[뉴스포커스] 해양에너지-"세계발전량의 5배생산 잠재력…바다를 지배하라"
지면일자 2010.03.31 함봉균기자 hbkone@etnews.co.kr ▶ 기자의 다른 기사 보기
조력·조류·파력 등 해양에너지를 선점하기 위한 전 세계 국가들의 그린레이스로 바다가 뜨거워지고 있다.
해양에너지는 현재 전 세계 발전량 1만8000TWh의 5배 이상인 연간 9만3000TWh의 잠재력을 갖고 있기 때문이다. 해양에너지는 태양광이나 풍력에는 없는 하루 24시간 전기를 생산한다는 강점도 갖고 있다.
또 지금의 녹색기술만 가지고는 장기적으로 온실가스를 충분히 감축하기도, 화석연료를 완전히 대체하기도 힘들어 이에 대한 특단의 대책으로 해양에너지가 떠오르고 있다. 무엇보다 해양에너지 분야는 경쟁이 치열한 기존 녹색산업을 벗어난 새로운 사업의 기회다. 해양에너지 분야에서는 아직 뚜렷한 선두 기업이 없고 기술 개발의 여지가 많기 때문이다. 기존 녹색기술을 뛰어넘는, 잠재력 높은 친환경 기술로 해양에너지에 세계적 관심이 쏠리고 있다.
◇40년 전부터 주목받은 ‘조력발전’=밀물과 썰물 사이의 수위 차를 이용한 대표적인 해양에너지 ‘조력발전’. 원리가 간단해 오래전부터 프랑스·캐나다·러시아·중국 등지에서 운영돼 왔다.
프랑스를 제외하고는 소규모 발전에 그치고 있지만 세계 최대인 프랑스 랑스 조력발전소의 경우 규모가 240㎿에 달하고 1966년 건설돼 40년 이상 운영되고 있다. 랑스 발전소는 24개의 10㎿급 벌브형 터빈으로 구성됐으며 매년 약 550GWh의 전력을 생산하고 있다. 이는 인구 23만명의 도시에서 소비하는 전력량과 맞먹는다. 프랑스 정부는 1921년 조력 발전을 추진하기로 하고 밀물과 썰물의 차이가 13.5m인 랑스 강 하구를 가장 유력한 지역으로 선정했지만 오랜 기간 재정 문제로 방치됐다. 그러다가 1961년 쌩말로 재건 계획을 맡았던 건축가 루이 아르체가 랑스 조력발전소 시공을 지휘, 6년의 공사를 거쳐 1966년 11월 발전소가 완공됐다. 그 결과 1억8400만㎥의 물을 저장할 수 있는 저수지가 완성된 것이다.
랑스에 이은 큰 규모의 조력발전소는 캐나다 펀디베이에 1984년부터 설칟운영되고 있는 아나폴리스 로얄 타이달 플랜트로 18㎿급 스트라플로 터빈을 이용하고 있다.
중국도 3.2㎿ 규모의 지앙시아 플랜트를 포함해 총 6개 조력발전소가 운영되고 있으며 러시아는 1960년대 초반부터 키슬로굽스카야 지역의 400㎾ 규모의 조력발전소가 간헐적으로 운영되고 있다.
이 외에 영국·인도·아르헨티나·호주·스웨덴 등에서도 조력에너지 실용화를 추진하고 있다. 특히 우리나라는 260㎿ 규모의 시화 조력발전소를 2011년 초 완공을 목표로 건설 중이다.
◇전기 만들며 흘러가라 ‘조류발전’=조류발전의 상용화는 아직 본격적으로 실현되지 않고 있으나 조류발전용 터빈 개발을 중심으로 영국·미국·캐나다·노르웨이 등에서 연구개발이 활발히 진행 중이다.
조류 발전에서 가장 앞선 영국에서는 마린 커런트 터빈이 ‘씨젠’ 프로젝트로 1.2㎿급(2기)의 조류발전설비 설치에 성공했다. 회사는 2012년까지 7기의 1.5㎿급(3기) 터빈을 앙글레시 해역에 설치할 계획을 추진하고 있다. 또 영국 스코트리뉴어블은 올해 1.2㎿급 부유식 설비를 테스트할 계획이며 오션플로우에너지는 10분의 1 규모의 부유식 조류발전장치를 연구하고 있다.
아일랜드 오픈 하이드로는 자체개발한 250㎾급 조류발전 설비 테스트를 스코틀랜드 오크니 제도의 유럽해양에너지센터(EMEC)에서 수행하고 있다. EMEC는 앞으로 크고 효율이 높은 발전기를 만들어 경제성을 높인다는 계획이다.
프랑스 하이드로헬릭스는 직경 3m의 설비를 브리태니 지역에서 테스트하고 있으며, 네덜란드 토카르도 BV는 상용화단계에 있는 35㎾급 설비 3기를 덴 위버 지역에 설치했다.
호주 아틀란티스 리소스는 400㎾급 네레우스 II와 500㎾급 솔론의 프로토타입 실험을 수행했다.
미국에서는 베르단트 파워가 6기의 35㎾급 터빈을 이스트리버에 설치했고, 미국 노스이스턴 대학을 중심으로 헬리칼 터빈 실용화 연구를 진행하고 있다.
특히 영국 MCT는 스코틀랜트 펜틀랜드 펄스 지방에 2015년까지 50㎿ 규모, 2020년까지 300㎿ 규모의 조류발전단지 건설 프로젝트에 지원할 계획이다.
◇파도 칠 때 생기는 에너지 모아 ‘파력발전’=바닷물은 파도로 전기를 만들어 주기도 한다.
현재 수많은 방식들이 연구되고 있는데 대표적으로 지난 2008년 포르투갈 해안에 2.25㎿의 파력발전 장치(펠라미스 웨이브) 상용화에 성공한 영국의 펠라미스가 있다. 펠라미스 웨이브는 몇 개의 원통을 연결시킨 다음 파도가 출렁일 때마다 이음매가 상하좌우로 접혔다 펼쳐지는 힘을 이용해 전기를 생산하는 방법을 사용했다.
특히 2000년대 후반에 이르러 유럽뿐만 아니라 미국·캐나다·한국·호주·뉴질랜드·브라질·칠레·멕시코 등을 중심으로 파력에너지 기술개발이 급격히 증가하고 연구가 활발하게 진행되고 있다.
2000년에 설치된 영국 웨이브젠의 림펫은 500㎾급 고정식 진동수주형 파력발전장치로 스코틀랜드 아이레이섬에서 설치돼 운용 중인 육전에 연결된 최초의 상용발전소다.
영국 오션 에너지의 아르키메데스 웨이브 스윙은 2∼3㎿급 부유식 가동물체형 파력발전장치로 지난 2004년 포르투갈 포르토 북부 해역에서 실해역 실험을 완료해, 현재 상용화를 위한 최적화 연구를 수행하고 있다.
영국 이외에도 미국 뉴저지주의 오션파워테크놀로지(OPT)는 1990년대부터 개발해온 파력발전 시스템인 ‘파워부오이(PowerBuoy)’를 이용해 캘리포니아와 오리건 주의 해안 4개 지점에서 270㎿급 발전소 건설을 추진 중이다.
프랑스 국립과학개발연구원(CNRS)도 ‘파력발전개발연구팀’을 구성해 펠라미스와 비슷한 발전기를 제작하고 있다. 올해까지 실험을 마치고 상용화한다는 계획이다.
대만은 현재 파력에너지 발전에 적합한 지역을 발굴하고, 2011년까지 파력에너지변환기술을 실해역에서 테스트하기 위한 준비를 진행 중이다. 이 계획이 성공적으로 수행되면 2025년까지 75㎿ 규모의 파력에너지 발전시설을 확보할 것으로 전망하고 있다.
함봉균기자 hbkone@etnews.co.kr
해양에너지는 현재 전 세계 발전량 1만8000TWh의 5배 이상인 연간 9만3000TWh의 잠재력을 갖고 있기 때문이다. 해양에너지는 태양광이나 풍력에는 없는 하루 24시간 전기를 생산한다는 강점도 갖고 있다.
또 지금의 녹색기술만 가지고는 장기적으로 온실가스를 충분히 감축하기도, 화석연료를 완전히 대체하기도 힘들어 이에 대한 특단의 대책으로 해양에너지가 떠오르고 있다. 무엇보다 해양에너지 분야는 경쟁이 치열한 기존 녹색산업을 벗어난 새로운 사업의 기회다. 해양에너지 분야에서는 아직 뚜렷한 선두 기업이 없고 기술 개발의 여지가 많기 때문이다. 기존 녹색기술을 뛰어넘는, 잠재력 높은 친환경 기술로 해양에너지에 세계적 관심이 쏠리고 있다.
◇40년 전부터 주목받은 ‘조력발전’=밀물과 썰물 사이의 수위 차를 이용한 대표적인 해양에너지 ‘조력발전’. 원리가 간단해 오래전부터 프랑스·캐나다·러시아·중국 등지에서 운영돼 왔다.
프랑스를 제외하고는 소규모 발전에 그치고 있지만 세계 최대인 프랑스 랑스 조력발전소의 경우 규모가 240㎿에 달하고 1966년 건설돼 40년 이상 운영되고 있다. 랑스 발전소는 24개의 10㎿급 벌브형 터빈으로 구성됐으며 매년 약 550GWh의 전력을 생산하고 있다. 이는 인구 23만명의 도시에서 소비하는 전력량과 맞먹는다. 프랑스 정부는 1921년 조력 발전을 추진하기로 하고 밀물과 썰물의 차이가 13.5m인 랑스 강 하구를 가장 유력한 지역으로 선정했지만 오랜 기간 재정 문제로 방치됐다. 그러다가 1961년 쌩말로 재건 계획을 맡았던 건축가 루이 아르체가 랑스 조력발전소 시공을 지휘, 6년의 공사를 거쳐 1966년 11월 발전소가 완공됐다. 그 결과 1억8400만㎥의 물을 저장할 수 있는 저수지가 완성된 것이다.
랑스에 이은 큰 규모의 조력발전소는 캐나다 펀디베이에 1984년부터 설칟운영되고 있는 아나폴리스 로얄 타이달 플랜트로 18㎿급 스트라플로 터빈을 이용하고 있다.
중국도 3.2㎿ 규모의 지앙시아 플랜트를 포함해 총 6개 조력발전소가 운영되고 있으며 러시아는 1960년대 초반부터 키슬로굽스카야 지역의 400㎾ 규모의 조력발전소가 간헐적으로 운영되고 있다.
이 외에 영국·인도·아르헨티나·호주·스웨덴 등에서도 조력에너지 실용화를 추진하고 있다. 특히 우리나라는 260㎿ 규모의 시화 조력발전소를 2011년 초 완공을 목표로 건설 중이다.
◇전기 만들며 흘러가라 ‘조류발전’=조류발전의 상용화는 아직 본격적으로 실현되지 않고 있으나 조류발전용 터빈 개발을 중심으로 영국·미국·캐나다·노르웨이 등에서 연구개발이 활발히 진행 중이다.
조류 발전에서 가장 앞선 영국에서는 마린 커런트 터빈이 ‘씨젠’ 프로젝트로 1.2㎿급(2기)의 조류발전설비 설치에 성공했다. 회사는 2012년까지 7기의 1.5㎿급(3기) 터빈을 앙글레시 해역에 설치할 계획을 추진하고 있다. 또 영국 스코트리뉴어블은 올해 1.2㎿급 부유식 설비를 테스트할 계획이며 오션플로우에너지는 10분의 1 규모의 부유식 조류발전장치를 연구하고 있다.
아일랜드 오픈 하이드로는 자체개발한 250㎾급 조류발전 설비 테스트를 스코틀랜드 오크니 제도의 유럽해양에너지센터(EMEC)에서 수행하고 있다. EMEC는 앞으로 크고 효율이 높은 발전기를 만들어 경제성을 높인다는 계획이다.
프랑스 하이드로헬릭스는 직경 3m의 설비를 브리태니 지역에서 테스트하고 있으며, 네덜란드 토카르도 BV는 상용화단계에 있는 35㎾급 설비 3기를 덴 위버 지역에 설치했다.
호주 아틀란티스 리소스는 400㎾급 네레우스 II와 500㎾급 솔론의 프로토타입 실험을 수행했다.
미국에서는 베르단트 파워가 6기의 35㎾급 터빈을 이스트리버에 설치했고, 미국 노스이스턴 대학을 중심으로 헬리칼 터빈 실용화 연구를 진행하고 있다.
특히 영국 MCT는 스코틀랜트 펜틀랜드 펄스 지방에 2015년까지 50㎿ 규모, 2020년까지 300㎿ 규모의 조류발전단지 건설 프로젝트에 지원할 계획이다.
◇파도 칠 때 생기는 에너지 모아 ‘파력발전’=바닷물은 파도로 전기를 만들어 주기도 한다.
현재 수많은 방식들이 연구되고 있는데 대표적으로 지난 2008년 포르투갈 해안에 2.25㎿의 파력발전 장치(펠라미스 웨이브) 상용화에 성공한 영국의 펠라미스가 있다. 펠라미스 웨이브는 몇 개의 원통을 연결시킨 다음 파도가 출렁일 때마다 이음매가 상하좌우로 접혔다 펼쳐지는 힘을 이용해 전기를 생산하는 방법을 사용했다.
특히 2000년대 후반에 이르러 유럽뿐만 아니라 미국·캐나다·한국·호주·뉴질랜드·브라질·칠레·멕시코 등을 중심으로 파력에너지 기술개발이 급격히 증가하고 연구가 활발하게 진행되고 있다.
2000년에 설치된 영국 웨이브젠의 림펫은 500㎾급 고정식 진동수주형 파력발전장치로 스코틀랜드 아이레이섬에서 설치돼 운용 중인 육전에 연결된 최초의 상용발전소다.
영국 오션 에너지의 아르키메데스 웨이브 스윙은 2∼3㎿급 부유식 가동물체형 파력발전장치로 지난 2004년 포르투갈 포르토 북부 해역에서 실해역 실험을 완료해, 현재 상용화를 위한 최적화 연구를 수행하고 있다.
영국 이외에도 미국 뉴저지주의 오션파워테크놀로지(OPT)는 1990년대부터 개발해온 파력발전 시스템인 ‘파워부오이(PowerBuoy)’를 이용해 캘리포니아와 오리건 주의 해안 4개 지점에서 270㎿급 발전소 건설을 추진 중이다.
프랑스 국립과학개발연구원(CNRS)도 ‘파력발전개발연구팀’을 구성해 펠라미스와 비슷한 발전기를 제작하고 있다. 올해까지 실험을 마치고 상용화한다는 계획이다.
대만은 현재 파력에너지 발전에 적합한 지역을 발굴하고, 2011년까지 파력에너지변환기술을 실해역에서 테스트하기 위한 준비를 진행 중이다. 이 계획이 성공적으로 수행되면 2025년까지 75㎿ 규모의 파력에너지 발전시설을 확보할 것으로 전망하고 있다.
함봉균기자 hbkone@etnews.co.kr
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