- 지속적인 발전량 증가와 함께 잠재력 키워나가는 미국 풍력발전시장 -

- 최신 시장 동향·수요 파악을 통해 부품시장 등 수출 기회 발굴 필요 -

 

 

 

□ 미국 풍력발전 현황

 

  ◦ 풍력발전 개요

    - 풍력발전(Wind Power)이란, 풍력 터빈을 이용해 바람의 운동에너지를 회전 날개에 의한 기계에너지로 변환하여 전기를 얻는 발전 방식을 의미함.

    - 풍력발전은 크게 풍력 터빈을 육지에 설치하는 ‘육상 풍력발전’과, 풍력 터빈을 연안(Offshore), 호수, 피오르드 지형 등과 같은 수역에 설치하는 ‘해상 풍력발전’으로 구분할 수 있음.

    - 육상 풍력발전의 발달로 풍력 터빈이 대형화되자, 육상에서의 설치 장소의 한계가 드러나게 됨. 또한 풍력 터빈은 소음 문제, 설치 및 운반 문제 및 시각적인 문제 등이 동반되기 때문에 상대적으로 이러한 님비(NIMBY) 현상의 영향이 적은 해상 풍력발전이 고안됨.

 

  ◦ 육상 풍력발전 현황

    - 미국 풍력에너지협회(AWEA; American Wind Energy Association)가 발간한 2018년 4분기 미국 풍력산업 보고서에 따르면, 미국 전체 풍력(육상 풍력) 발전량은 2018년 4분기 기준 9만6488MW를 기록함.

    - 전체 50개 주(State) 중 41개의 주 및 미국령 괌과 푸에르토리코에서 총 5만6800여 개의 터빈이 작동 중

    - 2018년 한 해 동안 신규 설치된 풍력발전량은 총 7588MW이며, 이는 2017년 대비 8% 증가한 수준

    - 특히 2018년 4분기는 5944MW의 발전량이 신규 설치돼, 미국 풍력발전 기록상 3번째로 많은 신규 발전량이 설치된 분기로 기록됨.

 

미국 연간 및 누적 풍력발전량 성장 추이

(단위: MW)

자료원: 미국 풍력에너지협회(AWEA)

 

    - 풍력발전은 2017년 기준 미국 전체 전력발전량에서 6.3%의 비중을 차지하고 있으며, 육상 풍력발전을 주도하고 있는 주요 주(State)들로는 텍사스, 오클라호마, 아이오와, 캘리포니아, 캔자스주 등을 꼽을 수 있음.

 

2018년 기준 미국 주별 누적 풍력발전량(육상)

(단위: MW)

자료원: 미국 풍력에너지협회(AWEA)

 

    - 2018년 상위 10개의 풍력발전량을 기록한 주(State)로는, 텍사스(2359MW), 아이오와(1120MW), 콜로라도(600MW), 오클라호마(576MW), 네브래스카(558MW), 캔자스(543MW), 일리노이(529MW), 캘리포니아(330MW), 인디애나(200MW), 뉴욕(158MW)이 꼽힘.

    - 2018년 신규 설치된 풍력발전량 중 상위 5개 규모의 발전사로는 NextEra Energy Resources(2018년 추가 발전량 1406MW), Berkshire Hathaway Energy(1329MW), Enel Green Power North America(802MW), Xcel Energy(600MW), EDP Renewables North America(317MW)가 있음.

 

  ◦ 해상 풍력발전 현황

    - 해상 풍력발전은 지형과 기후 조건이 뒷받침되어야 한다는 점과 기술적 어려움·높은 설치비용으로 인해 아직 육상 풍력발전보다 매우 적은 비중에 머무르고 있지만, 풍속이 빠른 해풍(Sea breeze)을 이용하기 때문에 육상 풍력보다 더 큰 발전량을 생산할 수 있다는 장점으로 주목받고 있음.

    - 미국 에너지부(Department of Energy)의 2017년 미국 해상 풍력 기술시장 업데이트 보고서(2018년 9월 발간)에 따르면 2018년 6월까지 미국 전역에 설치된 해상 풍력시설의 누적 발전량은 아직 30MW 규모임.

    - 그러나 승인 진행 중이거나 완료된 프로젝트, 부지 통제(Site control) 중이거나 건설 중인 프로젝트 등의 모든 예상 발전량까지 포함한다면, 미국 해상 풍력의 총 잠재 발전량은 2만5464MW로 분석됨.

    - 해상 풍력의 발전 지역은 육상 풍력발전보다 한정적으로, 주로 동부 해안 지역에 집중됨. 해상 풍력발전을 주도하는 지역으로는 매사추세츠, 뉴욕, 뉴저지, 메릴랜드, 코네티컷, 로드아일랜드, 버지니아 등을 들 수 있음.

 

  ◦ 청정 발전의 대표주자 캘리포니아주의 풍력발전 현황

    - 미국 풍력에너지협회(AWEA)에 의하면 청정에너지 발전을 선도하고 있는 주인 캘리포니아의 누적 육상 풍력발전량은 2018년 말 기준 5885MW로, 풍력발전을 하고 있는 미국 주(State)들 중 누적 발전량이 4번째로 많은 주임.

    - 캘리포니아의 전체 재생가능에너지 발전 규모 중 이 풍력에너지 발전은 19%를 차지함.

    - 캘리포니아주 Tehachapi 지역에 위치한 Alta Wind Energy Center는 미국 최대 규모의 육상 풍력발전 시설로, 이 시설에서 생산할 수 있는 발전량은 2926MW 규모이며 약 600개의 풍력 터빈이 가동됨.

    - 해상 풍력발전의 경우, 캘리포니아에는 아직 설치되지 않았음. 해상·해양 풍력발전단지의 설립 계획이 추진 중이지만, 지난 5월 미 해군이 군사 용도로의 중요성을 강조하며 주요 지역에 반대 입장을 표명하며 제동을 걸었으며 아직 관련 결정은 발표된 바 없음.

 

□ 미국 풍력발전시장 동향은?

 

  ◦ 시장 규모

    - 글로벌 시장 조사 전문기관 IBIS World의 미국 풍력발전시장 보고서(Wind Power in the US, 2018년 9월 발간)에 따르면, 풍력발전시장이란 풍력발전시설(Wind farms)을 소유하고 운영함으로써 전력을 생산·판매해 매출을 일으키는 시장으로 정의할 수 있음.

    - 미국 풍력발전시장은 2018년 116억1180만 달러 규모를 기록함. 이는 전년의 105억8500만 달러에서 9.7% 성장한 규모임.

    - 이 시장은 2013년부터 2018년까지 지난 5년간 연평균 10.5% 성장을 기록했으며, 2023년까지 향후 5년간 연평균 성장률은 11.4%로 소폭 상승한 성장세를 보여 2023년에는 약 199억 달러 규모에 이를 것으로 예측됨.

 

  ◦ 시장 구성

    - 미국 풍력발전시장의 구성을 살펴보면, 69.6%를 차지하는 전력공급시설용 발전(Utility scale wind)과 30.3%를 차지하는 분산 발전(Distributed generation)으로 나뉨.

    - IBIS World의 정의에 따르면, 전력공급시설용 발전이란 1MW 이상의 전력을 발전시킬 수 있는 풍력발전시설을 의미함. 1MW의 전력은 보통 200개의 가정에 전기를 공급할 수 있는 전력량이며, 이 분야의 구성원들은 대부분 대규모의 독립 전력생산 시설과 전기 발전소임.

    - 전력공급시설용 발전 분야의 구성원들이 곧 각 가정에 전기를 공급하는 주체이기 때문에, 이 분야에서 생산된 전기는 별도로 유통되지 않음. 또한 재생가능에너지 발전 의무 할당제(RPS)에 따라 특정 기간 안에 준수해야 하는 재생가능에너지 발전량이 있기 때문에, 이러한 전력공급사들의 최근 5년간 풍력발전시장으로의 진입이 매우 활발한 상태임.

    - 한편, 분산 발전은 1MW 이하의 전력을 생산하는 개별적인 소규모 풍력발전시설을 의미함. 이 분야에서는 토지 소유자나 소규모 풍력 발전사가 직접 전기를 사용할 목적, 혹은 소량의 발전된 전기를 송전망에 판매할 목적으로 전기를 생산하고 있음.

 

  ◦ 시장 선두 기업

    - IBIS World의 보고서에 의하면 2018년 미국 풍력발전시장을 이끄는 기업은 NextEra Energy Inc.로, 전체 풍력발전시장의 약 22%를 점유하고 있음. NextEra Energy Inc.는 플로리다주에 본사를 두고 있는 청정에너지 발전 분야의 선두주자이며, 풍력발전의 경우 NextEra Energy의 자회사인 NextEra Energy Resources LLC(NEER)에서 담당하고 있음.

    - NEER은 미국 남서부, 중부 및 북동부 지역을 포함한 19개 주에서 대규모의 풍력발전시설을 운영하고 있으며, 2016년을 기준으로 캐나다를 포함한 북미 지역에서 총 1만5233MW 규모의 전력을 풍력을 통해 생산 중임.

 

□ 미국 풍력발전시장 성장 요인

 

  ◦ 재생가능에너지 발전 의무 할당제(RPS)

    - 재생가능에너지 발전 의무 할당제(RPS; Renewables Portfolio Standards)란 전체 에너지 생산량 중 일정 비율 이상을 재생 가능한 에너지로 발전·충당할 것을 의무화하는 제도로, 각 주 정부별로 관련 법안을 수립해 매우 다양한 목표를 가지고 독자적으로 추진하고 있음.

    - RPS는 법적 구속력이 있는 반면, 같은 성격의 재생가능에너지 발전 계획으로써 법적 구속력이 없는 Renewables Portfolio Goals 또한 존재함.

    - 미국 전체 50개 주와 워싱턴 D.C. 및 5개의 자치령 중, 29개의 주*와 워싱턴 D.C. 및 3개의 자치령**에서는 법적 구속력이 있는 RPS를 도입하여 목표 달성을 위해 노력 중이며 그 외의 8개 주와 1개의 자치령은 법적 구속력은 없는 Renewables Portfolio Goals를 수립함. 반면 13개의 주와 1개의 자치령에서는 아직 관련 법안이나 계획이 수립된 바 없음.

    * 29개 주: 워싱턴, 오리건, 캘리포니아, 네바다, 애리조나, 몬태나, 콜로라도, 뉴멕시코, 텍사스, 미네소타, 아이오와, 미주리, 위스콘신, 일리노이, 미시간, 오하이오, 노스캐롤라이나, 펜실베이니아, 뉴욕, 버몬트, 뉴햄프셔, 메인, 뉴저지, 코네티컷, 매사추세츠, 로드아일랜드, 메릴랜드, 델라웨어, 하와이

    ** 3개 자치령: 북 마리아나제도(NMI), 푸에르토리코(PR), 미국령 버진 아일랜드(USVI)

    - 대부분의 주들이 10~45%의 목표 비율을 수립했으며, 7개의 주(캘리포니아, 하와이, 매사추세츠, 뉴저지, 뉴욕, 오리건, 버몬트) 및 워싱턴 D.C.의 경우에는 50% 이상의 공격적인 목표 비율을 수립해 재생가능에너지로의 전환을 적극적으로 독려하고 있음.

 

2018년 10월 기준 미국 행정구역별 RPS 목표 요약

자료원: DSIRE USA

 

  ◦ 재생가능에너지 발전 연방 세금공제 혜택(PTC)

    - 미국 풍력 시장의 발전사들은 PTC(Production Tax Credit)라 불리는 연방 세금공제 혜택을 받음.

    - PTC란, 재생가능에너지로 생산한 전력(Renewable power)에 대해 세금 혜택을 부여함으로써 재생가능에너지의 성장을 촉진하려는 정부 인센티브 프로그램임.

    - IBIS World의 보고서에 의하면, PTC에 의해 재생가능에너지 발전사들은 에너지 생산량 단위인 KWh당 1.9~0.7센트의 세금을 공제받기 때문에(공제되는 세금은 2019년까지 단계적으로 감소), 이 PTC는 풍력발전시장의 성장 요인으로 작용하였음.

    - 미국 에너지부의 PTC 상세 내용은 아래 링크에서 확인 가능:

      https://www.energy.gov/savings/renewable-electricity-production-tax-credit-ptc

 

  ◦ 그 외의 요인

    - RPS나 PTC와 같은 연방·주 단위의 제도 이외에도, 풍력 터빈 설치비용의 감소와 온실가스 배출 감축 정책 등으로 풍력 생산 시장에는 당분간 순풍이 지속될 전망임.

    - 또한 전력 소비량의 지속적인 증가는 전력 수요의 증가로 이어지고, 전력 수요의 증가와 전기요금 인상은 풍력과 같은 재생가능에너지에 대한 필요성을 증대시킬 것으로 IBIS World는 분석함.

 

□ 시사점

 

  ◦ 잠재력 많은 미국 풍력발전시장, 지속적 성장 예상

    - 주(State)마다 차이는 있으나, 미국에서는 아직 석탄이나 천연가스와 같은 화석연료의 발전량이 눈에 띄게 높은 비중을 차지하고 있음. 그러나 탄소 발생이 적거나 없으며 재생 가능한 에너지원에 대한 관심은 나날이 증가하고 있으며, 이에 따라 청정에너지 공급원 중 하나로 풍력이 매우 주목받고 있음.

    - 풍력의 경우, 2017년 기준 미국 전체 전기 발전량 중 재생가능에너지원으로는 수력(7.7%) 다음으로 가장 큰 발전 비중(6.3%)을 차지하는 에너지원임. 풍력 터빈 1개당 발전량은 많지 않지만, 국토가 넓다는 이점으로 미국은 대규모의 풍력발전시설(Wind farms)을 건설하기 용이한 조건을 갖춤.

    - 이와 더불어 RPS와 같이 준수하지 않았을 경우 법적 규제를 받는 강력한 주 정부 법안 또한 청정에너지, 특히 풍력 발전의 성장을 가속시키고 있는 것으로 분석됨.

    - 해당 업계 관계자 K 매니저는 KOTRA 로스앤젤레스무역관과의 인터뷰에서 “전기 발전사별로 재생에너지 의무 발전 목표가 별도로 정해진 한국과는 달리, 대부분의 투자자 소유·주 정부 및 자치 기관 소유의 발전사와 소매 공급사들에 일괄적인 목표가 적용되는 미국의 경우 발전사들이 더 공격적으로 청정에너지 발전을 추진할 것”이라 밝힘.

    - K 매니저는 또한 청정에너지 중 탄소 제로 에너지원으로 꼽혀 온 원자력 발전의 경우 미국 시장에서 점차 사양길로 접어들고 있기에, 이를 대체할 청정에너지원으로 비교적 대량의 에너지를 생산할 수 있는 풍력발전시장이 유망할 것이라고 언급함.

    - 참고로, 원전 1개의 평균 발전 가능 용량 1000MW와 2018년 한 해 동안 신규 설치된 미국의 육상 풍력 발전 가능 용량 약 7600MW를 단순 비교 시, 2018년 추가된 육상 풍력 설비들이 원전 약 7개를 대체할 수 있는 수준인 것으로 분석됨. 다만 풍력·태양광과 같은 자연 에너지원은 환경 요건에 따라 발전량이 일정하지 않아, 최대 발전 가능 용량에 도달하지 못하는 경우가 많다고 알려졌으며 이는 자연 에너지원이 극복해나가야 할 한계점 중 하나로 꼽힘.

 

  ◦ 풍력 발전에 필요한 부자재로 시장 진출 기회 발굴하자

    - 풍력 발전의 핵심인 풍력 터빈은 보통 날개(Blade), 허브(Hub), 나셀(Nacelle), 타워(Tower) 등의 요소로 구성되어 있으며, 이 중 나셀이란 기어박스와 교류 전류기를 포함한 풍력 터빈의 주된 기계요소를 보호하는 금속 구조물로 타워의 가장 윗부분, 날개의 뒤쪽에 위치한 구성요소임.

    - 볼 베어링(Ball bearing)은 이 나셀 안에 들어가는 핵심 부품으로, 축이 회전하는 동안 마찰을 줄이는 역할을 하는 중요한 부자재임.

    - 또한 날개와 기계장치를 지탱하는 몸통인 타워는 그 길이가 상당해 여러 섹션으로 나눠 제작되는데, 이 섹션들을 조립할 때 이음쇠의 역할을 하는 핵심 부품이 타워 플랜지(Tower flange)임.

    - Global Trade Atlas에 따르면 2017년 기준 미국의 볼 베어링(HS Code 8482.10) 수입국들 중 한국은 6위를 차지했으며, 수입액 규모는 약 4422만 달러를 기록함. 2016년에 비해 2017년의 수입액이 다소 감소했지만, 최근 3년간 미국 볼 베어링 수입 시장에서 점유율 4~5%를 꾸준히 유지하고 있음.

    - 또한 한국산 타워 플랜지(HS Code 7307.21)의 수입액은 2017년 기준 약 288만 달러 규모를 기록하며, 전년 대비 80.45%의 높은 수입성장률을 보임.

    - 이처럼 풍력 터빈의 핵심 부품인 볼 베어링과 플랜지 등의 한국산 수입은 계속 긍정적인 규모를 유지하고 있으며 미국 풍력발전시장의 성장세에 따라 수요가 증가할 가능성이 있음. 따라서 한국의 관련 기업들은 최신 미국 시장 수요에 맞는 제품 개발과 수출에 주목하며 시장 진출 기회를 발굴할 필요가 있겠음.

 

  ◦ 관련 전시회 참여

    - 미국 풍력산업 관련 주요 전시회 참여를 통해, 최신 시장 동향을 파악하고 시장 진출에 필요한 각종 정보 및 네트워크를 구축할 좋은 기회를 얻을 수 있을 것으로 예상됨.

 

 

 

자료원: 미국 풍력에너지협회(AWEA), 미국 에너지부(Department of Energy), National Renewable Energy Lab, California Energy Commission(CEC), DSIRE, IBIS World, Wikipedia, National Conference of State Legislatures(NCSL), Global Trade Atlas, 그 외 KOTRA 로스앤젤레스무역관 자료 종합