출판사 서평
풍력발전 기술 개발이 국제적으로 선진화된 덴마크, 독일, 네덜란드와 일본을 비교·검토하여 우리나라의 풍토와 환경에 맞도록 풍력발전의 전망을 산업적·경제적 측면에서 설명하고 그에 관한 기술을 알기 쉽게 기술하였다.
풍력발전기 산업의 현상을 보면, 덴마크의 풍력발전기 산업은 성공을 거두고 있다. 이 성공을 거둠에 있어서 덴마크 모델로 거론된 기술혁신 능력 형성의 제반 요인이 어떻게 영향을 미쳤는가를 검토함으로써 우리나라의 기술혁신 능력 형성을 위하여 요구되는 정책을 모색하려는 것이 이 책의 또 하나의 과제이다.
머리말...
풍력발전 기술 개발이 국제적으로 선진화된 덴마크, 독일, 네덜란드와 일본을 비교·검토하여 우리나라의 풍토와 환경에 맞도록 풍력발전의 전망을 산업적·경제적 측면에서 설명하고 그에 관한 기술을 알기 쉽게 기술하였다.
풍력발전기 산업의 현상을 보면, 덴마크의 풍력발전기 산업은 성공을 거두고 있다. 이 성공을 거둠에 있어서 덴마크 모델로 거론된 기술혁신 능력 형성의 제반 요인이 어떻게 영향을 미쳤는가를 검토함으로써 우리나라의 기술혁신 능력 형성을 위하여 요구되는 정책을 모색하려는 것이 이 책의 또 하나의 과제이다.
머리말
환경 문제가 지구 규모로 중요성을 띄게 됨에 따라 최근 풍력 에너지 같은 재생 가능 에너지의 활용이 활발하게 모색되고 있다. 최근 몇 해 사이 독일이 매우 빠른 걸음으로 풍력발전 도입에 열의를 쏟고 있지만, 사실은 그보다도 일찍이 풍력발전에 힘을 기울인 나라는 미국과 덴마크였다. 그 중에서도 덴마크는 재생 가능한 에너지 자원 개발에 매우 열심이다. 이미 전체 소비 에너지 중에서 풍력, 바이오매스(biomass)를 중심으로 하는 재생 가능한 에너지 자원이 차지하는 비율이 11%를 넘고 있다. 그리고 풍력에 의한 발전은 총 발전량의 12%를 차지하기까지에 이르렀다.
물론 우리나라도 이산화탄소 배출량에 관한 국제협약을 실현하기 위하여 재생 가능 에너지의 보급이 불가결한 형편이다. 환경문제에다 고유가까지 겹쳐 풍력발전은 이제 시대적 과제가 되었다.
2005년 12월 8일자 문화일보를 보면 ‘청정 풍력발전 바람이 솔솔 분다’는 제하에, 고유가와 기후 변화 협약에 따른 이산화탄소 배출권 확보를 위해 청정에너지에 대한 관심이 높아지면서 풍력발전에 대한 투자가 잇따르고 있다고 한다.
이제까지는 분산형 에너지라는 관점에서, 환경 지킴이라 불리는 사람들이 당면한 에너지 획득과 환경에 기여한다는 측면에서 풍력발전을 주목하여 왔다. 또 풍차에 대한 낭만을 꿈꾸면서 혹은 풍차가 크게 보급된 덴마크와 독일 등을 환경 선진국으로 유토피아처럼 동경하는 마음에서 주목하는 사람도 적지 않았다.
오랫동안 전력은 대기업에 의해서 전형적인 자연 독점형 산업으로, 집중적인 대규모 발전을 원칙으로 하여 왔다. 그러나 풍력 등의 재생 가능 에너지에 의한 발전은 분산형의 소규모 발전기술이다. 그러므로 풍력 에너지 보급에는 필연코 거대 전력산업과의 투쟁을 회피할 수 없었다. 하지만 큰 힘을 가진 조직과의 투쟁은 어느 시대에나 사람들의 공감과 동정을 불러일으키기 쉽다. 풍력발전 추진파는 에너지의 중앙 집권적 관리에 대한 대안으로서 분산형 에너지를 높이 평가하고 있다.
에너지에 관한 이와 같은 분권과 마찬가지로, 혹은 그 이상으로 풍력 에너지 추진의 원동력이 된 것은 환경문제이다. 환경문제에 관심을 쏟게 된 계기가 된 것 중의 하나가 1986년에 일어난 당시 소련의 체르노빌 원자력 발전소의 사고였다.
또 하나는, 점차 심각성을 더하는 지구 온난화 문제이다. 즉 화석연료를 연소시킴으로써 발생하는 이산화탄소가 지구 전체의 온도를 높여 많은 심각한 문제를 야기하고 있다. 원자력 발전은 이산화탄소의 배출량을 줄이는 측면에서는 효과적이라는 견해도 있지만 일단 사고가 발생하면 환경과 사람들의 건강에 파멸적인 피해를 주게 되는 위험한 자원이라는 것은 부정할 수 없다. 이와 같은 환경문제의 해결 수단으로서 자연 에너지인 풍력발전에 기대를 거는 사람이 적지 않다.
일찍부터 풍력발전이 보급된 덴마크에서도 풍력발전에 대한 거부반응이 없었던 것은 아니다. 다시 말하여, 덴마크 사람이라고 하여 다 풍차 발전에 찬성한 것만은 아니었다.
한 가지 예를 들면, 2001년 코펜하겐에서 개최된 「유럽 풍력에너지협회」의 콘퍼런스에서 코펜하겐시 의회의 대표는 중세의 정취가 물씬한 코펜하겐 시청 홀에서 개최된 리셉션의 환영사에서 “여러분들을 환영하는 바이지만 나 자신은 풍력발전을 달가워하지 않습니다.”라는 충격적인 인사를 하였다. 또 어떤 의사는 “이처럼 풍차가 난립된다면 공기 저항으로 지구의 자전이 느려질지도 모르겠다.”는 농담으로 풍력발전 추진파들을 비웃기도 했다.
그렇다면 덴마크 사람들 모두가 자국의 풍력발전기 사업에 부정적인 태도인가 하면 결코 그런 것은 아니다. 대부분의 덴마크 사람들, 특히 덴마크의 서부인 유트랜드 반도에 사는 사람들에게 있어서 풍력발전기 사업은 그들이 세계에 자랑하는 산업이다. 대기업이 많지 않은 덴마크에서 풍력발전기 메이커는 어엿한 대기업으로 한몫을 차지하고 있다. 또 첨단기술을 보유하고 있다는 기업을 방문하여 이야기를 들어 보면, 원래 풍력발전기와 관련된 일을 했었다는 사람이 적지 않다. 덴마크 사람들이 풍력발전이나 풍력발전기 산업을 자랑으로 생각하는 것은, 풍차와 함께 살아온 오랜 전통이 옛날부터 일상생활 속에 스며 있기 때문이며, 풍력발전을 개발한 사람들 역시 농민들과 함께 일해 온 가까운 이웃의 대장장이나 목수라고 하는 장인들이었기 때문이다.
하지만 현대의 풍력발전기 산업은 대기업간의 치열한 경쟁이 전개되고 있는 근대적 산업이다. 풍차 자체가 매우 대형화되었기 때문에 기술적으로도 제어기술, 공기역학, 구조역학 면에서 최첨단 기술이 요구되고 있다. 공학적 측면뿐만 아니라 대형 풍력 발전기를 건립하기 위하여서는 거액의 자금이 필요하다. 그 자금을 어떻게 조달하느냐 하는 재정적 문제도 오늘날의 풍력발전에 있어서는 중요한 과제이다.
본 서는 풍력발전을 산업적ㆍ경제적 측면에서 살펴보려는 것이다. 풍력발전에 관한 시장으로는 풍력발전기 시장과 풍력으로 발전한 전력시장, 두 측면을 생각할 수 있다. 본 서에서는 주로 풍력발전기 시장에 초점을 맞추었다. 물론 풍력발전기의 수요는 풍력으로 생산한 전력 시장의 상황에 크게 의존하게 된다. 풍력에 의한 전력 시장의 공급자, 즉 풍력발전소는 풍력발전기 구매자이므로 이 두 시장이 밀접한 관련이 있는 것은 당연하다.
풍력발전기 산업을 다룸에 있어서 특히 풍력발전에 관한 기술개발 프로세스에 주목하고, 기술개발 프로세스를 국제적으로 비교하여 보기로 하였다. 사회과학적 측면에서 풍력발전 기술을 국제적으로 비교하는 연구는 유럽이나 미국에서는 많이 이루어지고 있다. 그 중에서도 선구적인 연구는 코펜하겐 상과대학 산업사회학과의 조교수인 피터 카누(Peter Karnoe)에 의한 일련의 연구이다. Karnoe[1991]는 덴마크어로 쓰여져 있기 때문에 이해하기 쉽지 않지만 Karnoe[1990]와 Karnoe and Garud[1998]처럼 그는 영어로도 많은 문헌을 저술했다. 그의 연구는 덴마크와 미국의 풍력발전 개발과정을 비교하여, 톱다운 방식에 의한 개발이 거대한 미국 기업의 패퇴 원인이었다고 논술하고 있다.
카누에 이어서 네덜란드 헤이그의 라세노 연구소(Rathenau Institute)의 리니 반 에스트(Rinie van Est)도 덴마크와 미국(특히 캘리포니아)의 풍력발전기 산업을 비교한 바 있다. (Van Est[1999]). 그밖에 뮌헨 독일박물관의 마티어스 하이만(Matthias Haymann)은 덴마크와 독일, 미국을 비교(Heymann[1998])했고, 유트레히트 대학의 린다 캠프(Linda Kamp)는 덴마크와 네덜란드를 비교(Kamp[2002])햇고, 스웨덴 찰슈 공과대학의 안나 존슨(Anna Johnson)과 스테판 야콥슨(Staffan Jacobsson)은 독일, 네덜란드, 스웨덴을 비교하였다(Johnson and Jacobsson[2000]).
본 서는 이와 같은 풍력발전 기술 개발의 국제

목차
머리말 / 3
Chapter 1. 현대의 풍차와 풍력 자원 / 23
1.1 풍차의 역사 / 25
(1) 인류 최초의 원동기 / 25
(2) 문명과 함께 한 풍차 / 25
(3) 풍차를 꽃피운 네덜란드 / 27
(4) 밀려나는 풍차 / 28
(5) 현대 문명으로의 진입 / 29
1.2 다시 평가받는 풍차-풍력 르네상스 / 30
(1) 20세기의 끝없는 도전 / 30
(2) 그리고 지구환경 시대로 / 31
1.3 현대 풍차의 특징 / 33
(1) 풍력 터빈 발전기(WTGS) / 33
(2) 고속ㆍ고성능 풍차 / 34
(3) 집합화와 대형화 / 35
1.4 에너지 자원으로서의 바람 / 37
(1) 바람의 힘 / 37
(2) 에너지 자원으로서의 바람 / 38
(3) 어찌하여 바람이 부는가 / 38
(4) 대류권 / 39
(5) 풍력 에너지의 큰 장점 / 41
(6) 풍력 에너지의 단점 / 42
1.5 풍향의 관측 / 45
(1) 바람이 강한 지역을 탐색 / 45
(2) 한 쪽으로 뻗은 가지로 풍속을 잰다 / 46
(3) 윈드 시어 / 47
1.6 풍력도(風力圖)
(1) 세계의 풍력도 / 48
(2) 유럽의 풍력지도 / 49
(3) 풍력도의 예 / 50
1.7 바람의 특성과 풍차 도입 / 51
(1) 연간 평균 풍속 / 51
(2) 풍차의 등급 분류 / 51
(3) 바람의 특성과 풍차의 도입 / 53
Chapter 2. 풍차 공학(風車工學) / 55
2.1 풍차의 분류 / 57
(1) 프로펠러형 풍차 / 57
(2) 다리우스 풍차 / 59
(3) 풍차의 분류 / 60
(4) 풍차의 일반적인 분류 / 61
2.2 풍차공학의 기초 지식 / 63
(1) 양력과 항력 / 63
(2) 풍차의 동작 원리 / 67
(3) 수직축형 풍차의 경우 / 70
(4) 왜 양력형이 우수한가 / 70
2.3 풍차의 성능 / 73
(1) 파워계수 / 73
(2) 베츠의 한계 / 74
(3) 각종 풍차의 성능 / 77
2.4 풍력 발전기의 구성 / 80
(1) 브르슈의 풍차간 / 80
(2) 네덜란드 풍차의 구조 / 80
(3) 현대의 풍력터빈 발전기의 시스템 구성 / 81
(4) 로터계 / 82
(5) 전달계 / 83
(6) 전기계 / 84
(7) 운전ㆍ제어계 / 86
(8) 지지ㆍ구조계 / 88
2.5 풍차의 설계 / 89
(1) 풍력발전 시스템의 출력 / 89
(2) 최적화의 목표 / 90
(3) 건설 위치의 결정 / 91
(4) 풍차의 운전 모드 / 91
(5) 정격풍속의 결정 방법 / 93
(6) 로터의 최적 형상 / 94
(7) 최적한 블레이드 장수 / 94
(8) 가장 적합한 로터 주속 / 96
(9) 가장 적합한 풍차 크기 / 96
2.6 대형화와 집합화 / 98
(1) 풍차의 2대 결점에 도전하다 / 98
(2) 윈드 팜, 윈드 파크 / 98
(3) 대형화는 왜 필요한가 / 99
2.7 이용 가능률과 설비 이용률 / 104
2.8 미국의 프론티어 정신 / 105
(1) 캘리포니아 드림 / 105
(2) 개척정신의 승리 / 107
(3) 자연 에너지의 천국, 하와이 섬 / 109
Chapter 3. 덴마크의 풍력발전 기술 / 111
3.1 풍력발전의 시작 / 115
(1) 폴 라 쿠르에 의한 세계 최초의 풍력발전 / 115
(2) 본격적인 풍력발전의 시작 / 121
(3) 석유파동과 에너지 문제의 부각 / 131
(4) 대형기 개발 프로젝트 / 136
3.2 풍력 발전기의 산업화 / 139
(1) 신규 참가 / 139
(2) 도력 발전에 대한 투자와 건설 지원금 / 142
(3) 리소 국립연구소 / 143
(4) 캘리포니아 붐에 의한 산업의 확립 / 144
(5) 덴마크의 국내시장 / 146
(6) 풍차의 대형화 / 149
(7) 시장 확대와 대기업화 / 150
3.3 풍력 발전기 산업과 서플라이어 / 152
3.4 덴마크의 풍력발전 기술혁신 능력 / 160
Chapter 4. 독일의 풍력발전 기술 / 163
4.1 제2차 세계대전 이전 / 167
(1) 베츠에 의한 풍차공학 / 167
(2) 혼네프의 거대 풍차계획 / 168
4.2 제2차 세계대전 이후 / 172
(1) 1940년대 / 172
(2) W 34 / 173
(3) 그로비안(Growian) / 175
4.3 1990년대 이후 / 179
(1) 100/200MW 계획과 투자 지원금 / 180
(2) 고정 가격에 의한 전력 매입 / 181
(3) 저리의 융자 / 181
4.4 현재 독일의 풍력발전기 산업 / 182
(1) 에네르콘사 / 182
(2) 노르딕스사 / 183
(3) 리파워시스템스사 / 184
(4) 드 빈스사 / 184
(5) 기타 / 184
4.5 독일의 풍력발전 기술혁신 능력 / 185
Chapter 5. 네덜란드의 풍력발전 기술 / 187
5.1 전통적인 풍차의 쇠퇴 / 191
5.2 제2차 세계대전 이후 / 193
5.3 석유파동 이후 / 195
(1) 에너지 백서와 풍력발전의 목표 / 195
(2) 국가 프로젝트에 의한 대형기 개발 / 197
(3) 독자적으로 추진된 소형기 개발 / 198
5.4 NOW-1 / 199
(1) NOW-1과 참가 기관 / 199
(2) 수직축 풍력발전기와 수평축 풍력발전기 / 201
(3) 티프벤 / 204
5.5 NOW-2 프로젝트 / 207
(1) 수직축 풍력발전기(VAT) / 207
(2) 수평축 풍력발전기(HAT) / 208
5.6 풍력 에너지 통합 프로그램(IPW) / 213
5.7 TWIN 프로그램 / 217
5.8 네덜란드의 현재 풍력발전기 산업 / 218
5.9 네덜란드의 풍력발전 기술혁신 능력 / 221
Chapter 6. 일본의 풍력발전 기술 / 223
6.1 최근의 성장세와 정책방향 / 225
6.2 정부의 적극적인 지원 / 226
(1) 바람 토피아 계획 / 226
(2) 선샤인계획과 뉴선샤인계획 / 229
(3) 일본판 하와이, 미야꼬(宮古)섬 / 233
(4) 높은 운전실적 / 235
(5) WINDMEL 풍차 / 236
6.3 일본의 풍차 메이커 / 237
(1) 야마하 발동기 / 239
(2) 미쓰비시 중공업 / 241
(3) 낙도에서의 이용을 노리는 큐슈전력 / 244
6.4 일본 각지의 건설 실적 / 244
(1) 닷비(龍飛)의 윈드 파크 / 244
(2) 이쓰모(出雲)의 풍차 / 247
(3) 다찌가와마찌의 풍력개발 / 248
(4) 도쿄(東京)전력의 재도전 / 249
(5) IHI-130kW 풍차 / 252
(6) 혹까이도 전력의 도마리(泊) 윈드힐스 / 252
6.5 늘어나는 풍력 도입 / 253
(1) 중부전력의 베끼난 토피아 풍력발전 / 253
(2) 세도마찌의 점보풍차 / 253
(3) 마쓰도 해변공원 발전소 / 254
6.6 일본의 남극풍차 / 254
(1) 폭풍이 휘몰아치는 남극 / 255
(2) 팀워크로 어려움 극복 / 256
6.7 일본의 풍력발전 기술혁신 능력 / 257
Chapter 7. 풍력발전의 기술혁신 / 261
7.1 풍력기술의 장래 전망 / 263
(1) 90년대의 풍력기술 / 263
(2) 상업적 풍차의 운전실적 / 265
7.2 EC 여러 나라의 주울(JOULE) 계획 / 268
7.3 WINDMEL 풍차에서의 혁신기술 시험 연구 / 271
(1) 티타드 하브기구 / 271
(2) 가변속 운전 시스템 / 274
(3) 푸리 요 시스템 / 275
(4) 소프트 설계 타워 / 276
(5) 유연 설계 시스템에서 인텔리전트 시스템으로 / 277
(6) WINDMEL-Ⅱ의 개발 / 279
7.4 네덜란드의 FLEXTEETER기와 미국의 혁신풍차 / 280
(1) FLEXTEETER기 / 280
(2) 미국의 AWT 계획 / 282
(3) 혁신 풍차 / 282
7.5 대형기의 연구 개발 / 283
(1) 대형화하는 상업기 / 283
(2) 대형기의 개발상황 / 28

머리말

환경 문제가 지구 규모로 중요성을 띄게 됨에 따라 최근 풍력 에너지 같은 재생 가능 에너지의 활용이 활발하게 모색되고 있다. 최근 몇 해 사이 독일이 매우 빠른 걸음으로 풍력발전 도입에 열의를 쏟고 있지만, 사실은 그보다도 일찍이 풍력발전에 힘을 기울인 나라는 미국과 덴마크였다. 그 중에서도 덴마크는 재생 가능한 에너지 자원 개발에 매우 열심이다. 이미 전체 소비 에너지 중에서 풍력, 바이오매스(biomass)를 중심으로 하는 재생 가능한 에너지 자원이 차지하는 비율이 11%를 넘고 있다. 그리고 풍력에 의한 발전은 총 발전량의 12%를 차지하기까지에 이르렀다.
물론 우리나라도 이산화탄소 배출량에 관한 국제협약을 실현하기 위하여 재생 가능 에너지의 보급이 불가결한 형편이다. 환경문제에다 고유가까지 겹쳐 풍력발전은 이제 시대적 과제가 되었다.
2005년 12월 8일자 문화일보를 보면 ‘청정 풍력발전 바람이 솔솔 분다’는 제하에, 고유가와 기후 변화 협약에 따른 이산화탄소 배출권 확보를 위해 청정에너지에 대한 관심이 높아지면서 풍력발전에 대한 투자가 잇따르고 있다고 한다.
이제까지는 분산형 에너지라는 관점에서, 환경 지킴이라 불리는 사람들이 당면한 에너지 획득과 환경에 기여한다는 측면에서 풍력발전을 주목하여 왔다. 또 풍차에 대한 낭만을 꿈꾸면서 혹은 풍차가 크게 보급된 덴마크와 독일 등을 환경 선진국으로 유토피아처럼 동경하는 마음에서 주목하는 사람도 적지 않았다.
오랫동안 전력은 대기업에 의해서 전형적인 자연 독점형 산업으로, 집중적인 대규모 발전을 원칙으로 하여 왔다. 그러나 풍력 등의 재생 가능 에너지에 의한 발전은 분산형의 소규모 발전기술이다. 그러므로 풍력 에너지 보급에는 필연코 거대 전력산업과의 투쟁을 회피할 수 없었다. 하지만 큰 힘을 가진 조직과의 투쟁은 어느 시대에나 사람들의 공감과 동정을 불러일으키기 쉽다. 풍력발전 추진파는 에너지의 중앙 집권적 관리에 대한 대안으로서 분산형 에너지를 높이 평가하고 있다.
에너지에 관한 이와 같은 분권과 마찬가지로, 혹은 그 이상으로 풍력 에너지 추진의 원동력이 된 것은 환경문제이다. 환경문제에 관심을 쏟게 된 계기가 된 것 중의 하나가 1986년에 일어난 당시 소련의 체르노빌 원자력 발전소의 사고였다.
또 하나는, 점차 심각성을 더하는 지구 온난화 문제이다. 즉 화석연료를 연소시킴으로써 발생하는 이산화탄소가 지구 전체의 온도를 높여 많은 심각한 문제를 야기하고 있다. 원자력 발전은 이산화탄소의 배출량을 줄이는 측면에서는 효과적이라는 견해도 있지만 일단 사고가 발생하면 환경과 사람들의 건강에 파멸적인 피해를 주게 되는 위험한 자원이라는 것은 부정할 수 없다. 이와 같은 환경문제의 해결 수단으로서 자연 에너지인 풍력발전에 기대를 거는 사람이 적지 않다.
일찍부터 풍력발전이 보급된 덴마크에서도 풍력발전에 대한 거부반응이 없었던 것은 아니다. 다시 말하여, 덴마크 사람이라고 하여 다 풍차 발전에 찬성한 것만은 아니었다.
한 가지 예를 들면, 2001년 코펜하겐에서 개최된 「유럽 풍력에너지협회」의 콘퍼런스에서 코펜하겐시 의회의 대표는 중세의 정취가 물씬한 코펜하겐 시청 홀에서 개최된 리셉션의 환영사에서 “여러분들을 환영하는 바이지만 나 자신은 풍력발전을 달가워하지 않습니다.”라는 충격적인 인사를 하였다. 또 어떤 의사는 “이처럼 풍차가 난립된다면 공기 저항으로 지구의 자전이 느려질지도 모르겠다.”는 농담으로 풍력발전 추진파들을 비웃기도 했다.
그렇다면 덴마크 사람들 모두가 자국의 풍력발전기 사업에 부정적인 태도인가 하면 결코 그런 것은 아니다. 대부분의 덴마크 사람들, 특히 덴마크의 서부인 유트랜드 반도에 사는 사람들에게 있어서 풍력발전기 사업은 그들이 세계에 자랑하는 산업이다. 대기업이 많지 않은 덴마크에서 풍력발전기 메이커는 어엿한 대기업으로 한몫을 차지하고 있다. 또 첨단기술을 보유하고 있다는 기업을 방문하여 이야기를 들어 보면, 원래 풍력발전기와 관련된 일을 했었다는 사람이 적지 않다. 덴마크 사람들이 풍력발전이나 풍력발전기 산업을 자랑으로 생각하는 것은, 풍차와 함께 살아온 오랜 전통이 옛날부터 일상생활 속에 스며 있기 때문이며, 풍력발전을 개발한 사람들 역시 농민들과 함께 일해 온 가까운 이웃의 대장장이나 목수라고 하는 장인들이었기 때문이다.
하지만 현대의 풍력발전기 산업은 대기업간의 치열한 경쟁이 전개되고 있는 근대적 산업이다. 풍차 자체가 매우 대형화되었기 때문에 기술적으로도 제어기술, 공기역학, 구조역학 면에서 최첨단 기술이 요구되고 있다. 공학적 측면뿐만 아니라 대형 풍력 발전기를 건립하기 위하여서는 거액의 자금이 필요하다. 그 자금을 어떻게 조달하느냐 하는 재정적 문제도 오늘날의 풍력발전에 있어서는 중요한 과제이다.
본 서는 풍력발전을 산업적․경제적 측면에서 살펴보려는 것이다. 풍력발전에 관한 시장으로는 풍력발전기 시장과 풍력으로 발전한 전력시장, 두 측면을 생각할 수 있다. 본 서에서는 주로 풍력발전기 시장에 초점을 맞추었다. 물론 풍력발전기의 수요는 풍력으로 생산한 전력 시장의 상황에 크게 의존하게 된다. 풍력에 의한 전력 시장의 공급자, 즉 풍력발전소는 풍력발전기 구매자이므로 이 두 시장이 밀접한 관련이 있는 것은 당연하다.
풍력발전기 산업을 다룸에 있어서 특히 풍력발전에 관한 기술개발 프로세스에 주목하고, 기술개발 프로세스를 국제적으로 비교하여 보기로 하였다. 사회과학적 측면에서 풍력발전 기술을 국제적으로 비교하는 연구는 유럽이나 미국에서는 많이 이루어지고 있다. 그 중에서도 선구적인 연구는 코펜하겐 상과대학 산업사회학과의 조교수인 피터 카누(Peter Karnoe)에 의한 일련의 연구이다. Karnoe[1991]는 덴마크어로 쓰여져 있기 때문에 이해하기 쉽지 않지만 Karnoe[1990]와 Karnoe and Garud[1998]처럼 그는 영어로도 많은 문헌을 저술했다. 그의 연구는 덴마크와 미국의 풍력발전 개발과정을 비교하여, 톱다운 방식에 의한 개발이 거대한 미국 기업의 패퇴 원인이었다고 논술하고 있다.
카누에 이어서 네덜란드 헤이그의 라세노 연구소(Rathenau Institute)의 리니 반 에스트(Rinie van Est)도 덴마크와 미국(특히 캘리포니아)의 풍력발전기 산업을 비교한 바 있다. (Van Est[1999]). 그밖에 뮌헨 독일박물관의 마티어스 하이만(Matthias Haymann)은 덴마크와 독일, 미국을 비교(Heymann[1998])했고, 유트레히트 대학의 린다 캠프(Linda Kamp)는 덴마크와 네덜란드를 비교(Kamp[2002])햇고, 스웨덴 찰슈 공과대학의 안나 존슨(Anna Johnson)과 스테판 야콥슨(Staffan Jacobsson)은 독일, 네덜란드, 스웨덴을 비교하였다(Johnson and Jacobsson[2000]).
본 서는 이와 같은 풍력발전 기술 개발의 국제 비교 연구에 일본까지 추가하여 덴마크, 독일, 네덜란드와 일본을 비교 검토하여 보았다. 특히 풍력발전기라는 기계의 기술혁신 프로세스를 국제 비교한 것이다. 기술혁신을 경제의 추진력이라고 생각한 오스트리아의 경제학자인 슘페터(Joseph A. Scumpeter)도 지적했듯이, 기술혁신과 기업 규모 사이에는 진정한 상관이 있다고 하는 가설은 예로부터 일컬어져 왔다. 많은 액수의 연구 개발비를 투자하여 많은 연구 개발 요원을 거느린 대규모 기업이 기술혁신에 있어서 우위에 서는 것은 상식처럼 생각될지 모른다. 하지만 중소기업 중에서도 연구 개발을 경영전략의 중심에 두고 많은 기술혁신을 달성한 기업이 적지 않게 존재한다.
실제로 이제까지의 연구에서도 기술혁신과 기업 규모는 상관성이 있다는 슘페터 가설이 반드시 실증적으로 지지를 받아온 것은 아니다. 1980년대의 덴마크와 미국의 풍력발전기 산업을 비교하였을 때, 규모가 작은 덴마크의 풍력발전기 메이커가 거대 기업이 중심이었던 미국의 풍력발전기 산업과의 경쟁에서 결국 덴마크의 중소기업이 승리한 사실은 슘페터 가설이 반드시 옳은 것만은 아니라는 하나의 예일 것이다.
한 마디로, 기술 혁신형 기업이라고 말하지만 실제로는 다양한 형태의 기술혁신이 있다. 일반적으로 기술혁신에는 두 가지 유형이 있다고 한다. 하나는 ‘점진적인 개량(incremental improvement)’이라는 것이고, 또 하나는 ‘도약적 기술혁신(quantum leap innovation)’이라고 하는 유형이다.
점진적 개량은 제품이나 제법을 조금씩 개량해 나가는 것으로 연속적으로 이루어 나간다. 그리고 도약적 혁신은 획기적인 새로운 제품이나 제조법을 창출하는 혁신으로, 불연속적으로 발생하는 경우가 많다. 풍력발전기 개발 프로세스에도 이 도약적인 혁신을 지향하는 경우와 점진적인 혁신을 쌓아 나가는 경우가 있다. 이 접근법의 차이가 산업발전에 어떻게 영향을 미쳤는가도 검토하여 보았다.

어느 유형이든 기술혁신의 결과 기술은 변하게 마련이지만 새로운 기술은 어떤 형태로든 기존 기술의 연장선상에 있다. 아무리 참신한 기술 혁신일지라도 어떠한 기술적 기반 위에서 혁신이 탄생한다. 기술혁신은 곧잘 생물의 진화에 비유되기도 한다. 생물의 진화는 DNA의 변이로 생겨나는 것이지만 모든 DNA가 변하는 따위의 변이는 있을 수 없을 것이다. 즉, DNA의 일부가 변이하는 것에 지나지 않는다. 기술의 진보도 마찬가지로서, 이제까지 가지고 있던 기술의 토대 위에 새로운 기술이 태어나게 된다. 그런 뜻에서 보면 ‘도약적 혁신’이냐 ‘점진적 개량’이냐는 정도의 문제라고도 할 수 있다. 이와 같은 기술 변화가 지금까지의 기술적인 유산 위에 있다는 것을 가리켜 ‘경로 의존성(path dependency)’이라고 한다. 기술에 경로(經路) 의존성이 있다는 것은 기술의 전통이나 지역에 뿌리를 박고 있는 지연적 혹은 토착적인 기술이 중요하다는 것을 의미한다.

기술의 진보는 기존의 기술뿐만 아니라 사회의 다양한 요인에 의해서도 제약을 받는다. 예를 들면, 외국으로부터 기술을 도입하는 경우 도면만을 구입하여도 그것을 읽고 이해할 만한 능력을 가진 사람이 존재하지 않는다면 도면을 제품화할 수 없을 것이다. 이와 같은 기술의 흡수 능력을 가리켜 ‘기술능력(technological capability)’이라고 하는 학자들도 있다. 기술 능력은 어떠한 교육제도를 가지고 있느냐, 사람들이 학습에 대하여 의욕적인가 아닌가, 어떠한 기술적 전통을 가지고 있느냐 등, 다양한 요인에 의해서 결정된다. 외부로부터 기술을 도입하는 이상으로 내부에서의 기술혁신에는 혁신을 추진하여 나가기 위한 여러 가지 문제를 해결할 수 있는 능력이 필요하다.

여기서는 그와 같은 능력을 새로운 고전파 경제학이 생각하는 것과 같은 합리적 경제인에 의한 목적 변수의 최대화 행동으로 다루지 않고, 각 기업이나 사회가 가지고 있는 ‘처리 순서’에 따라 문제를 해결해 나가는 능력이라 생각한다. 기술 혁신에 대하여 기업이나 사회가 갖추고 있는 문제 해결을 위한 처리 절차를 ‘기술혁신 능력’이라고 부르기로 하자. 이 책에서 풍력발전기 기술 개발의 국제적 비교를 시도한 목적은 각 나라가 가지고 있는 ‘기술혁신 능력’의 차이가 풍력발전기 개발에 어떻게 영향을 미쳤는가를 생각하여 보려는 뜻에서이다. 올보대학의 벤트 아케 룬벨 교수(Bengt Ake Lundvall)는 기술혁신 시스템의 국제 비교를 하면서 기술혁신에 관한 덴마크 모델을 다음과 같이 정리하였다.
① 산업 분야로서 중소기업이 중심인 로테크 제품이 특화되고 있다. 이 경향은 코펜하겐보다도 유트랜드에서 특히 현저하다. 풍력발전기도 ‘하이테크 제품’이라고는 이를 수 없다. 또 이 점은 앞서 설명한 슘페터 가설의 검증이라는 점에서도 흥미로운 특징이다.
② 기술혁신에 대하여, 기업 안에서는 물론 기업 외부와도 활발하게 의견을 교환하고 있다. 그러나 이른바 산․학 협동은 별로 활발하지 않고, 과학 지식에 바탕한 의견 교환 역시 별로 일반적이지 않다.
③ 고등교육을 받은 인재가 민간 기업이 아닌 정부기관 등의 공적 부문에서 일하고 있다. 이것은 제2의 특징인 기술혁신이 과학지식에 기초하지 않는다는 측면과도 관련이 있을 것이다.
④ 교육제도의 특수성. 덴마크의 교육제도는 자립심과 책임감을 심는데 주안점을 두고 있으며, 아카데믹한 지식 교육에는 무게가 실려 있지 않다. 그러나 이와 같은 교육제도 때문에 기업 안에서 권한을 위임 받은 경우에도 그에 대처할 수 있다.
⑤ 노동자의 특징. 기업 간의 이동이 심하기 때문에 기업으로서는 사원을 사내에서 교육시키는 인센티브를 별로 갖지 않는다.
⑥ 노동력의 유연성과 높은 효율성.

이와 같은 기술혁신의 덴마크 모델의 여러 가지 요인은 기술혁신 능력을 형성하는 데 있어서 중요한 역할을 할 것으로 생각된다. 풍력발전기 산업의 현상을 보면, 덴마크의 풍력발전기 산업은 성공을 거두고 있다. 이 성공을 거둠에 있어서 덴마크 모델로 거론된 기술혁신 능력 형성의 제반 요인이 어떻게 영향을 미쳤는가를 검토함으로써 우리나라의 기술혁신 능력 형성을 위하여 요구되는 정책을 모색하려는 것이 이 책의 또 하나의 과제이다.
이 책은 다음과 같이 구성되어 있다.

제1장에서는 풍차의 역사와 현대 풍차의 특징, 그리고 풍력자원에 대하여 기술하고, 제2장에서는 풍력발전을 이해하기 위한 기초 지식으로서, 풍력공학을 다루었다. 제3장에서는 덴마크의 풍차발전기 개발 경과를 19세기 말부터 현대에 이르기까지 역사적으로 더듬어 보았고, 제4장에서는 현재 전 세계의 어느 나라보다도 풍력발전이 활발한 독일의 풍력발전기 개발 경위를 살펴보았다. 그리고 제5장에서는 풍차의 본고장인 네덜란드의 풍력발전기 개발 경위를, 제6장에서는 미국과 일본의 풍력발전기 개발 실태를, 제7장에서는 새로운 기술에 대한 도전을 다루었고, 종장에서는 환경파괴로 인한 지구의 위기 상황을 다루어, 풍력발전의 당위성을 이해시키려고 노력하였다.
끝으로 이해를 구하고자하는 것은, 덴마크어, 독일어, 네덜란드어의 인명, 기업명, 지명 등을 우리말로 표기함에 있어서는 되도록 현지의 발음에 가깝게 표기하려고 노력은 하였지만 어색한 표현이 많을 것으로 믿는다. 독자 여러분들의 깊은 이해를 구한다.

2006. 12.