[사이언스포럼]현명한 바다의 이용, 해양에너지 개발에서 찾아야

이광수 한국해양과학기술원 책임연구원

인류가 우주를 탐사하고 수많은 탐험가들이 해발 8000m 이상의 산봉우리를 등정하는 세상이지만, 평균수심 약 3680m의 바다는 여전히 인류에게 '미지의 영역'으로 남아있다. 많은 해양학자들이 "오늘날 인류가 바다에 대해 알고 있는 것은 10% 미만"이라 말한다. 더구나 해양생물학자들 중엔 "1%도 안 된다"고 말하는 이도 있다. 역설적이지만 바다는 그래서 인류의 '미래'다. 특히 최근엔 육상자원의 고갈, 지구환경 변화 등에 대한 세계적 고민이 깊어지면서 해양에너지가 크게 주목을 받고 있다.

해양에너지 자원은 고갈될 염려가 없고, 일단 개발되면 태양계가 존속하는 한 이용이 가능하며, 오염 문제가 없는 무공해 청정에너지라는 장점을 가지고 있다. 그러나 석탄, 석유, 원자력 등 현재 사용 중인 에너지원에 비해 에너지 생산비용이 상대적으로 높고, 출력 변동과 육상으로의 송전 등 문제가 있다는 단점도 있다. 따라서 해양에너지를 실용화하기 위해서는 개발비용을 낮추고, 안전성과 신뢰성을 높일 수 있도록 기술개발이 이뤄져야 한다.

삼면이 바다로 둘러싸여 있는 우리나라는 해양에너지 개발에 있어서도 매우 유리한 조건을 갖추고 있다. 서ㆍ남해안은 조석간만의 차가 크고 해안선 굴곡이 심하며 최대 13노트에 달하는 강한 조류까지 발생한다. 자연히 조력발전소나 조류발전소를 짓기에 천혜의 입지로 꼽힌다. 또 동해와 제주도 주변은 강한 파랑이 발생하는 해역으로 파랑에너지가 풍부하다. 그동안 해양에너지가 가진 단점 때문에 개발이 상당기간 보류돼 왔지만 세계적인 추세에 따라 최근에는 우리나라도 바다에서 해양에너지를 확보하기 위한 움직임이 활발해지고 있다.

우선 조력발전만 하더라도 한국수자원공사가 경기도 시화호에 시설용량 25만4000㎾의 조력발전소를 건설해 연간 약 5억㎾h 이상의 전력을 공급하고 있다. 전 세계에는 약 230여개의 나라가 있는데, 조력발전이 가능한 지형적 조건과 커다란 조차를 가진 나라는 불과 10개국 정도이다. 그중 조력발전소가 있는 나라는 5개국뿐인데, 우리나라도 그중 하나이다.

시화호 조력발전소는 시화방조제에서 출발하였다. 시화방조제는 담수호로 조성하여 경기도 시화만에 용수 공급과 농ㆍ공업용지 및 휴식 공간을 조성할 목적이었다. 그러나 방조제 공사가 완료된 1994년 2월 이후, 시화호로 유통되는 바닷물이 차단되고 인근 지역으로부터 오염물질이 유입되어 시화호에 쌓이면서 급격히 수질이 나빠졌다. 이러한 상황에서 한국해양과학기술원(KIOST)이 수질 개선과 청정에너지 생산이라는 2마리 토끼를 모두 잡을 수 있는 방안으로 조력발전소 건설을 제안하였고, 오늘날 세계적으로 관심을 받고 있는 발전소가 완공된 것이다.

조류발전은 댐을 건설할 필요 없이 지지구조물과 수차발전기만 설치하면 되기 때문에 조력발전소에 비해 건설비용이 적게 든다는 장점이 있는 반면, 적합한 지점을 선정하는 데 제약이 있고, 조류의 세기에 따라 발전량이 좌우된다는 단점이 있다. 하지만 바닷물의 자연적인 흐름을 이용하기 때문에 해양환경에 미치는 영향이 상대적으로 적어 조력발전보다 친환경적이라 할 수 있다. 최근 구미 선진국을 중심으로 조류에너지와 조류발전 수차에 관한 이론적 연구와 실험이 활발히 수행되고 있으나, 아직까지 상용화 단계에는 이르지 못했다.

우리나라의 경우에는 해양수산부와 KIOST가 우리나라의 대표적인 조류 사이트인 명량 해협(울돌목)에 설치된 울돌목 시험조류발전소를 이용하여 연구개발을 지속적으로 추진하고 있다. 현재 '능동제어형 조류발전 기술개발' 사업이 진행되고 있으며, 실증실험을 지원하는 실증연구센터 사업을 계획하고 있다. 적극적 투자를 통해 기술력을 키우고 개발비용을 감소시키는 등 해양에너지 개발에 대한 관심을 더욱 높일 때이다.

이광수 한국해양과학기술원 책임연구원