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[단독] 문재인 대통령이 극찬했던 '풍력발전' 블레이드(날개), 알고 보니 네 차례나 파손

한전이 작성한 '블레이드 파손 관련 설명자료', 재료硏이 손해사정회사에 의뢰해 작성한 '파손 원인 분석 보고서' 공개

조성호  월간조선 기자

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‘전북 서남권 해상풍력 실증단지’ 사진=두산중공업
문재인 대통령이 그린뉴딜 첫 현장 행보로 ‘전북 서남권 해상풍력 실증단지’를 방문해 해상풍력에 대해 극찬했었지만, 확인 결과 이 풍력발전기 날개(블레이드)가 네 차례나 파손됐던 것으로 드러났다. 
 
그런 가운데 파손 원인을 담은 ‘보고서’와 파손 관련 ‘설명자료’가 처음으로 공개됐다. 국민의힘 조명희(비례대표·과학기술정보방송통신위원회) 의원실이 한국전력 등을 통해 입수한 자료에 따르면, 블레이드가 어떤 이유로 파손됐는지 그 경위가 상세히 적혀 있다. 
 
먼저 한전이 작성한 ‘설명자료’에 의하면, 지난해 9월 6일, 11월 13일, 11월 19일, 12월 5일 4차례에 걸쳐 탄소섬유 재질 블레이드 3호기(4개)가 파손됐다. 
 
한전은 파손 원인이 “스파캡(spar cap) 제작 시 온도 관리 부적정으로 내부공극(孔隙)이 발생하여 강도저하”에 있다고 봤다. 또한 “블레이드 제작용 몰드 불량으로 시어웹(shear web) 접착 결함”이 있었다고도 했다.
  
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스파캡은 탄소 섬유로 구성돼 있으며 블레이드의 하중을 지지하는 역할을 한다. 시어웹은 블레이드 상하판 결합시 구조적 강도를 보강하기 위하여 내부에 설치하는 유리섬유 재질의 연결판을 뜻한다. '공극'이란 ‘구멍’이나 ‘빈틈’을 의미한다. 
‘몰드’는 수지(樹脂) 등을 이용해 재료를 메우는 것이다.
  
재료연구소(소장 이정환)가 모 손해사정 회사에 의뢰해 작성한 ‘파손 원인 분석 보고서’에는 파손 경위가 좀 더 상세히 나와 있다. ‘보고서’는 “해당 블레이드는 2019년 9월 6일 터빈이 풍속 10m/s인 환경에서 정상적으로 전력을 생산하고 있던 중에 파손된 것으로 최초 보고되었다”고 기재돼 있다. 이어지는 내용이다. 

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<재료연구소는 3개월간에 걸쳐… 가장 가능성이 높은 블레이드 파손 시나리오를 수립하였다. 블레이드 파손을 유발한 최초 근본 원인은 *Pressure-side 스파캡과 *rear shear web 사이의 *본딩층이 적절하게 접합되지 못한 제조 결함으로 평가되었다. 이러한 결함부는 끝단에서 높은 응력(應力) 집중을 유발하여 rear shear web의 파손을 야기하였고, 이는 구조적 안정성을 크게 저하시키는 결과를 초래하였다. 이에 *suction-side 쪽 스파캡의 압축하중을 받는 중 안정성 저하로 인해 압축 *버클링이 발생하였고, 이는 최종적으로 블레이드가 완전히 붕괴되는 파손을 초래하게 된 것으로 최종 평가되었다.>
※참고
*Pressure-side: 압력을 받는 면.
*rear shear web: 후방 시어웹.
*본딩층: 분리되어 있던 각 층을 적층하는 동안에 결합시켜 주는 접착층.
*suction-side: 흡입면.
*버클링: 장주(長柱) 또는 평반(平盤)의 굴곡.

‘보고서’는 “육안 검사를 수행한 결과, 다양한 파손 시나리오를 수립할 수 있었고, 그 중 가장 가능성이 높은 파손 시나리오는 다음과 같다”고 분석했다. 

<1st step: 어떠한 원인에 의해서 후방 전단웹(shear web)에 파손이 발생함.
  2nd step: 전방 전단웹에 하중이 급속히 증가하여 파손됨
  3rd step: 동시에 석션사이드(suction-side) 스파캡이 압축 하중에서 좌굴(挫屈)되어 파손됨.
  Final step: 블레이드 전체가 파손됨.>
 
‘보고서’는 “이상과 같이 후방 전단웹(rear shear web)의 파손이 블레이드를 파손에 이르게 한 파손 원인으로 평가되고 있으며, 초기에 이러한 후방 전단웹의 파손을 야기한 원인이 해당 파손의 근본 파손 원인이 될 것”이라고 밝혔다. ‘보고서’는 다만 “그러나 수거된 블레이드 잔해에 대한 육안 검사만으로는 초기 후방 전단웹의 파손을 야기한 원인이 무엇인지 평가하기에는 부족하였다”고 덧붙였다.

‘설명자료’와 ‘보고서’를 종합하면, 결국 블레이드의 하중을 견뎌야 하는 부품 결함과 접촉 불량이 원인이 됐다는 얘기다. 개당 3억원에 달하는 이 블레이드는 모두 탄소섬유를 적용한 카본 블레이드였다. 발전기를 제작한 두산중공업은 "블레이드 양산 제작 과정 중 제작 결함이 있었다"며 "파손 원인을 정밀 분석한 후 재발방지 대책을 수립하고 있다"고 설명했다.
 
한전은 ‘설명자료’에서 블레이드 제작 개선방안으로 ▲제작 환경 개선(블레이드 신규공장 확보 및 스파캡 제작 및 전용룸 구축) ▲제조 공정 개선(탄소섬유 적층 장비, 접착제 도포 장비 등) ▲품질점검 강화(비파괴 검사 적용)을 하겠다고 밝혔다. 
  
서남해 해상에 2.4GW 해상풍력단지를 구축하는 ‘전북 서남권 해상풍력’ 프로젝트는 1단계 실증단지, 2단계 시범단지, 3단계 확산단지 등 3단계로 추진되는데, 1단계 실증단지는 전북 부안군 위도 인근의 육지에서 10㎞떨어진 해상에 60㎿(3㎿×20호기) 규모로 올해 1월 준공됐다.
 
‘조선비즈’(2020년 10월 7일 자)는 그러나 “본격적인 발전 사업이 시작되기도 전 장비에 말썽이 일어나고 있지만, 에너지 공기업들은 수조원의 자금을 투자하겠다고 나섰다”며 “이들 공기업은 대부분 수십조원대 부채를 갖고 있거나 영업적자를 기록하는 등 재무 상황이 열악하지만, 경제성이 낮은 대규모 해상풍력 사업을 강행하고 있다”고 지적했다. 
 
문재인 대통령은 지난 7월 17일 ‘전북 서남권 해상풍력 실증단지’를 방문해 “현재 124MW 규모인 해상풍력발전 용량을 100배 늘려 2030년 12GW까지 확대하겠다”고 밝혔다. 문 대통령은 탄소섬유 블레이드를 개발한 두산중공업 및 협력업체들을 격려하고 “블레이드 분야에서도 우리가 결코 세계 수준에서 뒤떨어지지 않는다는 것을 알게 돼서 아주 자랑스럽게 생각한다”고도 했었다.
 
한편, 문제가 된 블레이드 개발에 참여한 재료연구소(풍력핵심기술센터)에 대한 지적도 있다. 재료연구소 풍력핵심기술센터는 2014년부터 2017년까지 두산중공업 등 국내 기업과 함께 정부 출연금 84억원을 지원 받아 블레이드 개발에 나섰으며, 각종 인증 작업에도 참여했었다. 블레이드가 파손이 됐을 때 그 원인 분석도 했다.

조명희 의원실 관계자는 “재료연구소 연구보고서에 의하면, 탄소섬유 블레이드는 국제형식인증과 국제설계인증까지 받았다”며 “무슨 인증을 어떻게 받았다는 건지 모르겠다. 이 연구는 엉터리로 보인다”고 비판했다.

조 의원실 관계자는 또 “의원실에서 원인분석보고서를 제출해 달라고 재료연구소에 요구했지만, 당초 재료연구소는 '해당사항 없음'이라는 허위답변으로 보고서의 존재를 은폐했다"며 "이후 의원실의 반복적 자료요구에 재료연구소는 '기업의 영업비밀이기 때문에 연구소 임의로 제출이 불가능하다. 해당 결과보고서는 관련 기업에 요청하시는 것이 의원님의 원활한 의정활동에 도움이 될 수 있을 것'이라는 황당한 답변을 내놨다"고 지적했다. 

이 관계자는 “국민 혈세를 들여 개발한 블레이드가 파손돼, 그 경위를 파악하고자 국정감사 자료를 제출요구했음에도 (연구소 측이) 저런 반응을 보이는 것은 막대한 세금을 들여 시행한 연구가 과연 국민을 위한 것인지, 특정기업을 위한 것인지 그 목적을 의심스럽게 한다”고 꼬집었다.
 
글=조성호 월간조선 기자.

입력 : 2020.10.18

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