초록 ▼

석유, 석탄 및 천연가스 등 화석연료의 지속적인 이용은 대기 중 온실가스의 농도를 증가시켜왔다. 화석연료의 연소에서 배출되는 막대한 양의 이산화탄소는 지구의 온난화에 기여하였다. 따라서 기존의 에너지원을 대체할 수 있는 신재생 에너지에 관한 사회적인 관심이 증대되었으며, 현재 선진국을 중심으로 국내외적으로 에너지 정책의 전환이 요구되고 있다. 이를 위하여 전 세계적으로 신재생 에너지를 포함하는 청정에너지원 개발이 적극 추진되고 있다. 특히 2011년 3월 발생한 일본 후쿠시마 원전의 사고를 계기로 원자력발전의 안정성에 대한 논란이

석유, 석탄 및 천연가스 등 화석연료의 지속적인 이용은 대기 중 온실가스의 농도를 증가시켜왔다. 화석연료의 연소에서 배출되는 막대한 양의 이산화탄소는 지구의 온난화에 기여하였다. 따라서 기존의 에너지원을 대체할 수 있는 신재생 에너지에 관한 사회적인 관심이 증대되었으며, 현재 선진국을 중심으로 국내외적으로 에너지 정책의 전환이 요구되고 있다. 이를 위하여 전 세계적으로 신재생 에너지를 포함하는 청정에너지원 개발이 적극 추진되고 있다. 특히 2011년 3월 발생한 일본 후쿠시마 원전의 사고를 계기로 원자력발전의 안정성에 대한 논란이 야기되면서 신재생 에너지의 개발 수요가 향후 큰 폭으로 확대될 전망이다. 다양한 신재생 에너지 가운데서도 고갈될 염려가 없고 인류의 에너지 수요를 충족시킬 수 있는 풍력 에너지는 매우 이상적인 에너지원으로 간주된다. 현재까지 풍력 에너지 사업은 육상풍력 위주로 개발되어 왔으나, 육상풍력은 양호한 입지의 고갈과 민원의 증가에 따라 추가적인 입지확보에 어려움을 겪고 있다.

따라서 이러한 문제점을 해소할 수 있는 해상풍력의 이용으로 관심이 이동하고 있으며, 풍력산업 선진국들은 해상풍력발전 단지 개발에 총력을 기울이고 있다. 일반적으로 육상 풍력발전의 설치 시에는 풍력기의 대형화에 따른 공간적 제약과 운송문제, 소음, 진동 및 자연 훼손 등에 따른 민원문제, 시각적인 위압감 등이 문제가 된다. 반면 해상은 육상에 비해 방대한 설치 공간과 주기적인 강한 바람이 존재하며, 소음과 진동에 따른 민원문제를 극소화할 수 있고 시각적인 위압감마저 줄어든다는 점에서 풍력발전 단지를 조성하기 용이하다. 또한 유사 조건의 육상풍력발전에 비해 1.5배 정도 많은 전력을 생산한다는 이점이 있다. 그렇지만 설치와 유지·보수에 많은 비용이 소요되어 육상풍력 발전 단지보다 경제성이 뒤떨어진다는 문제가 있다. 그럼에도 불구하고 해상풍력기기의 설치기술과 유지·보수 기술이 점차 발전함에 따라 향후 풍력발전 분야의 주축이 될 전망이다.

그러나 해상풍력발전 단지를 개발함에 있어 전력수급과 경제성 논리에만 초점이 맞춰짐으로써 또 다른 환경적 문제들이 발생하고 있으며, 이에 따른 지역사회의 갈등이 유발되고 있는 실정이다. 육상의 공간적 제약에서 비교적 자유롭고, 풍력 에너지의 방대한 부존량이 인식되면서 국내에서는 서남해안 해역을 중심으로 도입이 적극적으로 추진되고 있다. 그렇지만 현재 해상풍력발전에 관련된 환경영향에 대한 연구는 상대적으로 미흡한 실정이다. 특히 최근에 국내 해역의 풍황과 해황 조건 등을 중심으로 해상풍력에 대한 입지와 개발량에 대한 연구가 이루어져왔으나, 해양환경 및 해양생태계에 미치는 영향에 대한 연구는 매우 부족하다. 유럽의 해상풍력발전 선진국에서는 개발사업에 뒤따르는 환경 모니터링이 활발히 진행되고 있는 데 비해, 국내에서는 해상풍력을 설치하고 운영할 때에 발생할 수 있는 환경적 영향에 관한 모니터링 자료가 전무하다. 다만, 제주도 앞바다에 연구용으로 3∼4기가 설치·운영되고 있으나, 이 또한 현재까지 건설과 운영 시의 분야별 관측자료가 알려진 바가 없다.

따라서 해상풍력 개발계획 수립 시에는 사전에 대상 입지의 장단점을 고려하여 최적의 대안을 모색하고, 구체적인 해양환경영향에 대한 중점평가사항을 과학적으로 분석하고 실효적 대책을 마련해야 할 것이다. 그러므로 본 연구는 먼저 해상풍력발전 사업 추진시 관련 법령과 기준의 현황, 문제점과 개선방안 등을 파악하였다. 이를 바탕으로 입지선정에 필요한 사항을 이해하고, 풍력 단지의 공사 시와 운영 시에 발생할 수 있는 환경영향을 고려하여 국내에서 요구되는 환경영향평가 검토단계에서 가이드라인을 제시하였다.

국내에서는 입지 선정 시 고려해야 할 지표와 공사 시와 운영 시의 환경적 영향에 대하여 연구한 사례가 있지만, 본 연구는 공사 시와 운영 시의 환경적 영향을 분석하여 국내해역에 적합한 분야별 현황조사, 영향예측, 저감방안과 사후조사 등의 내용을 제시하였다. 분야별 현황조사에는 해양물리, 해양 수질과 퇴적물, 해양생태계, 조류(새), 수중소음 등으로 나누어 다루었다.

영향예측 단계에서는 해양물리 조사, 해양 수질과 퇴적물의 관측자료를 토대로 해상풍력발전 단지가 건설될 해역의 영향예측 범위, 적합한 수치모형을 토대로 모형을 선정하고, 모형 구축을 통해 모델 검증방법에 대해 제시하였다. 이와 함께 수중소음 발생원의 종류와 특성 등을 고려하여 시뮬레이션을 통해 수중소음 영향범위를 산출하는 방법을 제시하였고, 아울러 저감방안에 대해 제시하였다. 주요 저감방안으로 수중소음원의 음향세기를 감소시키는 방안, 수중소음 발생영역으로 해양생물이 접근하지 못하도록 하는 방안, 공사 시 기초구조물 항타로 인한 부유물질 발생 저감방안, 해양생물(해파리) 부착방지대책 등의 저감대책에 대해 제시하였다. 마지막으로 사후환경영향조사 방법에 대해 제시하였다.

본 연구는 향후 해상풍력발전 사업추진 시 국내 해역에 적합한 가이드라인을 제시함으로써 해상풍력개발에 따른 환경영향을 최소화하고 환경영향평가의 행정절차에 따른 협의기간을 단축시키는 데에 목적을 두었다.

(출처 : 국문 요약 5p)

Abstract ▼

Greenhouse gas concentration in the atmosphere has risen due to the increased use of fossil fuels including oil, coal, and natural gases. Its implications on global warming have sparked a wide social interest in exploring alternative sources of renewable energy that do not emit greenhouse gases (e.g

Greenhouse gas concentration in the atmosphere has risen due to the increased use of fossil fuels including oil, coal, and natural gases. Its implications on global warming have sparked a wide social interest in exploring alternative sources of renewable energy that do not emit greenhouse gases (e.g., carbon dioxide). The global urgency for mitigating global warming, coupled with carbon quotas enforced in developed countries, has necessitated a re-thinking of the energy policy both domestically and internationally. Towards this objective, the development of clean and renewable energy sources have been actively under progress. But ever since the disastrous accidents at the Fukushima Daiichi nuclear power plant in 2011, public controversies concerning the safety and sustainability of nuclear power have been renewed.
In this context, offshore wind energy sources, especially offshore wind power, is being seriously considered as a viable candidate.

Until now, wind power has been developed primarily onshore. However, onshore wind power is facing challenges in finding suitable construction sites, which is made even more difficult due to complaints from nearby residents.
Instead, many countries are looking towards offshore wind power to overcome these obstacles. Therefore, it is our task to review the pros and cons of both onshore and offshore wind power to assess the shifting of focus from onshore to offshore wind energy.

The very large size of onshore wind power generators causes the following problems: securing construction sites, transportation of equipment, damaged environment, complaints from residents on noise/vibration, and overwhelming visual effects. In contrast, offshore wind power mitigates such problems by offering the following benefits: large construction sites, periodic strong winds, and minimized complaints from residents. Furthermore, the gross generation produced from a offshore wind power plant is typically 1.5 times higher than that of an onshore wind power plant under similar conditions. Despite such strengths, one weakness of offshore wind power plants is the relatively high cost of construction and maintenance compared to those of onshore wind power plants. However, as the construction and maintenance technologies improve, offshore wind energy will become a more attractive energy source in this country where onshore sites are relatively limited. It is critical to balance not only the power supply demand and economic feasibility but also the impact on environment such that local communities are minimally affected.

Relatively relieved restrictions on spatial condition than onshore wind farm and recognition on abundant available wind sources have promoted the introduction of the facility over southwest nearby sea. The researches on environmental impact are not comparatively enough to date. Although studies on site and accessible energy have been made recently, research of the effects on marine environment and ecosystem is still incipient stage. Compared to European countries where the environmental effects of offshore wind farm are investigated thoroughly since the construction, we are lack of monitoring data regarding marine environment and ecosystem before and after the construction.
Even though we have 3~4 wind turbines operating for research currently, it is hard to investigate environmental impact as they do not contain observed data over the relevant field during construction and operation.

When it comes to planning the development project of offshore wind power, we need to suggest the best option by considering all possible problems in site selection and prepare scientific analysis and effective solutions for the main assessment among specific marine environment effect. The aim of this study is, therefore, understanding the current status of relevant legislation and criteria on proceeding offshore wind power and recognize potential problems and solution.

This will further enable us to suggest appropriate guideline to review environmental impact assessment in Korea by taking account of the selection of site, probable environmental effects from both constructing and operating phase.

There has been few researches on factors need to be considered to select proper site as well as on environmental effects that may be generated during construction and operation. However, this study will not only analysis the environmental impacts but also indicate the investigation of current status for each sector, prediction of impact, reduction plan, and post enumeration in Korea marine environment. Current status for each sector will cover marine physics, sea water quality, sediment, marine ecosystem, seabirds, and underwater noise.

Once the investigation over the current status is done, we predict environmental impact. By understanding observed data on marine physics, water quality, and sediment, the scope of impact prediction in candidate offshore wind farm site can be confirmed. This will lead to decide on which numerical model is the best appropriate for predicting impact. Comparing the data obtained from the optimal model to the one from observation will show the best result for prediction. Furthermore, by considering the type and properties of underwater noise source, we can calculate the scope of underwater noise impact using simulation model.

From the above two steps: investigating current status and prediction of impact, we can provide possible reduction solution for the environmental impact during construction and operation. Reducing acoustic power of the source, keeping marine organisms from acoustically impacted field, reducing suspended solids from substrate piling, and keeping marine organisms (e.g., jelly fish) from adhering on piles are the examples of reduction solution for the environmental impact. Based on the steps mentioned above, we can directly monitor the impact on marine creatures by post enumeration plan. This study is therefore unique that it contains the possible guideline for environmental impact assessment than other existing studies.

This research is aimed to suggest the proper guideline for future offshore wind farm project by minimizing the environmental impact to proceed offshore wind power plant and thus simplify administrative procedures in Korea.

(출처 : Abstract 277p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 서 언 ... 3
• 국문 요약 ... 5
• 목차 ... 9
• 표목차 ... 12
• 그림목차 ... 16
• 제1장 서 론 ... 19
• 1. 연구배경과 필요성 ... 19
• 2. 연구목적 ... 21
• 3. 연구내용(범위)과 방법 ... 21
• 가. 주요 연구내용 ... 22
• 나. 연구 추진방법 ... 23
• 4. 선행연구 ... 23
• 제2장 국내외 해상풍력발전 현황 및 사례 분석 ... 30
• 1. 국내 해상풍력발전 현황 ... 31
• 가. 산업 및 정책 동향 ... 33
• 나. 기술동향 ... 37
• 2. 국외 해상풍력발전 현황 ... 40
• 가. 세계 해상풍력발전 현황 ... 40
• 나. 세계 주요국의 해상풍력발전 현황 ... 42
• 3. 국외 사례 분석 ... 82
• 가. 국외 해상풍력발전에 대한 환경영향평가 ... 84
• 나. 덴마크 호른스 레우와 뉘스테드 해상풍력발전 단지 모니터링 사례 내용 ... 91
• 다. 네덜란드 OWEZ 해상풍력발전 단지 모니터링 사례 내용 ... 107
• 제3장 해상풍력발전 사업에 따른 환경영향 ... 114
• 1. 공사 시 환경영향 ... 116
• 가. 해양 수질과 퇴적물에 따른 해저지형 변화 ... 118
• 나. 항타 시 해양생태계에 미치는 영향 ... 129
• 다. 기타 환경영향 ... 136
• 2. 운영 시 환경영향 ... 138
• 가. 해양생태계에 미치는 영향 ... 140
• 나. 조류(새)에게 미치는 영향 ... 146
• 다. 운영에 따른 기타 환경적 영향 ... 149
• 제4장 국내에 적합한 가이드라인 도출 ... 160
• 1. 관련 정책과 개선방향 ... 160
• 가. 관련 법령과 기준 ... 160
• 나. 문제점 ... 164
• 다. 개선방안 ... 166
• 2. 입지선정 시 고려해야 할 지표(항목) ... 167
• 가. 해상풍의 크기와 시·공간적인 분포 ... 168
• 나. 수심과 연안 이격거리 ... 171
• 다. 보호구역 ... 176
• 라. 철새 및 조류 서식지 ... 179
• 마. 기반시설(항만 및 육상 그리드 시스템) ... 184
• 바. 인간들의 해양활동 ... 184
• 사. 해양생태 특성 ... 184
• 아. 기타 ... 187
• 3. 적정입지 검토방법 ... 191
• 4. 기초 현황조사 시 필요항목 ... 197
• 5. 환경영향평가 단계의 가이드라인 ... 198
• 가. 현황조사 ... 198
• 나. 영향예측 ... 233
• 다. 저감방안 ... 251
• 라. 사후환경영향조사 계획 ... 254
• 제5장 결론 및 제언 ... 256
• 참고 문헌 ... 259
• <부록 1> 2011년 해상풍력발전 종합계획 ... 271
• <부록 2> 2010년 국내 해상풍력발전 로드맵 ... 275
• Abstract ... 277
• 끝페이지 ... 280