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2013년의 마지막 날은 매섭게 몰아치던 한파가 누그러지고 비교적 포근한 날씨를 보였다. 새해 첫날인 1월 1일에도 평년기온을 보인 가운데, 많은 사람들이 전국에서 구름 사이로 떠오르는 해를 보기 위해 ‘일출명소’를 찾았다. 

 

겨울이 오면 바다는 대표적인 여행지로 손꼽힌다. 해돋이를 보기 위한 주요 일출 명소로 동해 추암해수욕장, 양양 하조대, 주문진 남애항 등이 이목을 끌고 있다.

 

바다는 찌는 듯한 여름 더위를 시원하게 날려주기도 하고, 고요한 겨울의 낭만을 느끼게 해준다. 이러한 역할 외에 ‘해양에너지’라는 신재생 에너지원을 제공하기도 한다. 삼면이 바다로 이루어진 대한민국. 바다의 무수한 가능성을 더욱 발전시킬 필요성이 대두되면서 청정에너지원으로써 해양에너지가 관심을 받고 있다.

 

해양에너지는 활용 방식에 따라 파력발전·조력발전·조류발전 세 가지로 나뉜다.

 

파력발전(wave activated power generation)은 파도의 힘을 이용해 전기를 생산하는 발전방식이다. 파도에 의한 해면의 상하운동을 이용한다. 이 때 파도를 좀 더 효과적으로 이용하기 위해 조력발전이나 조류발전보다는 더욱 특별한 기술을 요구하는 발전방식이라고 할 수 있다.

 

조력발전은 조수간만의 차이로 발전하는 방식이다. 수위 차로 전기를 생산하는 수력발전과 유사한 원리를 갖고 있다. 수위 차는 밀물·썰물을 가리지 않고 발생한다. 청정에너지라고 할 수 있는 반면 간만의 차가 심해야 하므로 지역적으로 한정된 장소에만 적용할 수 있는 발전방식이라는 단점이 존재한다.

 

조류발전은 해류의 흐름을 이용해 발전하는 방식이다. 밀물과 썰물로 생기는 조류를 이용하는 것이다. 물살이 빠른 곳에 발전기를 설치해 전기를 생산하는 것으로 물살을 일으키기 위해 따로 댐을 건설한 필요가 없고, 선박이나 어류의 이동을 방해하지 않는다. 단, 적지를 선정하는데 어려움이 있고 발전을 적절히 조절할 수 있는 조력발전에 비해 자연적인 흐름의 세기에 따라 발전량이 좌우된다는 점이 단점이다. 조류 에너지는 방대하지만, 단위밀도가 낮은데다가 조류에너지를 이용하는 발전 장비를 설치하기 위해서는 대규모 토목공사가 필요하기 때문에 이를 실용화하는 데는 기술적인 어려움이 많다.

 

한편, EU를 중심으로 한 선진국에서도 해양에너지 개발에 매우 적극적이다. 특히 영국의 경우 2020년까지 해양에너지 개발로 국내 전력 소비량의 20%를 충당하고자 의욕적으로 나서고 있다. 미국과 포르투갈 등에서도 파력 및 조류발전을 위해 활발한 해역 실증 사업이 진행되고 있다.

 

세계 해양에너지 시장을 선점하기 위해서는 무엇보다도 지속적인 R&D투자가 필요하다. 그동안 국내는 태양열, 풍력 등 다른 신재생에너지 개발에 밀려 해양에너지는 후 순위로 처져 있었지만 좁은 국토의 한계를 극복할 수 있는 적합한 신재생에너지로 해양에너지가 꼽힌다.

 

해양에너지 기술개발이 상용화되면 우리나라 에너지 자급도를 높이며, CDM(Clean Developement Management) 사업인증으로 탄소배출권까지 획득할 수 있다.

 

 

이렇듯 오래전부터 친환경 에너지 발굴에 힘써 온 가운데 특히 화석 에너지 고갈로 인해 해양을 이용한 에너지 발굴에 가속도가 붙고 있다. 현재 파도, 해류, 조수 등을 이용해 전력을 생산하는 기술이 속속 개발되는 가운데 해수 온도차를 이용해 전력을 생산하는 기술은 실현 가능성이 높아 가장 주목을 받는 기줄 중 하나로 꼽히고 있다.

 

 

해양 온도차발전이란 태양 빛을 받아 온도가 높은 표층 해수와 태양 빛을 못 받아 온도가 낮은 심해 해수 간의 온도차를 이용해 전력을 생산하는 것을 말한다.

 

이 시스템은 일반 발전소의 가동 원리와 같다. 열대 부근의 바다는 표면층의 더운물과 수심 600∼700m의 바닷물 사이에 20℃이상 온도차가 난다. 태양열로 가열된 표면층의 바닷물을 파이프라인을 통해 증기를 만드는 장치에 보내면, 뜨거운 바닷물은 끓는 점이 낮은 암모니아나 프레온 가스를 증기로 만들고, 이 증기의 힘으로 터빈을 돌려 발전한다. 터빈을 돌리고 난 증기는 심해의 찬 바닷물로 냉각해서 다시 사용되는 원리다.

 

현재 많은 다국적 기업들이 해양에너지를 이용한 온도차발전 사업에 뛰어들고 있다.

 

중국 정부는 온도차 에너지 발굴을 위한 정책 마련 등에 나서고 있다. 최근 중국 국가해양국 제1해양연구소 류워민(劉偉民) 연구진이 수행한 ‘15Kw 온도차 발전 시스템 연구 및 테스트’ 프로젝트는 검수에 통과됐다. 이로 인해 중국은 미국, 일본에 이어 독자적으로 온도차발전 기술을 보유한 국가가 됐다.

 

한편 국내에는 아직까지 해양에너지기술의 한계가 존재하지만 우리나라 바다는 유속의 흐름이 빠르고 조수간만의 차가 큰 곳이 많아 해양에너지 개발의 적지에 해당해 기대를 모으고 있다.

 

신정아 온케이웨더 기자 jungah63@onkweather.com