 좋은 주식으로 고려할 수 있습니다. 이 회사는 이 모든 분야에서 동시에 활발히 활동하고 선도하고 있기 때문입니다.
(우리 투자 보고서에서 해당 회사에 전념한 투자 보고서를 확인하세요.)
최신 GE Vernova (GEV) 주식 뉴스 및 개발
