현대스틸산업, 해상풍력에 미래사업 방점 찍다
현대스틸산업, 해상풍력에 미래사업 방점 찍다
  • 박윤석 기자
  • 승인 2020.12.28 13:11
  • 댓글 0
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제작·시공·유지보수 해상풍력 토털솔루션 제공
오스테드와 파트너십 구축… 품질 신뢰성 확보
전남 광양시에 위치한 현대스틸산업 율촌공장 전경
전남 광양시에 위치한 현대스틸산업 율촌공장 전경

[일렉트릭파워 박윤석 기자] 40여 년간 교량·초고층 건축물·발전플랜트 등의 철구조물 제작·설치를 주요사업으로 성장해온 현대스틸산업이 미래 먹거리 발굴을 위한 신사업으로 해상풍력을 선택했다.

현대스틸산업은 기존 건축물·교량·산업설비 등 대형 철구조물 사업에 더해 지속가능한 성장 발판을 마련하고자 오래전부터 신규 사업 발굴을 준비해왔다. 내수와 수출 시장 모두에서 본업의 경쟁력을 발휘할 수 있을 것으로 판단한 분야가 바로 해상풍력이다.

현대스틸산업은 그동안 철골·강교·플랜트 등의 철구사업 분야에서 쌓아온 기술력과 경험을 바탕으로 해상풍력 하부구조물 제작에서 이미 글로벌 경쟁력을 확보한 상태다. 품질관리에 엄격하기로 유명한 세계 최대 해상풍력 개발사인 오스테드와 파트너십을 구축할 만큼 최고 수준의 품질을 자랑한다.

현대스틸산업의 해상풍력 비즈니스는 하부구조물 제작에 그치지 않는다. 건설현장에 쓰이는 장비를 임대하는 중기사업부문의 해상크레인·잭업바지 등을 활용한 해상풍력 시공분야 또한 시장 확대를 모색하고 있는 사업이다.

2016년 진수한 5,500톤급 잭업바지와 현재 진행 중인 1만3,000톤급 해상풍력 전용 설치선 개발에 1,000억원이 넘는 투자비를 쓴 것만 보더라도 현대스틸산업이 해상풍력 시공분야에 얼마나 공을 들이고 있는지 엿볼 수 있는 대목이다.

현대스틸산업은 해상풍력 분야 하부구조물, 해상기상탑, 해상변전소 제작·설치 등의 사업영역에 전용 유지보수선을 활용한 새로운 비즈니스 창출도 모색하고 있다. 제작·시공·유지보수로 이어지는 해상풍력 토털솔루션 기업으로 도약한다는 중장기 발전전략을 구상 중이다. 아울러 향후 부유식해상풍력 시장에 대비해 기존 특수선 제작기술 기반의 부유체 제작도 준비하고 있다.

이 같은 계획은 건설시장 다변화에 중심을 둔 전략으로 기존 교량·건축물·산업설비 위주로 치중된 사업 포트폴리오를 리스크차원에서 다각화한다는 의미 외에도 지속가능한 미래사업을 발굴하려는 움직임으로 풀이된다.

현대스틸산업의 이런 사업전략은 그린뉴딜과 탄소중립을 달성해야 하는 정책 방향과 맞물려 한층 탄력을 받을 전망이다. 정부가 계획하고 있는 해상풍력 목표 설치량은 2030년까지 12GW 수준이다. 현재 해상풍력의 경우 1MW당 50억원 내외의 개발비용이 투입되는 것으로 알려져 있어 예정대로 개발이 이뤄질 경우 60조원 규모의 시장이 열리게 되는 셈이다.

이 가운데 현대스틸산업이 참여할 수 있는 해상풍력 비즈니스 영역의 개발비용 비중은 40~50% 수준으로 30조원 안팎의 시장 공략이 가능할 것으로 예상된다. 여기에 풍력단지 개발이후 20년간 운영하는 유지보수 시장까지 사업 보폭을 넓힌다면 해상풍력 시장 게임체인저 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.

국내 해상풍력 참여 독보적
현대스틸산업은 해상풍력 분야에서 초기 풍황자료 확보에 필요한 해상계측기 설치를 비롯해 ▲하부구조물 제작·설치 ▲해상풍력터빈 설치 ▲해상변전소 제작·설치 등을 직접 수행하고 있다. 여기에 최근 정부 R&D 과제로 진행한 해상풍력 전용 유지보수선 개발을 마쳐 향후 유지보수 분야로 사업영역을 확대할 수 있는 기반을 마련했다. 해저케이블 설치공사를 제외한 해상풍력 프로젝트 전체 개발공정에 참여하고 있는 셈이다.

현재 국내에 건설된 상업용 해상풍력단지는 3개 사이트에 걸쳐 총 124.5MW 규모다. 이 가운데 하부구조물 설치 등 해상작업이 이뤄진 곳은 탐라해상풍력과 서남권해상풍력 실증단지 두 곳이다.

현대스틸산업은 탐라와 서남권해상풍력에 설치된 하부구조물 대부분을 직접 제작했다. 총 30기 중 28기가 현대스틸산업 제품이다.

특히 서남권해상풍력 실증단지의 경우 20기 하부구조물 가운데 현대스틸산업이 18기를 제작하고, 상부에 세운 해상풍력터빈 20기는 현대스틸산업에서 직접 시공했다. 계통연계를 위해 건설한 해상변전소도 직접 제작·설치했다.

현대스틸산업이 지금까지 거둔 실적만 보더라도 국내 해상풍력 프로젝트 개발공정에서 독보적인 입지를 구축하고 있다는 것을 알 수 있다.

하부구조물 제작·설치와 풍력터빈 시공은 해상풍력 전체 개발비용에서 차지하는 비중이 40% 내외에 달할 만큼 공급망 포지션이 큰 분야다. 에너지경제연구원이 해상풍력 LCOE(균등화발전비용)를 분석한 자료에 따르면 전체 개발비용 가운데 하부구조물 제작·설치는 28%, 건설공사는 10% 수준의 비중을 차지하는 것으로 나타났다. 풍력터빈이 차지하는 비중은 35% 정도로 조사됐다.

오스테드에 공급할 해상풍력 하부구조물은 28층 아파트와 맞먹는 65m 높이에 무게가 1,000여 톤에 달한다.
오스테드에 공급할 해상풍력 하부구조물은 28층 아파트와 맞먹는 65m 높이에 무게가 1,000여 톤에 달한다.

율촌공장 작업량 80% 하부구조물 집중
현대스틸산업은 천안1·2공장과 율촌공장 이렇게 3개 공장을 국내에 가동 중 있다. 이 가운데 해상풍력사업 전진기지 역할을 담당하고 있는 곳이 율촌공장이다.

전남 광양시에 위치한 율촌공장은 33만m2(약 10만평) 규모에 제작장·도장장·물량장 등을 두고 있다. 제작장과 도장장의 경우 품질관리를 위해 별도의 실내 작업장을 만들어 놨다.

현대스틸산업은 2007년 율촌공장 건립 당시 원래 강교·해상교량·해양플랜트 등의 철구조물을 제작할 계획이었다. 하지만 2010년대 중반을 전후해 조선업 불황이 이어지면서 조선업계가 철구조물 제작에 뛰어들어 수주경쟁이 치열해지는 상황이 벌어졌다.

여기에 강교와 해양플랜트 신규 물량마저 줄어들어 2015년을 정점으로 매출액은 점차 감소했다. 일감이 줄다보니 한때 700여 명에 달하던 현장 근로자도 절반 이하로 줄어 지역경제 또한 적지 않은 타격을 받았다.

현대스틸산업이 반전의 기회를 잡은 것은 해상풍력 하부구조물이다. 2019년 오스테드와 대만에 건설될 창화해상풍력 1단계 프로젝트의 하부구조물 가운데 일부를 공급하는 계약을 체결했다. 이후 추가 공급계약도 이뤄져 지금까지 총 40여 기의 해상풍력 하부구조물을 해외에서 수주하는 성과를 냈다.

현재 율촌공장 제작물량의 70~80%가 해상풍력 하부구조물에 집중돼 있을 만큼 관련 매출이 차지하는 비중도 상당하다. 하부구조물 제작이 늘어나면서 현장 채용인력도 다시 회복세를 보이고 있다. 지난해 초까지 200명 내외였던 현장 근로자가 현재 400여 명 수준으로 늘어났다. 외부공정에 따른 협력기업 일자리 창출 효과까지 포함하면 700여 명에 달할 것으로 보인다.

현대스틸산업이 율촌공장에서 제작하고 있는 하부구조물은 3개 레그로 설계된 자켓타입으로 28층 아파트와 맞먹는 높이 65m에 무게가 1,000여 톤에 달한다. 오스테드가 대만 창화해상풍력에 설치 예정인 8MW급 해상풍력터빈에 맞춰 설계한 도면을 기초로 제작 중이다. 2021년 4월부터 순차적으로 대만 현지에 공급할 예정이다.

하부구조물 자체가 워낙 무겁고 높다보니 크게 3단으로 나눠 제작한 후 최종 조립하는 과정을 거친다. 현대스틸산업은 신속한 조립과 작업 안전성을 고려해 리프팅타워라는 특수장비를 이용하고 있다. 90m 높이의 리프팅타워 자체에 크레인이 설치돼 있어 하부구조물을 운송장비에 실어 리프팅타워까지만 이동시키면 된다.

김오수 현대스틸산업 율촌공장장은 “현재 율촌공장에서는 연간 4만4,000톤 가량의 해상풍력 하부구조물 생산이 가능하다”며 “이는 8MW 해상풍력터빈 기준으로 약 40기의 하부구조물을 제작할 수 있는 규모”라고 설명했다.

이어 “당초 강교·해상교량·해양플랜트 등의 철구조물 제작을 위해 건립된 공장이라 부지가 넓지는 않다”며 “향후 국내외 해상풍력 시장 확대에 대비해 적절한 연간 생산량을 확보할 수 있도록 추가 공장 신설을 계획하고 있다”고 밝혔다.

현대스틸산업은 원활한 하부구조물 제작과 품질관리를 위해 리프팅타워를 이용하고 있다.
현대스틸산업은 원활한 하부구조물 제작과 품질관리를 위해 리프팅타워를 이용하고 있다.

품질확보 핵심 ‘용접·도장’
하부구조물은 20년 이상 파고·염분·바람 등의 외부환경은 물론 수백톤에 달하는 풍력터빈을 안전하게 지지해야 하는 내구성을 기본적으로 갖춰야 한다. 여기에 블레이드 회전에 따른 진동도 감안해야 하기 때문에 제작 난이도가 높은 분야다.

사업자가 하부구조물 선택 시 전체 비용을 고려한 가격요소도 살피지만 풍력단지 운영 안정성과 장기적인 유지보수 입장에서 품질을 최우선으로 꼽아야 하는 이유가 여기에 있다.

현대스틸산업은 하부구조물의 품질 확보를 위해 특히 용접과 도장에 각별한 신경을 쓰고 있다. 하부구조물 자재인 고강도 대구경 파일의 경우 예열 부족으로 인해 용접 부위에 크랙이 발생하는 등 문제 소지가 있어 작업 전 충분한 예열과정을 거치고 있다.

특히 용접 포인트가 많을수록 하중 부담으로 하부구조물 품질이 떨어지기 때문에 이 부분을 최소화하는 데 많은 노력을 기울이는 중이다.

현대스틸산업은 율촌공장 내에 별도 실내 도장장을 두고 최종 조립에 앞서 대부분의 도장작업을 실내에서 처리하고 있다. 온도와 습도에 민감한 페인트 특성을 감안해 항온항습기도 갖춰 놨다. 실내에서 도장작업이 이뤄지다보니 외부로 배출되는 대기오염물질도 상당부분 줄어들었다. 실내 도장장 운영으로 날씨에 따른 작업지연 리스크가 없어 납품 일정을 맞추는데도 유리하다.

일반적으로 철구조물을 제작할 때 작업 편리성을 이유로 제품 주변에 여러 임시 피스를 사용하는 사례가 있는데 이럴 경우 작업은 수월해 지지만 제품 손상으로 이어질 수 있다. 현대스틸산업은 하부구조물 작업 단계별 제품 손상을 최소화하기 위해 임시 피스 대신 작업대 역할을 하는 정반을 쓰고 있다.

김오수 공장장은 “하부구조물의 품질을 확보하기 위해선 현장 근로자의 작업 경험과 노하우가 수반돼야 한다”며 “기업이 우수한 기술력을 보유하고 있더라도 실제 작업자가 해당 기술을 활용할 능력과 이해도가 부족하면 아무런 소용이 없다. 현장 작업자와 협력기업을 대상으로 꾸준한 품질교육이 반드시 필요하다”고 품질관리의 중요성을 강조했다.

또 “무엇보다 현장에서 안전보다 우선하는 가치는 없다”며 “최고 품질의 제품을 제작하기 위해선 기본적으로 현장의 안전관리가 뒷받침돼야 한다”고 덧붙였다.

현재 율촌공장에는 오스테드에서 파견한 직원들이 상주하며 품질·안전관리를 지원하고 있다. 이들 가운데는 현지에서 채용한 인력도 포함돼 있다.

현대스틸산업은 오스테드 측과 수시로 회의를 열어 제작기술 공유와 공정관리 최적화 등의 협력체계를 구축해 가고 있다.

2023년 상반기 1만3,000톤급 전용 설치선 건조
현대스틸산업은 5,500톤급 잭업바지에 이어 1만3,000톤급 해상풍력 전용 설치선 개발에 한창이다. 현재 설계작업을 마치고 2021년부터 본격적인 제작에 착수할 예정이다. 2023년 상반기 현장 투입을 목표하고 있다.

5.5MW급 해상풍력터빈 기준 한 번에 총 3기를 탑재할 수 있는 전용 설치선은 허브높이를 감안했을 때 최대 10MW급까지 설치가 가능할 것으로 보인다.

정부 R&D 과제로 진행하는 이번 사업에는 국비 116억원을 포함 총 1,000억원의 개발비용이 들어간다. 현대스틸산업은 900억원에 가까운 자체 개발비를 투입할 만큼 해상풍력 시공분야에 강한 의지를 보이고 있다. 하부구조물 제작·설치부터 풍력터빈 설치까지 이어지는 시너지 효과를 끌어내겠다는 전략으로 풀이된다.

현대스틸산업은 최근 3년여에 걸친 해상풍력 전용 유지보수선 개발도 마무리했다. 현대스틸산업이 개발한 해상풍력 전용 유지보수선의 가장 눈에 띄는 특징은 안전성을 높인 접안장치다.

동요 감쇄 접안설비라 불리는 이 장치는 부착된 센서가 흔들림을 감지하면 유압장치로 균형을 유지하는 방식이다. 파고 영향을 최소화한 접안장치로 사다리차처럼 길게 늘어나 작업자가 걸어서 안전하게 이동할 수 있도록 도와준다. 국내 해상풍력 유지보수선에 해당 설비를 적용한 것은 이번이 처음이다.

해상풍력 운영 특성상 모든 유지보수 작업은 기본적으로 바다 위에서 이뤄지게 돼 안전사고에 노출되기 쉬운 환경이다. 수시로 선박과 풍력터빈 하부구조물 사이를 이동해야 하는 작업자의 안전을 보장할 최소한의 장치가 필요한 이유다.

현재 국내에 운영 중인 해상풍력 유지보수선에는 동요 감쇄 접안설비와 같은 안전정치가 적용돼 있지 않아 선박과 구조물 간 이동 시 작업자 감각에 의지할 수밖에 없다. 파도가 조금만 높아져도 안전사고 위험이 커지게 되는 것이다.

권오준 현대스틸산업 부장은 “이번 정부 R&D 과제를 디딤돌 삼아 기존 해상풍력 분야 사업영역인 제작·시공에 유지보수를 더해 해상풍력 토털솔루션을 제공하는 게 목표”라며 “정부의 일관된 해상풍력 활성화 정책에 따라 유지보수 분야 시장 규모도 커질 것으로 전망되는 만큼 관련 전문인력 배치 등 선제적 방안을 검토하고 있다”고 밝혔다.

현대스틸산업이 개발한 해상풍력 전용 유지보수선
현대스틸산업이 개발한 해상풍력 전용 유지보수선

대규모 단지 시공에 프리파일링 공법 유리
현대스틸산업은 해상풍력을 미래사업으로 키우기 위해 과감한 투자와 선진기술 도입을 적극 검토하고 있다. 우선 효율적인 하부구조물 제작에 필요한 특수장비 구입을 살피는 중이다. 점차 대형화되고 있는 하부구조물 제작에 선제적으로 대응할 필요가 있다는 판단에서다.

대규모 해상풍력단지 건설에 적합한 하부구조물 시공법 도입도 검토 중이다. 기존에 적용하고 있는 포스트파일링 공법 대비 공기 단축을 통한 비용절감 효과가 큰 프리파일링 공법을 눈여겨보고 있다.

포스트파일링 공법은 완성된 하부구조물을 현장으로 이동 후 레그 파일 안쪽으로 말뚝파일을 넣어 항타 작업을 거쳐 해저지반에 고정하는 방식이다. 특별한 해상장비 없이 간단하게 시공할 수 있지만 공사기간이 긴 게 단점이다. 하부구조물 1기 설치에 평균 48일 정도가 소요된다.

프리파일링 공법은 기본틀 역할을 하는 특수장비인 템플릿을 이용해 해저지반에 미리 말뚝파일을 설치해 놓고 하부구조물을 끼우는 방식이다. 공기가 짧을 뿐만 아니라 하나의 템플릿으로 이동해 가며 고정파일을 설치할 수 있어 대규모 단지 건설에 유리하다. 장비가 고가인데다 템플릿 활용 기술이 필요한 점이 단점으로 꼽힌다.

권오준 부장은 “기존 포스트파일링 공법은 조립을 마친 하부구조물이 현장에 도착해야 비로소 설치작업에 들어갈 수 있어 전체 공사기간과 비용이 늘어날 가능성이 높다”며 “300MW 규모 이상의 대규모 해상풍력단지 건설에는 프리파일링 공법이 유리하다”고 밝혔다.

이어 “프리파일링 공법의 경우 아직 국내에 적용된 사례가 없어 접근방식을 놓고 다양한 방안을 검토하고 있다”며 “해상풍력단지 시공분야 경쟁력 가운데 하나가 공기 단축인 만큼 선도적인 기술력 확보에 적극 나설 계획”이라고 덧붙였다.

현대스틸산업 율촌공장 전경
현대스틸산업 율촌공장 전경

 


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