㈜삼안 해양연구소팀, 조류발전 후 해류발전 가능 최초 확인
"연계 건설시 환경ㆍ경제적 가치 높다"
[이투뉴스] 조력발전소 수차발전기를 돌린 후 호수에 갇히거나 바다로 빠져나가는 바닷물길에 추가로 발전기를 설치하면 조력발전과 함께 양질의 2차 해류발전이 가능하다는 연구결과가 나와 학계와 발전사업자의 비상한 관심을 끌고 있다.
하루 두 차례씩 일어나는 조수간만의 차를 이용하는 조력발전은 태양광이나 풍력처럼 화석에너지를 투입할 필요가 없고 공해가 없어 최근 대용량 신재생에너지로 각광을 받고 있다. 이같은 조류발전소가 해류발전소 몫까지 동시에 수행한다면 막대한 해양에너지를 한 곳에서 낚아올리는 효과가 기대된다.
현재 국내에 건설되고 있는 조력발전소는 수자원공사(K-Water)의 254MW급 시화조력발전소와 서부발전의 520MW급 가로림만발전소이며, 경남 사천시와 완도 해역 등 서남해안 도서지역에서도 조류발전소 건립이 검토되고 있다.
16일 ㈜삼안과 조력발전소 건설업체 등에 따르면 내년말 준공을 목표로 건립되고 있는 시화조력발전소는 바다의 수위가 높고 호수의 수위가 낮은 밀물(창조) 때 발전하는 '단류식 창조식 발전방식'을 택하고 있다.
즉 바닷물이 방조제 가운데 건설되는 발전소 수차발전기를 통과할 때 발전을 하고, 조수가 썰물로 바뀌면 수문을 열어 호수에 갇힌 물을 그대로 외해(外海)로 돌려보내게 된다. 약 12시간 주기로 발전과 배수가 두차례 반복되는 셈이다.
그런데 지금까지 에너지업계는 이같은 해수의 직접적인 이동에만 관심을 쏟았을 뿐 발전기를 통과한 조류나 썰물때 다시 빠져나가는 방류수가 여전히 막대한 운동에너지를 갖고 있다는 점을 간과했다.
삼안 해양에너지 연구소가 시화조력발전소 수치해석 및 수리모형실험 결과를 이용해 분석한 바에 의하면 이 발전소가 완공되면 밀물시 수차발전기를 돌린 뒤 호수로 흘러드는 바닷물의 평균속도는 3m/s(초당 3미터)이며, 낙조시 수문을 통해 방류되는 해수의 평균속도도 6m/s 이상이다.
게다가 조력발전소 수차발전기와 수문을 지나는 해수는 자연적인 해수 흐름을 이용하는 해류발전과 달리 예측 가능한 속도로 빠르면서 일정한 방향으로 흐르는 특징이 있어 해류발전 조건에 이상적인 조건을 갖췄다는 분석이다.
장경수 삼안 해양연구소 박사는 "밀물이나 썰물 때 조력발전소 수문을 통과하는 해류는 통상적인 조석간만의 차에 의해 얻을 수 있는 자연적인 조류의 속도보다 훨씬 더 높고 해류의 속도분포나 흐름도 자연적인 조류의 것들보다 더 균일하다"며 "이같은 특징을 감안해 조력발전소 건설과 연계해 해류발전소를 건설하면 건설비용이 절감되고 발전량도 배가되는 경제적 효과를 얻을 수 있을 것"이라고 주장했다.
장 박사는 "특히 해류발전단지를 배치하면 조력소에서 발생되는 빠른 속도의 해류제트가 그만큼 느려져 해양생태계나 자연환경에 미치는 영향을 상당 부분 흡수하거나 완화시킬 수 있을 것"이라며 "보다 극대화된 신재생에너지 확보와 환경보전 차원에서라도 해류발전소 연계 건설을 적극 검토할 필요가 있다"고 설명했다.
해류발전은 풍력발전과 원리가 비슷하지만 예측이 어려운 바람 대신 일정 간격을 두고 지속적으로 일어나는 해류의 운동에너지를 이용해 터빈을 돌린다는 점에서 차이가 있다. 바닷물의 밀도는 공기의 밀도보다 약 840배 가량 크기 때문에 같은 용량의 해양풍력 발전기보다 4배 가량 전력 생산량이 많은 것으로 알려져 있다.
현재 동서발전은 2010년까지 2000억원을 투입해 울돌목에 90MW급 조류발전단지를 건설한다는 계획을 내놓고 있으며 중부발전도 2015년까지 전남 완도 해역에 9000억원을 들여 300MW급 조류발전단지를 건립하는 방안을 검토하고 있다.
특히 지식경제부는 지난 9월 이명박 대통령에게 '그린에너지산업 발전전략'을 보고하면서 "시화, 가로림만 조력발전소 건설과 함께 천수만(720MW), 인천만(1140MW), 강화(810MW), 새만금(400MW) 발전소 건립을 검토하겠다"고 밝힌바 있다.
문채주 목포대 신재생에너지기술연구센터장은 "조력발전소의 경우 갯벌 생태계 문제, 주민 어업수익 감소 등 사회적 수용성 측면에서 매우 복잡하게 얽혀 있어 국내에선 사실상 신규 사업추진이 쉽지 않다"면서 "큰 틀에선 자연조건을 그대로 이용하는 조류발전으로 가는 것이 맞다고 본다"고 말했다.
문 센터장은 "다만 조력발전과 연계한 해류발전은 실제 경제성 평가 검증이 뒤따라야 한다"며 "해양에너지 확대에 앞서 해수면 활용에 대한 국토해양부의 각종 규제 완화가 필요하고 조류발전에 대한 수출상품화 노력이 선행돼야 한다"고 주장했다.
이상복 기자 lsb@e2news.com