[뉴스포커스]해양에너지-"바다에서 깨끗한 무한 에너지를 캐자

[뉴스포커스]해양에너지-"바다에서 깨끗한 무한 에너지를 캐자"

지면일자 2010.03.31     유선일기자 ysi@etnews.co.kr    ▶ 기자의 다른 기사 보기

한마디쓰기(0) -작게 | 기본 | +크게

바다는 지구 표면의 75％를 차지한다. 이 사실을 생각하면 인류가 25％에 불과한 육지에서 눈을 돌려 바다에서 부족한 자원을 얻으려는 하는 것은 자연스러운 행동이다. 자원뿐만이 아니다. 지금은 에너지도 바다로부터 얻는다. 바다는 자원의 보고이자 에너지의 보고다. 우리가 해양에너지에 주목해야 하는 이유가 여기 있다.

◇왜 해양에너지를 개발해야 하나=해양에너지는 고갈의 우려가 없으며 일단 개발되면 지속적으로 사용할 수 있다는 장점이 있다. 또 대규모 개발이 가능하고 오염문제가 적다는 것도 대표적인 장점이다. 온실가스 감축이 국제적 관심사로 떠오른 오늘날, 세계는 친환경적이면서도 경제성 높은 해양에너지에 자연스럽게 관심을 기울이게 됐다. 에너지의 96％ 이상을 수입에 의존하고 있고 온실가스 감축의무에 따라 저탄소 친환경 에너지원 개발이 시급한 우리나라 역시 해양에너지에 눈을 돌릴 수밖에 없는 상황이다.

정부는 이미 국가에너지기본계획을 통해 2030년 신재생에너지 보급률을 총 1차에너지 대비 11％로 확대하기로 한 바 있다. 특히 해양에너지를 바이오에너지·폐기물에너지와 더불어 미래 산업화 대상 에너지원으로 평가하기도 했다. 정부는 또 지속적으로 해양에너지 기술개발·보급지원에 힘쓰기로 했다. 투자대비 보급효율이 높아 대량보급체제를 구축할 수 있다는 장점 때문이다. 이에 따라 앞으로 새로 건설될 신재생에너지 설비용량(6456㎿) 중 47.7％는 조력·조류·파력 등 해양에너지 설비로 충당하게 될 전망이다. ◇해양에너지는 무엇인가=해양에너지는 사실 대부분 태양에너지로 만들어졌다고 할 수 있다. 태양에너지가 지구에 도달하면 다양한 형태의 에너지로 바뀌는데 바람·파랑·해류와 같은 흐름 형태의 운동에너지와 대기나 육지·해양에 저장되는 열에너지로 나눌 수 있다. 운동에너지는 풍력·해류·파력·염분 농도차 발전으로 이용할 수 있고 열에너지는 해양온도차발전 등으로 활용할 수 있다. 태양에너지를 이용하지는 않지만 태양과 달·지구의 상호작용에서 기인하는 조석현상을 이용한 발전도 가능하다.

조력발전은 대표적인 해양에너지 발전방식의 하나로 조수간만의 차를 이용해 위치에너지를 운동에너지로 바꿔 전기를 만들어내는 원리에 근거한다. 일정중량의 부유체가 받는 부력을 이용하는 부체식과 수위의 상승하강에 따라 밀실에 공기를 압축시키는 원리를 이용하는 압축공기식, 조석저수지를 만들어 발전하는 조지(潮池)식 등 크게 세 가지로 나눌 수 있다. 현재 실용화된 발전방식은 조지식으로, 강한 조석이 발생하는 큰 하구나 만에 방조제를 축조해 조지를 만들고 바깥 바다와 조지의 수위차를 이용해 발전하는 원리를 이용한다.

조류발전은 조류의 흐름이 빠른 곳에 수차발전기를 설칟가동해 발전하는 방식이다. 조류가 빠른 곳을 찾아야 한다는 단점이 있지만, 적당한 위치를 찾으면 대규모 댐 등을 건설할 필요가 없기 때문에 비교적 비용이 적게 든다. 조류발전의 가장 큰 장점은 날씨나 계절 변화에 관계없이 발전량 예측이 가능하며 해양환경에 미치는 영향이 적다는 점이다. 풍력발전과 유사한 원리를 이용하지만 해수의 밀도가 공기보다 약 840배 높아 같은 시설용량일 때 조류터빈의 크기가 훨씬 작다.

파력발전은 파랑의 운동 및 위치에너지를 이용해 터빈을 구동하거나 기계장치 운동으로 변환해 전기를 생산하는 원리를 이용한다. 파고가 높고 파주기가 긴 해역이 적지다.

해수온도차발전은 수심에 따른 바닷물의 온도차를 이용해 에너지를 얻는 발전방식이다. 열대해역에서 해면의 온도는 보통 20도 이상이지만 수심 500∼1000m에서는 온도가 약 4도를 유지한다. 이러한 온도차를 이용해 ‘작동 유체’라는 액체를 증발시켜 이를 통해 터빈을 돌려 전력을 생산하고, 다시 작동 유체를 응축하는 원리를 이용하는 방식이 해수온도차발전이다.

◇국내 해양에너지발전 최적지는=우리나라에서는 서해와 남해가 조력·조류에너지 생산에 유리한 곳으로 평가된다. 자원부존량은 조력이 650만㎾, 조류는 100만㎾ 정도로 추산된다. 특히 서해안 중부와 경기만 해역은 조차가 크고 바다와 만이 잘 발달돼 천혜의 조력에너지 자원 보고로 알려져 있다. 이런 장점 때문에 1920년대부터 서해안 조력발전에 대한 구상이 이뤄졌다. 1978년 실시한 ‘서해안 조력 부존자원조사’에서는 서해안 중부 일대 조력자원개발 입지 10개 지점에서 650만㎾의 조력 부존자원이 있는 것으로 분석되기도 했다. 조류발전은 서해뿐 아니라 남해에서도 가능하다. 양쪽 다 조석간만의 차가 크고 리아스식 해안으로 구성돼 있다는 장점이 있기 때문이다. 특히 전남 해남군 화원반도와 진도 사이의 바다인 울돌목은 최대 13노트에 달하는 강한 조류가 발생하는 곳으로 조류발전 최적지로 평가되고 있다. 이미 지난해 5월 1000㎾급 시험조류발전소가 이곳에 건설됐다.

유선일기자 ysi@etnews.co.kr