탄소중립 시대의 풍력발전: 현황 분석과 터빈 기술 가이드 일반 리포트

 

1. 요약

2025년 5월 기준, 글로벌 풍력발전 시장은 온쇼어(Onshore)와 오프쇼어(Offshore) 분야 모두에서 가파른 성장세를 보이고 있다. 특히, 중국의 금풍과기는 시장 점유율 2위로 부상하며, 세계적으로 인정받는 풍력발전기 제조업체로 자리 잡고 있다. 그러나 국내에서 해상풍력 프로젝트 착공률이 20%에 불과하고, 재생에너지 발전 비중은 8.4%에 그치는 등 구조적 병목 현상이 심각하다는 점이 부각되고 있다. 특히, 해상풍력 사업들은 자금 조달 및 인허가 등에서 어려움을 겪고 있으며, 이에 따른 정책적 지원의 필요성이 강조되고 있다. 본 리포트는 글로벌 및 국내 풍력 발전 현황, 해상풍력의 과제, 주요 터빈 기술 특징, 공급망 이슈를 포괄적으로 분석하고 있으며, 2030년 목표 달성을 위한 정책적 제언과 투자 로드맵을 체계적으로 제시하고 있다.

온쇼어와 오프쇼어 풍력시장 모두에서의 주요 기업들의 성장은 시장의 미래를 밝게 하고 있으나, 국내 해상풍력의 현주소는 아쉬움을 남긴다. 해상풍력은 경제성 악화, 착공률 저조, 그리고 복잡한 인허가 절차 등으로 어려움을 겪고 있으며, 이는 실질적인 산업 생태계의 구축을 방해하고 있다. 특히 해상풍력 사업의 경우, 정부의 지원이 필요한 상황에 처해 있다. 향후 정부의 정책 변화와 함께, 풍력터빈 기술의 혁신과 공급망 개선이 따라야만 국가 차원의 탄소중립 목표를 이룰 수 있을 것이다.

따라서, 풍력발전 시장의 성장을 지속하기 위해서는 다양한 정책적 지원과 함께 기술 혁신과 투자가 함께 진행되어야 하며, 각국의 정책 방향을 주의 깊게 살펴볼 필요가 있다. 이는 궁극적으로 재생에너지를 통한 지속 가능하고 탄소중립적인 미래를 위한 기반이 될 것이다.

2. 글로벌 및 국내 풍력발전 사업 현황

2-1. 글로벌 시장 순위와 주요 기업

2025년 현재, 글로벌 풍력발전 시장은 빠르게 성장하고 있으며, 특히 중국의 금풍과기가 두드러진 성장을 보여주고 있습니다. 금풍과기는 최근 10년 동안 중국 풍력발전설비 시장 점유율 1위를 유지하며, 글로벌 시장에서도 2위를 차지하고 있습니다. 2021년 데이터에 따르면, 금풍과기의 풍력발전기 배급 및 제조는 세계적으로 인정받고 있으며, 별도의 스마트 플랫폼을 통해 발전소의 효율성을 향상시키고 있습니다. 즉, 풍력발전 산업의 대형화와 함께 길어진 수익성 향상 덕분에 금풍과기의 이익률은 2021년 중반에 20.3%로 회복되었습니다. 또한, 중국 내 다른 주요 기업들도 시장에서 경쟁하고 있으며, 이들은 육상과 해상에서는 물론, 혁신적인 고고도 풍력발전 기술 개발에도 투자하고 있습니다.

2-2. 국내 설치 현황 및 성장 추이

한국내 풍력발전 설치 현황을 살펴보면, 2025년 기준 해상풍력과 육상풍력 모두 지속적으로 성장하고 있으나, 해상풍력의 경우 설치 현황이 여전히 미비합니다. 2023년에는 국내 재생에너지 발전 비중이 8.4%에 불과했습니다. 정부는 2030년까지 재생에너지 비중을 18.8%로 확대할 계획을 수립하고 있으며, 이에 따라 풍력발전 목표를 18.3GW로 설정하였습니다. 특히 해상풍력 측면에서 정부의 '해상풍력특별법' 제정 및 해상풍력 산업 생태계 조성에 대한 지원이 강화되고 있습니다. 그러나 현재 가동 중인 해상풍력 발전 단지는 총 124.5MW에 머무르고 있어, 더 많은 투자가 필요하다는 지적이 있습니다.

2-3. 한국의 풍력발전 비중 확대 목표

정부는 2030년까지 국내 재생에너지 발전 비중을 확대하기 위해 다양한 정책을 시행할 계획입니다. 2025년 현재, 이러한 정책의 일환으로 풍력발전 비중이 향후 29.2%까지 상승할 것으로 기대하고 있습니다. 이는 '2030 온실가스감축목표(NDC)'와 밀접하게 연관되어 있으며, 전력 수요 증가에 따른 탄소중립 이행의 필수적인 요소로 자리 잡고 있습니다. 하지만 국내 기업들의 공급망 경쟁력이 낮아, 정책을 효과적으로 이행하기 위해서는 외국 기업과의 협력 및 기술력 향상이 필요합니다. 현재 한국의 풍력발전 기술은 독일이나 중국에 비해 상대적으로 뒤처져 있어 이를 극복하기 위한 국가적 차원의 지원이 절실합니다.

3. 국내 해상풍력 추진 현황과 과제

3-1. 해상풍력 사업자 선정 및 착공률

2022년 이후 정부는 해상풍력 보급 확대를 위해 총 10개의 대형 사업을 선정했지만, 현재까지 실제 착공에 들어간 사업은 전남1단지와 낙월 두 곳에 불과하여 착공률은 20%에 그치고 있다. 이로 인해 '속 빈 강정'이라는 우려가 커지고 있으며, 향후 대규모 신규 사업자 선정 계획이 세워지고 있으나, 구조적 병목이 여전히 해결되지 않은 상황이다.

3-2. 공사비 상승과 자금 조달 이슈

해상풍력 프로젝트의 경제성이 악화되고 있다. 특히 최근 공사비가 급증하면서 수익성이 낮아지고, 이로 인해 사업자 발굴 후에도 착공이 이뤄지지 않는 상황이 발생하고 있다. 예를 들어, 한 해상풍력 프로젝트에서 사업비가 초기 예상의 2조5000억원에서 3조1000억원으로 증가하였고, 이는 주로 자재비 상승과 공사기간延長에 기인한다. 자금 조달이 어려워지면서 많은 민간 기업들이 프로젝트에서 손을 떼고 있는 상황이다.

3-3. 구조적 병목 원인 분석

해상풍력 사업 추진이 원활하지 않은 원인은 복잡한 인허가 절차와 주민 반발, 송전망 연계 지연, 수익성 불확실성 등 여러 구조적 제약에 있다. 현재 대다수의 해상풍력 프로젝트가 인허가 초기 단계에서 어려움을 겪고 있으며, 지역 주민의 수용성 확보 또한 매우 까다로운 실정이다. 또한, 낮은 전력 판매 단가, 높은 기자재 원가 등의 요소가 복합적으로 작용하여 투자 대비 직접적인 수익 구조가 불확실해지고 있다.

3-4. 정부의 신규 사업자 선정 계획

현재 정부는 또 다른 대규모 해상풍력 발전사업자 선정을 위한 고정가격 계약 경쟁입찰을 준비하고 있으며, 최종 사업자는 오는 7월 발표될 예정이다. 하지만 이러한 새로운 사업자 선정은 기존의 구조적 병목 문제를 해결하지 못한 채 진행되는 것이어서, 해당 사업들이 실제로 진행될 수 있을지에 대한 의문이 제기되고 있다. 이러한 문제 해결을 위한 정책적 보완이 시급히 요구되고 있다.

4. 풍력터빈 종류 및 기술별 특징

4-1. 온쇼어(Onshore) 대형 터빈

온쇼어 대형 터빈은 육상에 설치된 높은 풍력발전기로, 풍력 에너지를 전기에너지로 변환하는 데 특화되어 있습니다. 이들 터빈은 대개 위치가 바람이 잘 부는 산이나 평지에 설치되며, 상대적으로 저렴한 설치 및 유지 관리 비용이 장점입니다. 최근의 기술 발전에 따라 터빈 블레이드가 소음 감소와 공기역학적 성능을 개선하고 있으며, 이는 발전 효율성을 더욱 증가시키고 있습니다. 다양한 설계와 크기가 존재하지만, 대형 터빈은 일반적으로 발전 용량이 더 높으며, 여러 개가 설치되어 대규모 전력 생산이 가능해집니다.

4-2. 오프쇼어(Offshore) 해상 터빈

오프쇼어 해상 터빈은 바다에 설치되어, 육상보다 강하고 일정한 바람을 이용하여 에너지를 생산합니다. 해상풍력은 입지 제약이 적고, 환경적 특성 덕분에 김량이 더 효율적으로 발생하는 등 장점이 많습니다. 그러나 초기 설치 비용이 육상풍력보다 높고, 운영 및 유지보수에서도 어려움이 존재하며, 해저 전력망 구축이 필수적으로 요구됩니다. 오프쇼어 풍력판의 발전 효율성은 전세계적으로 부각되고 있으며, 여러 나라에서 대규모 해상풍력 발전소 건설이 활발히 진행되고 있습니다.

4-3. 초고도(High-altitude) 풍력 터빈

초고도 풍력 터빈은 기존의 육상 및 해상 터빈보다 훨씬 높은 고도에서 바람을 포획하여 전력을 생산하는 기술입니다. 고고도에서 풍력의 세기는 강화되기 때문에, 이 기술은 발전 효율성을 크게 향상시킬 수 있는 잠재력을 지니고 있습니다. 최근에는 드론이나 비행기 등의 이동식 시스템을 통해 고도에서 바람을 수집하고 있으며, 기존 터빈에 비해 구조적 부담이 적고 환경 파괴도 최소화할 수 있는 장점을 갖추고 있습니다. 이 기술은 아직 초기 단계이지만, 변동성이 큰 풍력 에너지를 안정적으로 공급할 수 있는 가능성을 내포하고 있어 주목받고 있습니다.

4-4. 소형·분산형(분산형) 터빈

소형 및 분산형 풍력 터빈은 일반적으로 주택이나 소규모 기업에서 사용할 수 있도록 설계된 작고 경제적인 발전소입니다. 이들은 설치가 용이하며, 특정 지역사회에서 자율적으로 에너지를 생산하여 전력망과 독립적인 생산이 가능하게 합니다. 분산형 발전소는 원거리 송전 과정에서 발생하는 손실을 줄일 수 있으며, 특히 그룹 또는 커뮤니티에서 사용할 경우 효율성을 극대화할 수 있습니다. 이러한 소형 터빈은 특히 농촌 지역이나 전력망이 미비한 지역에서 실질적인 대안으로 인식되고 있습니다.

5. 공급망 경쟁력과 산업 지원 정책

5-1. 국내 공급망 체계 현황

2025년 현재, 국내 풍력발전의 공급망 체계는 여전히 미흡한 상황이다. 풍력발전의 확대와 함께 재생에너지의 비중이 증가하고 있지만, 필요한 부품과 장비의 대부분을 해외에 의존하는 구조가 문제점으로 지적되고 있다. 한국의 풍력발전 설비 용량이 상대적으로 적었던 만큼, 국내 기업들이 시장에서 차지하는 비율이 낮아지고 있다. 예를 들어, 해상풍력 산업에 참여하는 224개 국내 기업 중 61%는 개발 및 인허가 업체에 집중되어 있으며, 이는 공급망의 다른 중요한 요소에서 국산화를 이루지 못하고 있다는 것을 의미한다.

특히 풍력 터빈의 경우, 국내 기업들은 기술적 차이를 극복하기 위해 해외 기업과 협업을 진행하고 있다. 그러나 대형 풍력 터빈 시장의 경우, 중국 기업들이 시장을 지배하고 있어 국내 기업의 경쟁력 강화가 절실히 요구된다. 해상 풍력 시스템에서 필수적인 해저 케이블 공급망 또한 충분히 구축되지 않은 상태로, 전력 용 해저 케이블 생산은 외국 기업들이 주도하고 있다. 이는 향후 에너지 안보에 심각한 위협이 될 수 있다는 우려가 제기되고 있다.

5-2. 글로벌 공급망 경쟁 구도

글로벌 차원에서 풍력발전 사업에 대한 수요가 증가함에 따라, 각국의 공급망 경쟁이 더욱 치열해지고 있다. 해외 시장에서의 경쟁력 부족은 한국 풍력발전의 성장을 저해하는 요인 중 하나로 작용하고 있다. 최근 자료에 따르면, 중국은 풍력 발전 분야에서 세계 1위의 공급망을 구축하고 있으며, 미국과 유럽 국가들도 기술 혁신과 생산 능력 향상을 통해 국내 기업들보다 앞서 나가고 있다.

해외 기업들은 각국의 정책 지원 아래 신속하게 생산능력을 확장하며, 원가 절감과 효율성 향상을 통해 가격 경쟁력을 강화하고 있다. 이에 반해 한국은 자국의 공급망을 강화하기 위해 정책 전환이 필요하다는 목소리가 높아지고 있다. 특히, 해상풍력 분야에서의 기술적 차이를 극복하기 위한 연구개발 투자와 같은 장기적이고 지속적인 지원이 요구된다.

5-3. 산업생태계 조성 및 정책 과제

정부는 풍력발전 산업의 성장을 도모하기 위해 '산업생태계 조성'을 정책의 중심에 두고 있다. 이를 위해 제11차 전력수급기본계획(전기본)에서는 해상풍력 산업 생태계를 체계적으로 정비하고, 공급망 경쟁력을 강화하기 위한 여러 방안을 담고 있다. 2030년까지 재생에너지 발전 비중을 약 18.8%로 확대할 계획이며, 이를 위해 정부 주도 하에 해상풍력 보급을 신속하게 추진하고 있다.

특히, 해상풍력특별법의 시행을 통해 공공과 민간의 협력 체계를 강화하고, 다양한 분야의 기업들이 시장에 참여할 수 있도록 해야 한다. 이러한 노력은 국내 기업들이 독점적인 공급망에 의존하기보다는, 다수의 기업이 시장에 진입할 수 있는 환경을 조성하는 데 기여할 것으로 기대된다. 이는 결국 국가 경제에 긍정적인 영향을 미치고, 성공적인 재생 에너지 활성화로 이어질 것이다.

6. 향후 전망 및 정책 제언

6-1. 2030 재생에너지 발전 비중 목표

2025년 5월 기준, 세계는 탄소중립을 달성하기 위한 다양한 목표를 설정하고 있습니다. 이 중에서도 재생에너지 발전 비중의 증대는 필수적입니다. 국제 에너지 기구(IEA)의 보고서에 따르면, 2030년까지 전 세계 전력 생산에서 재생에너지가 차지하는 비중을 50% 이상으로 증가시키는 것이 목표로 설정되었습니다. 이러한 목표는 지구 온난화 방지 및 에너지 안보 강화를 위한 중요한 조치로 간주되고 있습니다.

한국 역시 이와 같은 트렌드에 맞춰 2030년까지 재생에너지 발전 비중을 20%로 높인다는 목표를 세우고 있습니다. 이를 실현하기 위해서는 풍력, 태양광 등 다양한 재생에너지 분야에서의 기술 혁신과 투자 증대가 필요합니다. 정부는 이러한 목표 달성을 위해 추가적인 정책 지원과 투자 유치를 목표로 하고 있습니다.

6-2. 기술 혁신과 상용화 로드맵

기술 혁신은 풍력 에너지의 미래를 개척하는 핵심 요소입니다. 특히, 풍력터빈의 효율성을 높이기 위한 다양한 기술 개발이 진행되고 있습니다. 예를 들어, 기존의 블레이드 디자인 혁신 외에도 블레이드 없는 터빈 기술이 부상하고 있습니다. 이런 혁신적인 기술은 소음이 적고 유지보수가 용이하여 환경적인 이점이 큽니다.

또한, 해상 풍력 분야에서는 부유식 풍력 터빈의 사용 확대가 주목받고 있습니다. 이들 터빈은 깊은 바다에서도 설치가 가능해, 더 강력한 바람을 활용할 수 있게 됩니다. 2030년까지 이러한 새로운 기술들이 상용화되기를 기대하며, 이를 위한 연구개발(R&D) 투자 및 산업 간 협력 필요성이 커지고 있습니다.

6-3. 투자 확대 및 제도적 지원 방향

풍력 에너지 발전을 가속화하기 위해서는 막대한 투자가 필수적입니다. 현재 세계 풍력 시장은 2024년 기준으로 연간 2조 달러 이상의 투자가 이루어질 것으로 전망되고 있습니다. 이에 한국 정부는 해외 민간 투자 유치를 위해 제도적 지원을 강화하고 있습니다.

특히, 금융 지원 메커니즘과 규제 완화를 통해 민간 부문의 활발한 참여를 유도해야 합니다. 정부가 제안한 '녹색 금융 규제 완화안'은 재생에너지 투자자들, 특히 스타트업에게 유리한 조건을 제공하여 신규 프로젝트를 촉진하는 데 기여할 것입니다. 이를 통해 최종적으로 탄소중립 목표 달성에 기여할 수 있을 것입니다.

결론

2025년 5월 현재, 본 리포트는 글로벌 및 국내 풍력발전의 주요 동향과 도전 과제를 심도 있게 분석하였다. 온쇼어 분야에서는 중국의 금풍과기와 같은 선도 기업들이 눈부신 성장을 이루며, 글로벌 재생에너지 확장에서 중요한 역할을 하고 있다. 반면, 한국의 해상풍력 시장은 착공률 저조, 자금 조달 문제와 구조적 병목 현상으로 어려움을 겪고 있으며, 이는 정책적 개선이 절실한 사안으로 부각되고 있다. 이러한 관점에서, 한국이 해상풍력 시장에서 경쟁력을 갖추기 위해서는 정책적 지원이 필수적이며, 다양한 풍력 터빈 기술(온쇼어, 오프쇼어, 초고도, 소형)의 강점을 살리고 주변 산업 생태계를 조성할 필요가 있다.

뿐만 아니라, 2030년 목표 달성을 위한 기술 혁신과 지속적인 투자 확대는 필수적이다. 이를 통해 한국은 탄소중립 목표 실현과 지속 가능한 에너지 전환을 가속화할 수 있음을 인식해야 하며, 세계적으로 변화하는 에너지 패러다임 속에서 주도적인 입지를 다질 수 있을 것이다. 따라서, 정부와 산업계의 협력이 이루어지고, 정책적 지원이 강화되어야 하며, 이는 궁극적으로 지역 사회와 경제 전반에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대된다.

이러한 방안들이 모두 통합적으로 진행될 때, 재생에너지의 지속 가능한 발전은 달성될 것이며, 한국의 글로벌 에너지 전환 리더십이 확인될 것이다.

용어집

온쇼어(Onshore): 육상에 설치된 풍력발전 시스템을 지칭하며, 바람이 잘 부는 지역에 설치되어 상대적으로 저렴한 설치 및 유지 관리 비용을 가진다. 2025년 현재, 온쇼어 풍력 시장은 빠른 성장세를 보이고 있으며, 대형 터빈을 통해 효율적인 전력 생산이 가능하다.

오프쇼어(Offshore): 바다에 설치된 풍력발전 시스템으로, 강하고 일정한 바람을 이용해 에너지를 생산한다. 초기 설치 비용이 높은 반면, 환경적 특성 덕분에 고효율적인 전력 생산이 가능하다. 많은 국가에서 대규모 해상풍력 발전소 구축이 진행 중이다.

풍력터빈: 풍력 에너지를 전기에너지로 변환하는 장치로, 다양한 종류와 기술적 특성을 가진다. 2025년 현재, 온쇼어와 오프쇼어 모두에서 주요한 에너지 생산 수단으로 자리 잡고 있으며, 특히 기술 혁신이 활발히 이루어지고 있다.

착공률: 프로젝트가 실제로 착공에 들어간 비율을 나타내며, 특정한 프로젝트에 대해 지연이 발생할 수 있는 중요한 지표이다. 2025년 기준, 국내 해상풍력 착공률은 20%로 구조적 병목 현상이 존재한다.

탄소중립: 인간 활동에 의해 발생하는 탄소 배출량과 이를 상쇄할 수 있는 탄소 흡수량이 같아져 순배출이 0이 되는 상태를 말한다. 2030년까지 한국은 탄소중립 목표를 달성하기 위해 재생에너지 비중을 늘리고자 한다.

재생에너지: 태양광, 풍력, 수력 등 자연에서 지속적으로 얻을 수 있는 에너지원으로, 평균적으로 배출하는 온실가스가 적다. 2025년에는 전 세계 전력 생산의 50% 이상을 재생에너지로 충당하는 것이 목표로 설정되어 있다.

정책적 지원: 정부가 특정 산업이나 기술 발전을 위해 실행하는 각종 지원 및 규제 완화 조치를 의미한다. 풍력발전의 활성화를 위한 다양한 정책적 지원이 현재 진행되고 있으며, 성공적인 탄소중립 목표 달성을 위해 필요하다.

SDG7: 유엔의 지속 가능한 개발 목표 중 하나로, 모든 사람이 저렴하고 신뢰할 수 있는 현대 에너지를 이용할 수 있는 접근 증진을 목표로 한다. 이를 통해 속도감 있는 재생에너지 전환을 이끌어내고 있다.

구조적 병목: 특정 산업 또는 프로젝트 진행 시 발생하는 일련의 문제로, 자금 조달, 인허가 절차의 복잡함, 지역 주민의 반발 등이 겹쳐져 개발에 어려움을 겪는 상황을 의미한다. 해상풍력 분야에서 특히 두드러진다.

중국 금풍과기: 중국의 주요 풍력발전 기업으로, 글로벌 시장에서 2위를 차지하고 있다. 최근 기술 혁신과 대규모 생산 능력으로 주목받고 있으며, 한국 시장에서도 경쟁의 주요 상대가 되고 있다.

부유식 풍력 터빈: 해상에서 깊은 바다에 설치 가능하며, 고강도의 바람을 활용할 수 있도록 설계된 풍력 터빈이다. 2025년까지 상용화가 기대되고 있으며, 증가하는 재생에너지 수요에 대응할 수 있는 주요 기술로 부각되고 있다.

출처 문서

풍력발전 설비 중국 1위, 글로벌 2위 '금풍과기'

https://www.newspim.com/news/view/20211026001282

①"10곳 선정해 2곳만 착공…해상풍력, 입찰만 반복" - 아시아경제

https://www.asiae.co.kr/article/2025042816060079671

"10곳 선정해 2곳만 착공"…방치된 해상풍력사업 - 아시아경제

https://www.asiae.co.kr/visual-news/article/2025051914492154408

②"사업자선정 後 공사비 30% 껑충↑…정부·금융사 자금조달 외면" - 아시아경제

https://www.asiae.co.kr/article/IT/2025051610374547976

고고도 바람, 전기의 미래가 되다 < 대신기의 생각 < 연재 < 기사본문 - 환경일보

https://www.hkbs.co.kr/news/articleView.html?idxno=795100

풍력 비중 늘어나지만…韓 공급망 경쟁력 ↓ | 아주경제

https://www.ajunews.com/view/20250429081109179

SDG 7 and Renewable EnergyInnovations: The Road Ahead forGreen Growth and SustainableTrade, and Energy Security -IPAG

https://www.ipag.org/policy/sdg-7-and-renewable-energyinnovations-the-road-ahead-forgreen-growth-and-sustainabletrade-and-energy-security/

Harnessing the Power of the Wind: A Sustainable Future with Wind Energy

https://energycentral.com/c/pip/harnessing-power-wind-sustainable-future-wind-energy-0