[현대해양]정부는 2030년까지 재생에너지 발전량 비중을 20% 확대하기 위해 재생에너지 3020계획을 2017년에 수립하였으며 2030년까지 총 63.8GW의 재생에너지 설비를 구축하는데 이 중 12GW에 해당하는 해상풍력발전 설치를 목표로 하고 있다.
해상풍력단지 배치는 통상적으로 일렬배치가 아닌 다각형 형태로 설계되는데, 12GW의 해상풍력 설치를 위해 필요한 면적은 약 2,400㎢ 이며 이 넓이는 우리나라 관할해역의 약 0.5% 수준으로 추산된다.
이러한 정부의 목표를 달성하기 위해 해상풍력단지는 점점 대형화 되어가고 있으며 해상풍력단지 건설에 따른 선박통항 제한 및 주민수용성 문제로 인해 해상풍력단지 입지는 연안에서 외해로 이동하여 선정하고 있다. 또한 해양환경에 대한 영향이 상대적으로 적게 발생할 수 있도록 해상풍력기 하부구조물을 모노파일이나 자켓 등으로 해저면에 고정시키는 방식보다는 앵커나 수중 부유체 등을 사용하는 부유식에 대한 관심이 높아지고 있다.
하지만 우리나라 서해, 남해, 동해 및 제주 해역은 각 해역마다 특성이 달라 동일한 조건으로 입지를 선정할 수 없어 정부는 해상풍력 입지정보도를 구축하여 해상풍력 고려구역 설정 등을 통해 해양환경 영향을 줄이면서 주민수용성을 높일 수 있는 해역에 대해 해상풍력을 추진할 계획을 수립 중이다.
하지만 이러한 정부의 노력에도 불구하고 여전히 해상풍력기 설치 시 발생하는 소음과 해상풍력단지 운영기간 중 지속적으로 발생하는 소음에 대해서는 부정적인 시각이 많으며 이로 인해 발생 가능한 생물영향을 우려하는 목소리가 많다.
해상풍력단지에 대한 부정적 시각을 해소하고 주민수용성을 높이기 위해 해상풍력단지 내부에 양식시설물을 설치하는 등 수산업 시설과 공존할 수 있는 방안에 대해 실증이 이루어진 바 있고 향후 해상풍력단지 건설로 인해 발생할 수 있는 해수의 흐름변화, 세굴, 수중소음 등의 해양환경영향 인자를 고려한 해상풍력단지와 수산업이 공존할 수 있는 방안에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
앞서 언급한 해양환경영향 인자 중 수중소음에 대한 현황을 확인하고 영향을 파악하기 위하여 환경영향평가 및 해역이용협의 시 배경수중소음 조사와 영향예측을 수행하고 있다. 현재 해상풍력단지 건설 전의 배경수중소음은 공간적으로 수중소음을 조사하는 방식으로 수행되고 있고, 공사 시와 운영 시 발생하는 수중소음에 대한 영향예측은 주어진 계수에 따라 거리별로 소음이 감소하는 형태의 계산식인 거리감쇄공식을 주로 이용하고 있다.
배경수중소음은 해상풍력단지 주변 해역에 대하여 조사정점을 선정하고 각 정점에서 약 5분 동안 수중소음을 조사 후 선박 및 기타 소음을 제거한 결과를 배경수중소음으로 제시하고 있다. 이 조사 방식은 공간적으로 넓은 해역의 배경수중소음 자료를 획득할 수 있는 장점이 있으나, 단시간의 관측자료가 해상풍력단지의 배경수중소음을 대표할 수 없어 최근에는 장기간 배경수중소음을 조사하는 시도가 이루어지고 있다.
영향예측에 주로 이용하는 거리감쇄공식은 발생한 소음원이 감쇄계수에 따라 거리별로 음압이 동일하게 감쇄하게 계산되는데, 수중소음 전파에 큰 영향을 주는 수중음속도, 저질 특성 및 지형 등의 해양환경에 대한 영향을 반영할 수 없어 소음원과 감쇄계수가 동일할 경우 해상풍력단지가 건설되는 해역 특성과 무관하게 동일한 결과가 도출된다는 단점이 있다. 근래에는 이러한 단점을 보완할 수 있는 수중소음 예측 모델을 사용하는 사례가 증가하고 있다.
해상풍력단지에서 주로 발생되는 수중소음은 구조물 설치 시 발생하는 소음과 건설 완료 후 운영 중 지속적으로 발생하는 운영소음으로 나눌 수 있다.
해상풍력기 하부구조물 설치 시 수심, 지반조사 결과 및 풍력발전기의 하부구조물 유형에 따라 다양한 항타장비가 사용되고 있다. 항타장비는 크게 충격형과 진동형으로 분류되는데 충격형 항타장비가 특히 높은 수중소음을 발생시킨다. 충격형 항타 시 발생하는 소음원은 230dB/μPa 정도로 알려져 있으나 이는 국외에서 조사된 자료로 우리나라 해역의 특성이 반영된 소음원 자료가 필요한 상황이다.
운영 중 발생하는 수중소음의 소음원도 국외에서 관측된 해상풍력기 발전용량에 따른 소음원을 참고하고 있으며 국내에 설치된 발전용량의 소음원은 국외 자료에서 추산하여 예측에 적용하고 있는 실정으로 국내 해상풍력단지에서 실제 관측된 운영 시 소음원의 관측이 필요하며 이를 예측에 활용할 필요가 있다.
또한 수중소음으로 인한 영향범위는 해양생물의 피해영향정도를 기준으로 판단하는데, 배경소음과 공사 및 운영으로 인해 발생하는 소음의 차이인 20dB/μPa를 대부분 사용하고 있다. 하지만 앞서 언급한 바와 같이 공사로 인한 소음의 영향을 산출하기 위해 적용하는 배경소음은 거의 대부분 짧은 시간동안 관측을 하고 있다. 그러나 배경수중소음은 조수나 바람의 변화 등 해양물리 현상의 변화에 영향을 받고 있으므로 장기간의 관측을 통해 배경수중소음을 산출하는 것이 필요하다.
보다 정확한 수중소음을 예측하기 위해 위에 언급한 해상풍력기 설치시 발생되는 수중소음과 운영 중에 발생되는 수중소음 및 배경수중소음에 대해 다양한 해역에서 해상풍력단지의 특성이 반영된 관측이 지속적으로 수행되어야 하며 이에 대한 자료를 축적할 필요가 있다.
최근 해상풍력단지가 서로 인접하는 경우가 빈번하게 발생하고 있어 환경영향평가 시 단일 해상풍력단지에 대한 평가 이외에 인접한 단지를 포함한 누적평가를 추가로 시행하고 있다. 누적평가는 해역의 특성을 반영할 수 없는 거리감쇄식으로는 정확한 예측이 불가능하여 다양한 조건을 반영 할 수 있는 수중소음예측 모델을 활용하고 있다.
현재 재생에너지인 해상풍력에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있으며 이를 만족하기 위하여 해상풍력단지 개발에 필요한 면적과 해상풍력 발전용량은 점차 늘어날 전망이다. 이에 해양수산부에서는 해상풍력단지 건설 및 운영으로 인한 해양환경변화를 진단, 예측하기 위한 가이드라인을 수립하고 실증하는 연구가 진행 중이며, 여기에는 수중소음에 대한 조사와 예측도 포함되어 있다. 해상풍력단지 건설 및 운영 중 정확한 수중소음 예측은 정부의 재생에너지 정책의 실현과 주민수용성을 향상시키는데 매우 큰 역할을 할 것으로 보인다.
