바다 위에 뜨는 발전소, 부유식 해상풍력

바다 위에 뜨는 발전소, 부유식 해상풍력

대학생신재생에너지기자단 29기 차종근

고정식의 한계, 바다 위로 뜨는 풍력

탄소중립이 세계 에너지 정책의 핵심 과제로 자리 잡으면서 해상풍력은 재생에너지 확대의 주력 수단으로 떠올랐다. 바다는 육지보다 바람이 강하고 일정하며, 대규모 단지를 조성할 공간도 넉넉하기 때문이다. 하지만 지금까지의 해상풍력은 대부분 해저에 구조물을 박아 세우는 '고정식'이었다. 고정식은 수심이 깊어질수록 하부구조물 제작 및 설치 비용이 급격히 늘어나서 보통 수심 50~60m를 넘어서면 경제성을 확보하기 어렵다는 한계를 가지고 있다.

[자료 1. 부유식 해상풍력]

출처 : pixabay

문제는 세계적으로 우수한 바람 자원 대부분이 바로 깊은 바다에 있다는 점이다. 우리나라만 해도 동해와 남해는 연안에서 조금만 벗어나면 수심이 100m를 훌쩍 넘는다. 이 딜레마를 풀 열쇠로 주목받는 것이 풍력 발전기를 해저에 고정하는 대신 바다 위에 띄우는 '부유식’ 해상풍력이다.

부유식 해상풍력의 구분

[자료 2. 풍력발전시스템의 분류]

출처 : 한국에너지공단 신재생에너지센터

부유식 해상풍력의 핵심은 풍력터빈을 떠받치는 부유체와 이를 제자리에 붙잡아두는 계류 시스템이다. 고정식은 모노 파일이나 자켓 구조물을 해저 지반에 직접 시공하는 방식이다. 하지만 부유식은 거대한 부유 구조물 위에 터빈을 세우고 계류선과 앵커로 해저에 연결해 위치를 유지한다. 덕분에 100m 이상의 깊은 바다, 즉 바람이 더 강하고 민원 부담이 적은 먼바다까지 개발 영역을 넓힐 수 있다.

부유체는 크게 세 가지 형식으로 나뉜다. 첫째, 스파형은 길쭉한 원통형 구조물을 수직으로 세워 하부에 무게중심을 두는 방식이다. 파도에 대한 안정성이 뛰어나다. 그러나 구조물이 깊게 잠기는 만큼 상당한 수심이 필요하고 제작 및 설치 과정도 까다롭다. 세계 최초의 상업용 부유식 단지인 하이윈드 스코틀랜드가 이 방식을 채택했다.

둘째, 반잠수식은 여러 개의 기둥을 연결한 구조물이 수면에 반쯤 잠긴 채 부력을 유지하는 방식이다. 상대적으로 얕은 수심에도 적용할 수 있고, 항만에서 터빈까지 조립을 마친 뒤 견인해 설치할 수 있어 시공성이 좋다는 평가를 받는다. 현재 개발 중인 프로젝트 상당수가 이 형식을 선택하고 있다.

셋째, 인장계류식(Tension Leg Platform)은 부유체를 팽팽하게 당긴 계류선으로 해저에 결박해 상하 움직임을 최소화하는 방식이다. 터빈의 흔들림이 적기 때문에 발전효율 측면에서 유리하지만 설치 난이도가 높고 앵커에 걸리는 하중을 잘 관리해야 한다.

부유체 외에도 넘어야 할 기술 요소는 많다. 파도와 함께 움직이는 구조물에서 전력을 뽑아내야 하므로 유연하게 휘어지는 다이내믹 케이블과 부유식 해상변전소 같은 송전 인프라가 함께 개발돼야 한다. 결국 부유식 해상풍력은 풍력 기술과 조선·해양플랜트 기술이 결합된 융합 산업인 것이다.

노르웨이에서 울산까지, 부유식 풍력의 현주소

부유식 해상풍력의 상업화 가능성을 처음 입증한 것은 노르웨이 에너지기업 에퀴노르다. 에퀴노르는 2009년 최초의 부유식 해상풍력 터빈 ‘하이윈드 데모' 프로젝트를 수행하였다. 이를 기반으로 2017년 스코틀랜드 피터헤드 앞바다에 세계 최초의 상업용 부유식 단지인 ‘하이윈드 스코틀랜드’를 완공했다. 6MW 터빈 5기로 구성된 이 단지는 에퀴노르 발표 기준 5년 평균 54%를 넘는 높은 이용률을 기록하며 부유식의 기술 신뢰성을 증명했다.

[자료 3. 하이윈드 탐펜]

출처 : 에퀴노르

2023년에는 수심 260~300m의 북해에 세계 최대 규모인 ‘하이윈드 탐펜’이 본격적으로 가동을 시작했다. 이 단지는 생산 전력을 육지로 보내는 대신 인근 석유가스전 플랫폼에 공급하는 세계 첫 사례이기도 하다. 주목할 점은 비용 절감 속도다. 에퀴노르에 따르면 하이윈드 탐펜의 MW당 투자비는 하이윈드 스코틀랜드 대비 약 35% 낮아져, 규모 확대와 기술 성숙이 원가 하락으로 이어질 수 있음을 보여줬다. 이밖에 포르투갈 윈드플로트 아틀란틱(25MW), 스코틀랜드 킨카딘(50MW) 등이 가동 중이며 2024년 말 기준 전 세계 부유식 해상풍력 설비는 업계 추산 약 278MW 수준으로 아직 초기 시장이다. 그러나 노르웨이가 2040년 목표 30GW의 70%가량을 부유식으로 채우겠다고 밝혔고, 프랑스가 부유식 단지를 포함한 대규모 입찰을 진행하는 등 확장 속도는 빨라지고 있다.

[자료 4. 해울이 프로젝트]

출처 : 해울이 해상풍력발전

국내에서 부유식 해상풍력의 무대는 바로 울산이다. 울산항에서 동쪽으로 60km가량 떨어진 동해 가스전 인근 해역은 수심 100m 이상의 넓은 대륙붕과 평균 초속 8m를 넘는 우수한 바람 조건을 갖춰 글로벌 개발사들이 최적의 입지로 꼽아왔다. 이곳에서는 해울이(CIP·COP, 1.5GW), 반딧불이(에퀴노르, 750MW), 한국부유식풍력(KF윈드), 문무바람, 그리고 한국석유공사·에퀴노르·동서발전이 함께하는 동해1 등 여러 프로젝트가 추진됐다. 귀신고래 프로젝트까지 포함하면 발전 사업 허가 규모는 약 6GW 정도에 달했고, 주요 사업자들이 환경영향평가 협의를 완료하며 개발이 큰 문제 없이 진전되는 듯했다. 풍력 업계는 이용률이 고정식을 넘는 40% 안팎에 이를 것으로 예상했고, 6GW가 모두 준공될 경우 연간 약 2,100만 MWh(월 300kWh를 쓰는 약 583만 가구가 1년간 사용할 수 있는 양)의 청정 전력 생산이 가능하다는 전망도 나왔다.

제도 환경도 큰 전환점을 맞았다. 2026년 3월 26일부터 시행된 해상풍력특별법은 민간사업자가 개별적으로 입지를 발굴하고 인허가받던 기존 구조를 정부가 발전 지구를 지정하고 입찰로 사업자를 선정하는 계획 입지 체계로 바꿨다. 인허가 창구를 일원화하고 어업인·주민의 참여와 이익 공유를 제도화해서 그간 사업 지연의 주요 요인이던 입지 갈등과 인허가 장기화를 완화하겠다는 취지이다.

여기에 울산이 갖춘 산업 기반은 부유식 해상풍력을 단순한 발전 사업이 아니라 산업 육성의 좋은 기회이다. 부유체 제작은 조선·해양플랜트 건조 기술, 계류 시스템은 해양 석유가스 개발 경험과 직접적으로 관련된다. 세계 최고 수준의 조선 역량을 가진 한국이 부유식 시장을 선점하면 기자재 수출 산업으로 키울 수 있다는 기대가 나오는 이유가 바로 여기에 있다.

발전단가·태풍·수용성, 세 가지 과제와 해법

물론 과제도 뚜렷하다. 부유식 해상풍력이 상용화를 달성하려면 크게 세 가지 문제를 풀어야 한다.

가장 큰 문제는 경제성이다. 부유식은 부유체와 계류 시스템, 다이내믹 케이블이 추가돼 고정식보다 초기 투자비가 많이 들고 발전단가도 높다. 업계 분석에 따르면 하이윈드 탐펜의 MW당 투자비는 고정식의 1.7배 수준이었다. 국내에서는 이 부담이 실제 사업 중단으로 이어지고 있다. 울산에서 1.5GW 규모의 귀신고래 프로젝트를 추진하던 바다 에너지는 투자비가 기존 9조 원에서 12조 원대로 늘어나자 발전 사업 허가를 반납하고 철수를 결정했다. 여기서 그치지 않았다. 2024년 정부 풍력 입찰에 선정되며 국내 부유식 풍력발전의 대표 주자로 꼽혔던 에퀴노르의 반딧불이마저 2026년 1월 신재생에너지공급인증서(REC) 매매 계약 기한을 넘기며 계약이 최종 불발됐고, 에퀴노르는 결국 프로젝트 중단을 공식 발표했다. 입찰 참여 제한이 애초 5년에서 2년으로 조정돼 재개의 여지는 남았지만 글로벌 기업 쉘이 문무 바람 지분을 전량 매각하는 등 외국계 개발사의 이탈이 이어지면서 국내 부유식 시장의 경제성 문제가 그만큼 어렵다는 사실이 드러났다.

둘째는 극한 해양환경이다. 한국 해역은 북해와 달리 태풍의 길목에 있다. 부유체와 계류 시스템은 수십 년간 태풍과 높은 파도를 견뎌야 하고, 다이내믹 케이블의 내구성과 먼바다 단지의 유지보수도 과제로 남아 있다. 

셋째는 사회적 수용성이다. 어업인과의 갈등, 지역사회의 동의, 전력 계통 연결은 기술만으로 풀 수 없는 문제다.

해법은 다음과 같이 볼 수 있다. 먼저 경제성은 규모 확대로 개선할 수 있다. 터빈을 대형화하고 부유체를 표준화 및 양산화하면 단가가 내려간다. 하이윈드 스코틀랜드에서 탐펜으로 이어지며 MW당 투자비가 35% 낮아진 것이 이를 보여준다. 울산처럼 여러 프로젝트가 한 해역에 모여 있으면 항만과 설치·유지보수 인프라를 공유할 수 있어 경제성을 더 확보할 수 있다.

태풍 대응은 검증이 진행 중이다. 노르웨이에 있는 한 연구소에서는 500년 내 발생 가능한 태풍의 규모를 반영한 수조 실험으로 구조물의 안전성을 확인했다. 또한 극한 해양환경에서 선박과 해양플랜트를 만들어온 국내 조선·해양 산업의 경험도 태풍 해역에 맞는 설계의 기반이 될 수 있다.

사회적 수용성은 제도가 뒷받침한다. 해상풍력특별법은 정부가 입지를 정하고 인허가를 일원화하는 동시에 어업인과 주민의 참여 및 이익 공유를 제도화해 갈등을 사전에 조정하도록 했다. 결국 관건은 규모 확대와 기술 검증, 제도 정비가 얼마나 조화롭게 진행되느냐다.

부유식 해상풍력, 에너지 전환의 다음 무대 

부유식 해상풍력은 깊은 바다에 숨겨져 있던 바람 자원을 깨우는 기술이다. 수심의 제약을 벗어난 해상풍력은 입지 잠재량이 많이 늘어나고 삼면이 바다이고 동해에 깊은 해역을 가진 한국에는 특히 의미가 있다. 재생에너지 확대와 국가 온실가스 감축 목표 달성이라는 에너지 전환 과제에서 부유식이 다음 무대로 불리는 이유다.

동시에 부유식 해상풍력은 조선·해양플랜트 강국인 한국이 기존 산업 역량을 신산업으로 전환할 드문 기회이기도 하다. 노르웨이가 하이윈드 탐펜 계약액의 상당 부분을 자국 공급망 기업에 돌리며 산업 생태계를 키웠던 것처럼 울산 프로젝트가 성공한다면 부유체 제작부터 계류·케이블·유지보수까지 국내 공급망이 세계 시장으로 나아가는 기반이 될 수 있다.

물론 귀신고래와 반딧불이 프로젝트의 철수가 보여주듯 시장은 아직 불확실성의 한가운데에 있다. 높은 발전단가를 낮출 기술 혁신과 규모의 경제, 그리고 일관성 있는 정책 지원이 함께 가지 않으면 잠재력은 잠재력으로 끝날 수 있다. 해상풍력특별법 시행으로 제도적 준비는 마련되었다. 이제 필요한 것은 첫 상업 단지를 성공해내어 '한국형 부유식 해상풍력'의 결과 만드는 일이다. 바다 위에 뜨는 발전소가 에너지 전환의 다음 무대를 열 수 있을지 울산 앞바다가 그 시험대가 되고 있다.

신재생에너지에 대한 대학생신재생에너지기자단 기사 더 알아보기

1. "물 위에 뜬 에너지", 28기 김나현, https://iksung.tistory.com/138

2. "건물일체형 태양전지 BIPV, 도시 탄소중립의 현실적 대안이 될 수 있을까", 28기 민예슬, https://renewableenergyfollowers.org/renewable-energy/?idx=170035553&bmode=view

참고문헌 

[고정식의 한계, 바다 위로 뜨는 풍력]

1) 황정일, "현대건설, 현대제철과 ‘부유식 해상풍력’ 독자 모델 개발 나선다", 이지경제, 2026.03.15, https://www.ezyeconomy.com/news/articleView.html?idxno=233389

[부유식 해상풍력이란]

1) 이종호, "세계 첫 부유식 해상풍력단지 하이윈드", 울산저널, 2019.10.02, https://www.usjournal.kr/news/newsview.php?ncode=1065574813534882

2) 정준환, 부유식 해상풍력 하부구조물 기술 동향, KDB미래전략연구소 산업기술리서치센터, https://rd.kdb.co.kr/index.jsp

3) 한국에너지공단 신재생에너지센터, "풍력에너지 소개", https://www.knrec.or.kr/biz/korea/intro/kor_wind.do

[노르웨이에서 울산까지, 부유식 풍력의 현주소]

1) 권다희, ""어민들도 '언제 하냐' 묻는 해상풍력…지금 필요한 건 예측가능성"", 머니투데이, 2026.04.17, https://www.mt.co.kr/industry/2026/04/17/2026041513042674367

2) 노진경, "울산의 미래 에너지 부유식해상풍력, 해외 흐름은?", 울산저널, 2026.06.19, https://www.usjournal.kr/news/newsview.php?ncode=1065608067972320

3) 박윤석, "울산 부유식해상풍력 환평 마치고 개발 본격화", 일렉트릭파워, 2024.08.29, https://www.epj.co.kr/news/articleView.html?idxno=34888

4) 박윤석 "에퀴노르, 88MW 규모 부유식해상풍력 본격 가동", 일렉트릭파워, 2023.08.24, https://www.epj.co.kr/news/articleView.html?idxno=32895

5) 박종면, "2026년 새해 바뀌는 법·제도…공해 생물다양성협정·해상풍력특별법 발효", 현대해양, 2026.01.13, https://www.hdhy.co.kr/news/articleView.html?idxno=33556

6) 이종호, "노르웨이 연안 140km 북해 해상에 세계 최대 88MW 부유식 해상풍력단지 하이윈드 탐펜 완공", 울산저널, 2023.08.24, https://www.usjournal.kr/news/newsview.php?ncode=1065589109217521

7) 이종호, "세계 첫 부유식 해상풍력단지 하이윈드", 울산저널, 2019.10.02, https://www.usjournal.kr/news/newsview.php?ncode=1065574813534882

8) 에퀴노르, "Equinor marks 5 years of operations at world’s first floating wind farm", 2022.12.29, https://www.equinor.com/news/hywind-5-years-world-first-floating-wind-farm

9) 에퀴노르, "Hywind Tampen: the world’s first renewable power for offshore oil and gas", https://www.equinor.com/energy/hywind-tampen

10) 하인식 ,"울산에 20조 부유식 해상풍력 시장 열린다", 한국경제, 2024.08.12, https://www.hankyung.com/article/2024081286481

11) 한국석유공사, "부유식 해상풍력 사업", https://www.knoc.co.kr/sub03/sub03_9_2.jsp

12) 황정일, "부유식 해상풍력, 한국의 '미래형 무기'... "지금이 '장착'할 시간"", 이지경제, 2025.09.09, https://www.ezyeconomy.com/news/articleView.html?idxno=221052

[발전단가·태풍·수용성, 세 가지 과제와 해법]

1) 박윤석 "에퀴노르, 88MW 규모 부유식해상풍력 본격 가동", 일렉트릭파워, 2023.08.24, https://www.epj.co.kr/news/articleView.html?idxno=32895

2) 박형주, "‘특별법까지 만들었건만’…해상풍력 해외기업 이탈 '비상'", 2026.04.06, 남도일보, https://v.daum.net/v/20260406173117675

3) 안상민, "[단독] 반딧불이 부유식 해상풍력 끝내 불발, 에퀴노르는 ‘입찰참여 제한’", 2026.01.05, 전기신문, https://www.electimes.com/news/articleView.html?idxno=363758

4) 안상민, "[단독] 에퀴노르 반딧불이 부유식 해상풍력, 입찰 제한 2년으로 줄었다", 2026.03.23, 전기신문, https://www.electimes.com/news/articleView.html?idxno=366272

5) 안희민, "한국 최초 '부유식 해상풍력' 성공할까?...에퀴노르 "2030년 완공 목표"", 데일리한국2024.05.14, https://daily.hankooki.com/news/articleView.html?idxno=1084075

6) 에퀴노르코리아, "부유식 해상풍력, 태풍 와도 멀쩡할까", 2023.03.31, https://www.equinor.co.kr/news/floating-offshore-wind-farm-will-it-withstand-typhoons

7) 조혜정, "12조 ‘귀신고래’ 침몰…세계최대 울산 먼바다 해상풍력 조성사업 ‘철수’", 울산매일UTV, 2026.01.14, https://www.iusm.co.kr/news/articleList.html?view_type=sm

[부유식 해상풍력, 에너지 전환의 다음 무대] 

1)  권다희, ""어민들도 '언제 하냐' 묻는 해상풍력…지금 필요한 건 예측가능성"", 머니투데이, 2026.04.17, https://www.mt.co.kr/industry/2026/04/17/2026041513042674367

2) 변국영, "에퀴노르, 세계 최대 부유식 해상풍력단지 '하이윈드 탐펜' 가동", 에너지데일리, 2023.08.24, https://www.energydaily.co.kr/news/articleView.html?idxno=139517

3) 황정일, "부유식 해상풍력, 한국의 '미래형 무기'... "지금이 '장착'할 시간"", 이지경제, 2025.09.09, https://www.ezyeconomy.com/news/articleView.html?idxno=221052