(기고)해양에너지 활성화로 미래를 대비해야

한국해양과학기술원 부설 선박해양플랜트연구소 홍기용 책임연구원

홍기용 책임연구원.
홍기용 책임연구원.
우리는 에너지를 둘러싼 딜레마가 전 세계를 위협하는 사회에 살고 있다. 인류가 사용하는 1차 에너지원 가운데 석유와 석탄의 향후 생산 가능 년도는 각각 53.3년, 113년 정도에 불과하다. 그 뿐만 아니라 인류의 생존을 위협하는 기후변화의 원인인 CO₂배출을 감축해야 하는 어려움에 직면해 있다.

우리나라는 에너지원의 총 97%를 수입에 의존하고 있으며, 전체 전력의 2/3가량이 화석연료에 의해 생산되고 있기 때문에 신재생에너지 개발을 위한 지속적인 노력과 정책 지원이 시행되고 있다. 이러한 시점에서 3면이 바다인 지리적 이점을 이용한 해양 에너지가 주목을 받고 있다. 

 ◆파력발전의 개요와 기술 현황

파랑, 조류, 수온 등 다양한 해양 에너지원 중 파랑은 모든 해역에 폭넓게 분포하기 때문에 사용 가능한 에너지원이 풍부하고 설치 가능한 해역이 광범위하여 가장 활발한 연구가 진행되고 있는 해양에너지 자원이다. 파력발전은 상용화에는 이르고 있지 못하나, 연안 해역 적용기술을 중심으로 활발한 연구가 이루어지고 있으며, 보다 대규모 자원 개발이 가능한 멀리 떨어진 해역의 적용기술 개발도 증가하고 있어 2020년경에는 본격적인 상용화가 시작될 전망이다.

파력발전 기술개발을 세계적으로 선도하는 국가는 영국, 덴마크, 포르투갈을 비롯한 유럽의 여러 나라와 미국, 일본, 호주 등이며, 다양한 실제 해역에서의 실험이 진행되고 있어 조만간 파력에너지의 대규모 활용이 가시화될 전망이다.

우리나라는 파력발전기술의 핵심기술인 조선해양 및 해양토목 기술 분야에서 세계 최고 수준의 기술력을 갖고 있어 국가적 경쟁력을 이미 학보하고 있다. 이와 같은 기술력을 토대로 파력발전을 대규모화 할 경우 경제성 높은 발전시스템의 구축이 가능하고, 소규모 독립전원으로 사용할 경우에는 육지에서 멀리 떨어진 외딴섬 및 해양 고립시설의 전력공급원으로 활용할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

◆복합발전 개요와 기술현황

해양에너지 기술개발은 현재까지 조력 및 조류에너지를 중심으로, 파력, 해양온도차 발전 등 개별 에너지원별 실용화 기술개발로 추진되어 왔으며, 현재 조력의 경우 상용화 단계에, 조류 및 파력 등은 현장실증단계에 도달하였으므로, 이러한 에너지원별 요소기술들을 융·복합하여 복합발전 및 다양한 형태의 복합발전 단지구축을 위한 연구개발이 필요한 시점에 도달하였다.

해상풍력 발전과 파력발전은 개발 대상 적지가 일치하므로, 하나의 구조물 및 제어 시스템을 통하여 풍력과 해양에너지원을 동시에 활용할 수 있는 복합발전시스템 개발이 가능하다. 다른 대안으로 조류와 해상풍력 복합발전이 가능한데 이는 발전량이 규칙적인 조류발전의 특성이 반영되어, 풍력의 불규칙성을 일정 부분 해소할 수 있기 때문이다.


◆ 해양에너지 개발의 미래

해양에너지는 우리나라의 청정 신재생에너지 보급률을 획기적으로 증가시킬 수 있는 자원이다. 우리나라는 전 해역에서 개발 가능한 대규모 해양에너지 자원이 있음에도 불구하고 관련기술에 대한 투자 부족과 미흡한 정책적 지원으로 인해 자원개발이 지연되어 왔으나, 최근 신재생에너지 자원 확보의 시급성과 해양에너지의 무한한 가능성이 부각되면서 기술개발에 대한 정부지원이 확대되고 있다.

우리나라 서남해안은 낮은 수심과 좋은 풍황 조건으로 해상풍력에 매우 유리한 조건을 갖추고 있다. 더구나 우리나라 서해안의 조력에너지는 세계 최고 수준의 에너지밀도를 자랑하고 있다. 대단위 발전단지가 조성되면, 운송조건 등을 감안하여 그 지역 주변에 타워공장, 블레이드, 하부구조물 등을 생산하는 산업시설을 조성하는 것이 일반적이므로 타 산업에의 큰 시너지 효과도 기대된다. 해상풍력-조류, 해상풍력-파력 복합발전 구조물의 핵심은 조선 및 해양구조물에 대한 설계 및 제작 기술에 있다. 세계 제 1의 조선강국으로서 우리나라는 조선 및 해양구조물에 관한 많은 설계 및 시공 경험을 보유하고 있으므로, 국내 보유기술과의 시너지 효과 통하여 기술개발 성공이 충분히 가능할 것이다.