스웨덴의 풍력 에너지, 목조 발전탑
재생에너지 찬성론자들은 풍력과 태양열 발전이 청정에너지를 발생시키는 반면, 풍력탑 터빈과 태양열 패널에 사용되는 기술의 이면에 있는 공급망은 환경 친화적이고 지속가능한 것과는 거리가 멀다는 비난을 받고 있다. 날개가 설치된 대부분의 풍력탑은 강철로 만들어졌는데, 이는 세계에서 가장 탄소 집약적인 산업 중 하나이며 아직 배출량을 줄이기 위한 실행 가능한 대규모 솔루션을 찾지 못한 산업이다. 탑이 높을수록 잠재적으로 더 많은 바람을 잡을 수 있지만, 또한 발전 현장에 대한 강철 타워의 생산과 운송 비용 때문에 더 많은 비용이 들 것이다.
스웨덴의 엔지니어링 및 산업 디자인 회사인 Modvion에 따르면, 풍력발전소를 위한 새로운 개념의 설계와 재료는 탄소중립적이고 보다 비용 효율적인 풍력발전-재생에너지로 설계된 목재제품으로 만들어진 목조 주탑 구조의 핵심을 차지할 수 있을 것이라고 한다.
이 회사는 강철처럼 튼튼하고, 탑의 높이에 따라 비용이 증가하는 매우 높은 강철로 만들어진 탑을 운반해야 하는 과제를 해결하는 모듈형 적층 목재 개념을 개발하여 특허를 얻었다.
스웨덴 에너지청이 자금을 조달하고 있는 모디온은 최근 스웨덴 고텐부르크 외곽에 연구용 목조 풍력발전탑을 처음으로 설치했다. 동사는 2022년에 최초의 상업용 목조탑을 건설할 것으로 기대하고 있다. 최초의 목조 풍력발전탑은 높이가 불과 30m(98피트)에 불과하지만 모드비온은 110m(361피트)가 넘는 풍력발전탑을 건설하기 위해 스웨덴 2개 업체와 예비 계약을 체결했다.
"이것은 차세대 풍력 터빈의 길을 닦는 중대한 돌파구다. 라미네이트된 목재는 같은 무게의 강철보다 더 강하며, 모듈을 쌓으면 풍력 터빈이 더 클 수 있다. 모디온의 오토 룬드먼 사장은 성명을 통해 "나무로 건물을 지음으로써 제조 과정에서 이산화탄소 배출량을 줄이고 대신 이산화탄소를 설계에 저장한다"고 밝혔다.
목조 구조물로 만들어진 더 크고 모듈식 풍력발전탑은 철강으로 만들어진 높은 비용의 문제, 그리고 미국과 유럽의 공공도로에서 그러한 빌딩들을 운송해야 하는 어려움으로 문제를 해결할 수 있다. 100m(328ft) 이상의 풍력발전소에는 다음 이상의 베이스 직경이 필요하다.
모드비온은 미국과 EU 대부분 지역의 운송 폭 제한인 4.3m(14.1ft)를 말한다.
동사와 협력사에 따르면, 적층 목조 풍력탑은 재생 에너지 산업에서 가장 큰 두 가지 과제인 공급망의 비용과 탄소 발자국을 해결할 수 있다고 한다.
모드비온 최초의 목조탑의 고객인 샬머스의 스웨덴 풍력기술센터 올라 칼슨 소장은 "목조 안에 풍력탑을 설치하면 기후위기에 직면할 수 있는 기후경보형 재생전기가 훨씬 더 많아진다"고 말했다.
그런데 스웨덴은 재생 에너지원에서 나오는 에너지 사용 측면에서 EU의 선두주자다. 현재 스웨덴은 재생 가능한 전력에서 54% 이상의 전력을 생산하고 있으며 2040년까지 100% 재생 가능한 전력 발전을 목표로 하고 있다.
목조 풍력탑 시범사업이 성공하면 현장에서 조립할 수 있는 지속 가능한 모듈러 타워는 현재 풍력 산업의 지배적인 관형강탑인 비용, 탄소 발자국, 높이 등 3가지 주요 과제를 해결할 수 있다.
국립재생에너지연구소(NREL)의 2019년 보고서에 따르면 미국 전역의 지상고에서 풍력자원 품질이 크게 향상된다.
보고서는 "높은 타워를 실현하는 비용을 줄이는 것은 지상보다 높은 수준의 높은 풍속의 가치를 포착하고 전국 모든 지역에서 풍력의 생존 가능성을 높이는데 매우 중요하다"고 밝혔다.
현재 관형강탑에 대한 선호에도 불구하고 제조업체들은 대체 기술을 계속 연구하고 있다고 미국 에너지부의 국립 연구소인 NREL은 말했다.
보고서에 따르면 "대체타워 개념의 추구는 다양한 근거로 정당화되며 철강가격 변동성에 대한 위험회피 의욕이나 비용절감 가능성 인식에서 비롯될 수 있다"고 한다.
재생 가능한 적층 목재 타워는 비용 절감, 탄소 배출량 감소, 타워 높이 및 발전 효율 증대에 도움이 될 수 있다고 스웨덴 회사는 말한다. 우리는 특히 최대 풍력 터빈 제조업체인 베스타스와 지멘스 게임사와 같은 풍력 공급망에 있는 회사들을 포함한 모든 에너지 회사들로부터 탄소 중립성에 대한 지속적인 공약을 고려할 때, 업계가 그것을 주류로 만들기 위해 시범 사업을 채택하는지를 지켜봐야 할 것이다.
