[르포] “4초에 1바퀴, 바람의 맥박을 짚는다”…K-풍력 생태계 컨트롤 타워 ‘두산 WPC’

▲제주특별자치도 제주시 오라동 소재 두산에너빌리티 윈드 파워 센터(Wind Power Center) 전경. 사진=박규빈 기자

지난 8일 제주특별자치도 제주시 오라동 소재 '두산 윈드 파워 센터(Wind Power Center, 이하 WPC)'를 찾았다.

작년 9월 3일 정식 개소한 WPC는 연면적 496.34㎡(약 150평), 지상 2층 규모로 구축된 국내 풍력 발전기 제조사 최초의 통합 컨트롤 타워다. 국내에 풍력발전기를 공급한 제조사 중 원격 기술 지원을 위한 이 같은 대규모 통합 컨트롤타워를 자체 마련한 것은 두산에너빌리티가 처음이다.

당시 개소식에서 정연인 두산에너빌리티 부회장 역시 “국내 최초 해상풍력단지가 들어선 제주에 두산윈드파워센터를 개소하게 돼 매우 뜻깊게 생각한다"며 “앞으로 우리의 바람으로 더 많은 에너지를 만들고, 그 과정에서 국내 풍력 생태계도 함께 성장할 수 있도록 기여하겠다"고 의의를 밝힌 바 있다.

▲두산에너빌리티 윈드 파워 센터(Wind Power Center) 관제실 내부. 사진=박규빈 기자

센터 관제실 내부로 들어서자 거대한 전면 스크린 위로 두산에너빌리티가 자체 개발한 예지 보전 플랫폼 '윈드링크(WindLink)'의 대시보드가 한눈에 들어왔다. 전국에 흩어진 발전 단지의 터빈 상태가 카드 형태로 배열돼 있었고, 초록색(정상 발전), 주황색(정비·점검 및 터빈 가동 준비), 빨간색(에러 알람)으로 상태가 명확히 구분돼 있었다.

WPC는 두산에너빌리티가 운영∙유지·보수 계약을 맺은 전국 모든 풍력 발전기를 24시간 실시간 모니터링 및 제어하는 핵심 관제소다. 상태 확인 외에도 운영 이력과 축적 데이터를 기반으로 한 고도화된 분석 기능을 갖춰 운용 시 발생할 수 있는 문제를 조기에 탐지하고 고장을 최소화한다. 이러한 실시간 제어를 통해 풍력 발전기의 효율과 가동률을 극대화함으로써 안정적인 운영은 물론 발전량 증가까지 이끌어내고 있다.

두산에너빌리티는 2005년 풍력 사업에 뛰어든 이래 제주 탐라(30MW), 전북 서남해(60MW), 제주 한림(100MW) 등에 총 347.5MW 규모의 풍력 발전기를 공급해 왔다.

오늘날 이러한 컨트롤 타워와 독보적인 공급 실적을 갖추기까지는 20년에 걸친 두산그룹의 뚝심이 자리하고 있다. 국내 풍력 시장은 1990년대 후반부터 정부 주도의 소규모 육상 풍력과 실증 사업 위주로 조성됐으나 기술력 부족과 낮은 경제성 탓에 한계가 뚜렷했다.

2000년대 들어 시장 활성화 바람을 타고 여러 대기업이 앞다투어 풍력 발전기 제작 사업에 뛰어들었지만 외국 기술에 전적으로 의존해야 했던 척박한 환경 속에서 대부분 수익성 악화의 벽을 넘지 못하고 줄줄이 사업을 철수했다.

그럼에도 두산은 묵묵히 투자를 지속하며 기술 내재화와 국내 부품사와의 동반 성장이라는 두 마리 토끼를 쫓았다. 그 결과 사업 초기 30% 수준에 불과했던 부품 국산화율을 70% 수준까지 끌어올리며 마침내 원천 기술 확보를 통한 '기술 자립'을 달성했다.

특히 두산은 사업 초기부터 성장 가능성이 높은 해상 풍력 사업에 매진했다. 2010년 3MW 모델 개발을 신호탄으로, 국내 최초 해상 풍력 사업인 30MW급 제주 탐라 해상 풍력(2017년 준공)과 60MW급 전북 서남해 해상풍력(2020년 준공)에 차례로 해상 풍력 발전기를 공급했다. 나아가 지난해 하반기 완공된 국내 최대 규모 100MW급 제주 한림 해상 풍력에는 5.56MW 해상 풍력 발전기 18기를 대거 투입하며 사실상 국내에 설치된 대부분의 해상풍력 단지에 국산 발전기를 세우는 압도적인 최다 실적을 굳혔다.

WPC는 이 중 장기 유지·보수(O&M) 계약을 맺은 전국 80여 기의 풍력 터빈을 24시간 365일 원격 모니터링한다. 제주도에 설치된 40기의 두산 터빈 중 38기가 이곳의 통제를 받는다.

▲최인욱 두산 윈드 파워 센터장이 1층 홍보 부스에서 자사 제품 모형을 가리키며 설명하는 모습. 사진=박규빈 기자

1층 홍보 부스에는 3MW급 초기 모델부터 최근 고정 입찰제 시장에 투입될 초대형 8MW·10MW급 모델의 모형이 전시돼 있었다. 최인욱 두산 윈드 파워 센터장(수석)은 두산 터빈의 최대 강점으로 한국 기후에 최적화된 특수 설계를 꼽았다.

최 센터장은 “유럽과 달리 한국은 연평균 풍속은 낮지만 태풍과 국지성 난류가 잦은 극한의 환경"이라며 “두산의 터빈은 저풍속 구간에서 바람을 최대한 맞도록 날개를 늘리면서도 강한 난류와 극한 하중을 버틸 수 있도록 구조적 뼈대를 튼튼하게 보강한 '터빈 클래스 S(Special)' 모델을 주력으로 삼고 있다"고 설명했다.

실제로 풍력 발전기의 진정한 경쟁력은 제품 사양만큼이나 설치 지역의 환경적 여건과 직결된다. 1년 중 40% 이상 초속 11m가 넘는 강풍이 불어 정격출력을 내기 쉬운 유럽은 터빈의 정격 용량 자체를 키우는 편이 유리하다. 반면 우리나라를 포함한 아시아 시장은 정격 풍속 이상 바람이 부는 날이 연중 17% 수준에 불과하고 연평균 풍속도 초속 7m 안팎에 머무는 전형적인 '저풍속 영역대'다.

두산에너빌리티는 이에 착안해 저풍속 환경에서도 더 많은 발전량을 낼 수 있도록 타사 동급 모델 대비 로터(Rotor) 직경을 극대화하는 맞춤형 모델을 개발해 아시아 시장에서 최적의 경제성과 발전 효율을 이끌어내고 있다.

실제 최신 10MW급 모델은 블레이드(날개) 1개 길이만 100m가 넘고 회전 직경이 205m에 달한다. 거대한 블레이드는 양력을 받아 분당 최고 15바퀴(15 RPM), 즉 4초에 한 바퀴를 도는 맹렬한 속도로 에너지를 생산한다. 타워 내부에는 2~3명의 엔지니어와 공구를 실어 나를 수 있는 최대 하중 300kg급 리프트가 설치돼 있고 10MW급 초대형 모델의 나셀 상부에는 유럽 IEC 규격에 맞춘 헬기 인명 구조용 랜딩 존(호이스팅 존)까지 갖춰져 있다. 나아가 자체 개발한 이 10MW 해상 풍력 발전기는 지난 7월 국제인증까지 성공적으로 취득하며 세계 수준의 기술력을 증명하기도 했다.

▲두산에너빌리티가 준공한 탐라 해상 풍력 단지. 사진=박규빈 기자

이처럼 거대한 설비가 바다 한가운데서 제 몫을 다하려면 준공 후 20~25년에 이르는 긴 시간 동안 지속적이고 원활한 유지보수가 필수적이다. 자체 원천 기술을 바탕으로 핵심 부품의 대다수를 국내 공급망에서 조달하는 두산에너빌리티는 부품 수급에 오랜 시간이 걸리는 외산 경쟁사 대비 압도적으로 신속하고 정확한 수리가 가능하다.

디지털 솔루션을 통한 예지 정비 서비스와 WPC의 상시 즉각 대응 원칙이 시너지를 발휘해 두산에너빌리티는 장기 유지·보수 서비스를 제공하는 모든 단지에 대해 당초 약속한 '계약 가동률' 이상의 뛰어난 성과를 빈틈없이 보장하고 있다. 이처럼 거대한 터빈 하드웨어에 정밀한 디지털 관제 솔루션을 덧입힌 WPC는 외산 업체의 공세 속에서 K-풍력 생태계를 사수하는 최전선이다.

견고한 하드웨어 기술 자립과 WPC라는 디지털 무기까지 장착한 두산에너빌리티는 향후 시장의 안정적인 성장 기조 속에 풍력사업 '연 수주 1조 원 이상'을 달성하겠다는 원대한 청사진을 그리고 있다. 지속적인 투자를 바탕으로 안정적인 수주와 매출 증대를 이뤄내 규모의 경제를 달성하고 글로벌 경쟁력을 끌어올려 해외 시장 진출까지 도모한다는 전략이다.

두산에너빌리티 관계자는 “제품 라인업 강화를 통해 고객사에 차별화된 가치를 지속적으로 제공하겠다"며 “공공과 민간의 노력이 하나로 융합된다면 국내 풍력 기업이 글로벌 시장에서 당당히 'K-풍력' 성공 신화를 쓸 수 있을 것이라 확신한다"고 강조했다.

박규빈 기자 kevinpark@ekn.kr