풍력 터빈 나셀 시장 규모, 점유율 및 동향 분석 보고서: 설치 위치(육상, 해상), 터빈 용량(1.5MW 미만, 1.5MW~2MW, 2MW~2.5MW, 2.5MW 초과) 및 지역(북미, 유럽, 아시아 태평양, 중동 및 아프리카, 라틴 아메리카)별 예측, 2025-2033년

풍력 터빈 나셀 시장 성장 요인

풍력 에너지 비용 하락

지난 10년 동안 급격한 감소가 있었습니다.풍력 에너지 가격풍력 터빈의 높이와 크기를 높이는 추세가 가격 하락의 주요 요인입니다. 과거에는 강철과 알루미늄 기반 부품이 풍력 산업의 주력 소재였습니다. 이러한 소재는 대형 풍력 터빈 블레이드를 제작하는 데 사용될 경우 무게가 무거워 파손 위험이 있었습니다. 최근 풍력 산업계는 폴리머 및 유리섬유 복합재를 포함한 더욱 견고하고 가벼운 소재를 개발해 왔습니다.

또한, 과거에는 풍력 발전 사업에서 거대한 타워를 건설하기 위해 주로 강철을 사용했지만, 오늘날의 풍력 발전 타워는 강철과 콘크리트로 만들어져 제조업체들이 대형 타워를 건설할 수 있게 되었습니다. 풍력 터빈의 기어박스에는 이제 더 나은 베어링 재료가 사용됩니다. 뿐만 아니라, 지난 몇 년 동안 설계 및 생산 기술에 상당한 발전이 있었습니다. 이러한 발전 덕분에 풍력 터빈 제조업체들은 상대적으로 저렴한 비용으로 강력한 풍력 터빈을 제작할 수 있게 되었습니다.

시장 제한

기술 전문성 부족

고정식 풍력 터빈 구성 요소 중 전기 시스템의 연간 고장률이 가장 높으며, 경우에 따라 0.5건을 초과하기도 합니다. 터빈의 여러 구성 요소 고장률 분석에 따르면, 고장 발생 시 평균 가동 중단 시간은 이틀에 육박합니다. 이는 숙련된 전문가가 필요한 여러 기술적 문제의 결과입니다. 고정식 해상풍력 터빈(FOWT) 설치 시 발생하는 풍하중과 파랑하중의 복합적인 영향을 분석하는 방법의 개선, 터빈 블레이드 성능 향상을 위한 제조 방식의 변화, 심해 해상 풍력 발전 설비에 최적화된 전력 케이블 연결 등이 이루어짐에 따라 전문가에 대한 수요는 더욱 증가하고 있습니다. 기술 전문성 부족은 해상풍력 산업의 발전을 심각하게 저해하는 요인입니다.

시장 기회

기술 발전의 가속화

유리 복합재와 같은 풍력 터빈 부품 설계 기술의 발전으로 유지보수 및 설치 비용이 절감됨에 따라 2022년부터 2029년까지의 예측 기간 동안 시장 참여자들에게 더욱 큰 수익성 있는 기회가 제공될 것입니다. 최신 유리 복합재는 더 작고 저렴하며 운송 및 조립이 용이한 부품을 제작하는 데 사용됩니다. 이러한 부품은 설치 및 수리가 간편하여 설치 및 유지보수 비용이 절감되므로 시장 성장에 기여할 것입니다.

배포 위치 정보

육상 풍력 발전 부문은 시장에서 가장 큰 비중을 차지하며 예측 기간 동안 연평균 5.54%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 해상 풍력 터빈과 비교했을 때, 육상 풍력 터빈 기술은 더 발전된 형태를 갖추고 있습니다. 육상 풍력 터빈은 일반적으로 가격이 저렴하고, 해상 터빈보다 환경적 압력이 적기 때문에 더 낮은 허용 오차로 작동하도록 설계되었습니다. 그러나 육상 풍력 터빈의 나셀은 공기 중의 먼지와 모래 입자로 인한 마모 손상과 같은 문제에 직면해 있으며, 환경적 압력의 영향을 최소화하기 위해 특수한 설계가 필요합니다. 국제풍력연구소(IRENA)에 따르면, 일반적인 2MW급 육상 터빈의 나셀 어셈블리 무게는 약 2톤에 달합니다. 과거에는 강철과 스테인리스강을 사용했지만, 최근에는 대부분 복합 소재를 사용하고 있습니다. 크기, 복잡한 기하학적 설계 및 무게 요구 사항을 충족하기 위해 수지 주입식 유리 섬유 복합 소재를 사용하여 제작되는 경우가 많습니다. 나셀은 정비 직원에게 안전한 작업 표면을 제공할 뿐만 아니라 강수, 먼지, 자외선, 낙뢰와 같은 외부 위험으로부터 풍력 터빈 내부 작동 부품을 보호합니다.

또한, 많은 주요 OEM 업체들이 인도와 같은 개발도상국에 나셀 제조 시설을 건설했습니다. 타밀나두 주 첸나이에는 지멘스 가메사가 나셀 공장을 운영하고 있으며, 베스타스 또한 그곳에 새로운 나셀 및 허브 조립 시설을 건설할 계획을 발표했습니다. 구자라트 주 다만에는 수즐론이 나셀 커버 제조 시설을 보유하고 있습니다. 이러한 제조 시설들은 주로 육상 풍력 터빈 나셀을 생산하는데, 이는 인도 시장이 주요 고객이며 인도 풍력 에너지 시장에서 육상 풍력 부문이 지배적이기 때문입니다.

해상 풍력 발전은 빠르게 확장되어 왔으며,해상 풍력 터빈 수요풍력 발전량이 증가함에 따라 해상 풍력 발전용 나셀 설계도 지속적으로 개선되어 왔습니다. 해상 풍력 터빈은 일반적으로 육상 풍력 터빈보다 크기가 훨씬 크기 때문에 나셀의 크기와 질량이 더욱 중요한 요소로 작용합니다. 특히 해상 풍력 터빈의 나셀은 태풍이나 너울성 파도와 같은 악천후로부터 핵심 터빈 부품을 보호해야 합니다. 또한, 해상 풍력 발전의 높은 습도와 염분 함량으로 인해 부식 및 기타 문제가 발생할 수 있습니다.

결과적으로 해상 풍력 터빈 나셀은 더욱 엄격한 공차로 제작되어야 하며, 일반적으로 해양 환경에 특화된 재료를 사용합니다. 해상 풍력 터빈의 나셀은 전체 기계에서 가장 부피가 큰 부품 중 하나입니다. 소형화 및 경량화를 위해 승압 변압기가 없는 시스템, 중주파(수 kHz~MHz 범위) 전력 변압기 기반 시스템, 다단계 및 모듈형 매트릭스 컨버터 기반 시스템, 초전도 발전기 기반 시스템 등 다양한 대체 기술이 제안되었습니다. 해상 풍력 프로젝트의 증가로 인해 중국, 미국, 유럽의 해상 풍력 시장이 해상 풍력 나셀 수요를 주도할 것으로 예상됩니다.

터빈 용량 분석

1.5MW 미만 부문이 가장 큰 시장 점유율을 차지하고 있으며, 예측 기간 동안 연평균 6.34%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 커뮤니티, 기업, 학교, 병원, 단독 주택, 농장, 통신탑 및 다양한 장비들이 1.5MW 미만의 풍력 터빈으로 전력을 공급받고 있습니다. 저렴한 비용, 낮은 유지보수 비용, 그리고 대체 에너지 발전원으로서의 신뢰성 덕분에 최대 0.1MW 용량의 소형 풍력 터빈은 가정, 농장, 농업 및 통신 분야의 외딴 소규모 독립형 전력 시스템에 전통적으로 사용되어 왔습니다. 이러한 소형 풍력 터빈은 추가적인 기반 시설 없이 좁은 공간에도 신속하게 설치할 수 있습니다.

에너지 비용 상승, 분산형 전력 생산에 대한 필요성 증가, 그리고 기후 변화에 대한 우려로 인해 사람들은 점점 더 대체 에너지원을 찾고 있으며, 이는 풍력 터빈 나셀에 대한 시장 수요 증가를 촉진하고 있습니다. 태양광 발전이 현실적으로 어려운 지역에서는 이동식 마이크로 풍력 터빈과 같은 소형 풍력 발전 장치가 실용적인 발전 대안이 될 수 있습니다. 이동식 소형 풍력 터빈은 설치가 빠르고 가볍습니다. 풍속 18km/h에서 5와트의 전력을 생산할 수 있습니다.

일반적으로 상업 및 공공 시설 규모 운영에 사용되는 1.5MW~2MW 출력의 풍력 터빈은 육상 발전용으로 설치됩니다. 공공 시설 규모 풍력 터빈의 설치 비용은 정격 용량 1MW당 130만 달러에서 220만 달러 사이입니다. Windustry에 따르면 현재 설치된 상업 규모 터빈의 대부분은 2MW 용량이며 설치 비용은 300만 달러에서 400만 달러 사이입니다. 세계풍력에너지협의회(GWEC)는 2020년에 86.9GW의 육상 풍력 발전 용량이 추가될 것으로 예상하며, 이는 전년 대비 59% 증가한 수치로 전체 육상 풍력 발전 용량이 700GW를 넘어설 것으로 전망합니다.

2016년부터 2018년까지 정체기를 거친 후, 발전 용량 증설이 증가하기 시작했습니다. 육상 풍력 발전은 해상 풍력 발전에 비해 비용 효율성이 매우 높습니다. 따라서 전 세계적으로 육상 풍력 터빈 설치가 증가함에 따라 향후 예측 기간 동안 풍력 터빈 나셀 수요가 증가할 것으로 예상됩니다. 구자라트에서는 술존(Sulzon)사가 252MW 규모의 풍력 발전 시설 건설 계획을 발표했습니다. 이 프로젝트는 2022년 완공 예정입니다. 술존사는 정격 용량 약 2MW의 하이브리드 격자 튜브 타워를 사용하는 S120-140m 풍력 터빈 발전기(WTG) 약 120기를 설치할 계획입니다.

지역 분석

아시아 태평양 지역은 가장 중요한 매출 기여 지역이며 예측 기간 동안 연평균 7.2%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 중국은 1891년 현대식 풍력 터빈 발전기(WTG)가 발명되기 이전부터 외딴 농촌 지역에 안정적으로 전력을 공급할 수 있는 수단으로서 풍력 에너지 기술의 잠재력을 인식해 왔습니다. 법률 개정, 집중적인 연구 개발 프로젝트, 새로운 자금 조달 방식, 그리고 최근 5개년 계획의 구체적인 목표 설정 덕분에 중국의 풍력 발전 설비 용량은 1990년 4MW에서 2020년 말까지 281.99GW로 증가했습니다. 중국은 2020년 세계 최대의 풍력 발전 설비 용량과 신규 설치 용량을 보유하게 되었습니다. 2050년에는 중국이 전 세계 육상 풍력 발전 설비의 50% 이상을 차지하며 시장을 주도할 것으로 예상됩니다. 높은 인구 밀도와 전력 수요는 풍력 에너지 개발을 촉진할 것으로 전망됩니다. 전국 각지의 중앙 정부와 지방 정부의 지원을 받아 중국 기업을 포함한 수많은 글로벌 기업들이 이 산업에 투자하고 있습니다. 

인도는 세계 최고 수준의 탄소 배출량을 기록하는 국가 중 하나입니다. 산업화와 인구 증가에 따른 전력 소비량 증가로 인해 정부는 탄소 배출량 감축을 위해 재생 에너지 도입을 적극적으로 추진하고 있습니다. 인도는 해안선을 따라 7,600km에 달하는 미개발 해상 풍력 발전 잠재력을 활용하여 에너지 구성에서 재생 에너지 비중을 높이려 노력하고 있습니다. 최근 해상 풍력 발전에 대한 관심이 더욱 높아지고 있으며, 신재생에너지부는 2022년과 2030년까지 각각 5.0GW와 30GW의 해상 풍력 발전 설비 구축 목표를 설정했습니다. 풍력은 변동성이 크고 특정 지역의 기후 조건에 따라 발전 가능 여부가 달라지는 에너지원이므로, 잠재적인 발전 가능 지역을 파악하기 위해서는 철저한 풍력 자원 평가가 필수적입니다. 인도 정부는 국립 풍력 에너지 연구소(NIWE)를 통해 전국에 800개 이상의 풍력 관측소를 설치하고, 50m, 80m, 100m, 120m 높이에서의 풍력 잠재력 지도를 발표했습니다. 최근 평가에 따르면, 해당 국가는 지상 100미터 높이에서 302GW, 지상 120미터 높이에서 695.50GW의 풍력 에너지 잠재력을 가지고 있습니다.

북아메리카

북미 지역은 예측 기간 동안 상당한 성장을 보일 것으로 예상됩니다. 미국 정부는 국내 에너지 생산 확대를 목표로 하는 '아메리카 퍼스트(America First)' 프로그램의 일환으로 풍력 발전 산업에 많은 지원을 제공하고 있습니다. 임대 가능한 광활한 해안선 덕분에 해상 풍력 에너지 부문은 중요한 개발 분야로 여겨지고 있습니다. 미국 풍력 에너지 협회(AWEA)에 따르면, 여전히 활발하게 성장하고 있는 텍사스주의 육상 풍력 발전 붐이 전체 풍력 발전 설비 용량의 상당한 성장을 이끄는 주요 요인입니다. 텍사스주는 미국 전체 풍력 발전 용량의 4분의 1 이상을 차지하고 있습니다. 그러나 오랜 기간 유지되어 온 생산세액공제(Production Tax Credit)와 같은 기본 보조금, 태양광 및 천연가스와의 치열한 경쟁, 그리고 주요 개발 지역의 심각한 송전망 혼잡은 향후 미국 풍력 에너지 시장에 상당한 어려움을 초래할 수 있습니다. 정부는 주로 환경적인 이유로 풍력 발전 용량 확대를 강조해 왔습니다.
북미는 광범위한 육상 풍력 발전 단지 포트폴리오 덕분에 풍력 산업에 상당한 영향을 받고 있습니다. 그러나 머지않아 풍력 터빈 나셀 시장은 해상 풍력 발전 부문의 최근 발전 상황에 따라 크게 변화할 것으로 예상됩니다. 캐나다 정부는 2025년까지 풍력 발전 용량을 55GW로 늘려 국가 에너지 수요의 20%를 충당하려는 계획을 추진하고 있습니다. 하지만 목표 달성을 위해서는 42GW 이상의 추가 발전 용량이 필요합니다. 이는 풍력 발전 프로젝트 개발자들에게 새로운 투자 기회를 제공할 것으로 전망됩니다.

유럽은 세계 최대 풍력 터빈 나셀 시장 중 하나입니다. 이 지역의 총 설치 용량은 218.91GW이며, 그중 194.08GW는 육상 풍력 발전, 24.84GW는 해상 풍력 발전입니다. 유럽은 탄소 중립 목표 달성을 위한 청정 에너지 프로그램을 지원하는 데 매우 중요한 지역 중 하나이므로 풍력 에너지 분야의 발전은 더욱 가속화될 것으로 예상됩니다. 또한, 유럽은 특히 해상 풍력 발전 분야에서 막대한 잠재력을 가지고 있습니다. 해상 풍력 발전소의 생산 비용을 절감하고, 경우에 따라 경제적 성능 면에서 육상 풍력 발전소와 동등한 수준으로 끌어올린 중요한 기술 발전은 해상 풍력 산업 확장의 주요 원동력입니다.

해상 풍력 발전 시장은 예측 기간 동안 긍정적인 전망을 보일 것으로 예상됩니다. 정부는 2030년까지 국가 전력 생산량의 3분의 1을 풍력 에너지로 충당하겠다는 계획을 발표했으며, 이는 국가 풍력 에너지 부문에 장기적으로 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대됩니다. 그러나 태양광 에너지 비용은 풍력 발전보다 빠르게 하락하고 있으며, 현재 태양광 에너지가 풍력 에너지보다 더 저렴합니다. 발전차액지원제도(FIT) 만료 후 FIT가 인상됨에 따라 풍력 산업은 현재 태양광 발전 대비 보유하고 있는 경쟁 우위를 잃을 것으로 예상되며, 이는 예측 기간 동안 영국 시장 성장을 더욱 제약할 수 있습니다.

칠레는 남미 최초로 석탄 사용을 완전히 단계적으로 폐지하겠다고 발표했으며, 2024년까지 1GW 규모의 석탄 발전소를 폐쇄할 계획입니다. 중남미 및 카리브해 재생에너지(RELAC) 프로젝트를 통해 칠레는 지역 차원의 저탄소 목표를 설정하고 2030년까지 재생에너지 소비 비중을 70%까지 높이겠다는 약속을 했습니다. 브라질에서는 평균 발전 비용이 MWh당 98.62헤알(약 30달러)로 풍력 발전이 가장 경쟁력 있는 기술로 부상했습니다. 이는 대규모 수력 발전 프로젝트보다 훨씬 저렴한 비용입니다. 브라질 풍력발전협회(Abeeólica)는 또한 전년도에 가동 예정인 186개의 신규 풍력 발전소를 고려하면 브라질의 풍력 발전 설비 용량이 약 18.8GW에 달할 것으로 추산했습니다. 더 나아가, 정부의 10년 에너지 성장 계획에 따르면 브라질은 2026년까지 풍력 발전 설비 용량을 28.5GW까지 확대할 계획입니다.