[전문가 칼럼] 미래 에너지, 해양복합발전에서 얻는다
[전문가 칼럼] 미래 에너지, 해양복합발전에서 얻는다
  • 오철 한국해양대학교 교수
  • 승인 2018.06.25 10:41
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오철 교수
오철 교수

[한국에너지신문] 최근 대기오염에 따른 환경문제로 클린에너지의 사용이 사회적으로 요구되고 있다. LNG열병합발전과 신재생에너지를 이용한 발전이 현재 활발히 개발되어 보급 중이고 전기자동차 및 수소를 이용한 운송수단의 개발과 보급이 이뤄지고 있다.

여기에 필요한 수소 생산을 위해서는 새로운 에너지가 필요하며, 이러한 에너지를 생산하기 위한 방안으로 해양복합발전을 소개하고자 한다.

연안 지역의 해양복합발전에서 얻는 에너지는 해저케이블을 이용한 전력으로 이용할 수 있으며, 먼바다에서 얻어지는 에너지는 해수를 전기분해하여 수소에너지를 생산할 수 있다.

그러나 수소는 극저온물질이기 때문에 액체 상태로 운송이 매우 어려워 고압가스의 형태로 운반할 수 있기 때문에 운반비용이 증가할 수 있다는 단점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 고체에 수소를 부착시켜 운송하는 연구가 진행되고 있으나, 아직 상업적으로 활용할 수 있는 기술은 다소 부족한 상태이다. 그리고 먼 바다에서 얻어지는 전기에너지를 육상으로 이송하기 위해서는 해저케이블을 포함한 많은 비용이 소요되어 경제성이 떨어질 수도 있다. 

이러한 문제점을 해결하기 위하여 방법으로 해상복합발전에 얻어지는 전기에너지로 해수를 전기분해하여 수소를 생산하고, 육상에서 포집한 CO2와 반응시켜 연료전지의 연료인 메탄올을 생산하는 기술이 있다.

이 기술은 CO2 절감 효과와 클린에너지를 동시에 생산할 수 있는 큰 장점을 갖고 있어 여러 국가에서 중장기계획을 세워 추진 중이다. 클린에너지를 생산하는 것 외에 CO2 및 메탄올을 운반하기 위한 선박의 건조에 따른 조선해양산업의 활성화와 CO2 포집기술과 연관된 환경오염방지산업에도 크게 기여할 것으로 생각된다.

해양복합발전에 활용되는 재생에너지로는 해상풍력, 해수온도차, 조류(해류), 파력, 태양광 등이 있다. 이 발전기술은 이미 실용화가 되어 있고, 상업발전으로도 보급이 되고 있다. 이들을 보다 효율적으로 이용하기 위해서는 소음 등의 환경문제가 적고, 풍속, 조류, 일조 등의 각 조건이 뛰어난 장소가 최적이다. 

일본의 경우에는 해상풍력, 조류, 태양광을 이용한 해상복합발전설비를 개발 중이며, 2025년까지 실증을 통하여 2030년에 상업발전을 개시한다는 계획을 수립하여 진행하고 있다. 일본의 해상복합발전은 메탄올을 생산하여 육상으로 이송하는 방안과 연안에서 가까운 지역은 해저케이블을 이용한 직접 전력을 공급하는 방안을 동시에 진행하고 있다. 

우리나라의 경우 어느 지역에 적용하면 최적의 해상복합발전이 가능할 것인가에 대하여 생각해보자. 우선 서남해안의 경우에는 조위차가 큰 지역이므로 풍력, 조류, 태양광을 이용한 해상복합발전이 가능하며, 육지와도 멀지 않기 때문에 육상으로 직접 송전하는 방식이 유리하다.

동해안의 경우에는 풍력, 조류, 파력, 태양광을 이용한 해상복합발전이 가능하며, 연안 및 먼바다에도 적용할 수 있기 때문에 육상으로의 전력공급과 메탄올 생산방식을 같이 적용할 수 있는 방안을 고려해볼 필요가 있다.

그리고 해수온도차, 풍력, 태양광, 파력을 이용하는 경우에는 해수온도차발전의 연중 발전효율이 다소 낮아 풍력과 파력을 이용한 발전설비를 보다 크게 유지하면 가능성이 높다. 

특히, 우리나라와 같이 3면이 바다로 된 지리적 특성을 최대한 활용하여 우리나라 특성에 적합한 해상복합발전을 활용할 수 있는 기술 개발과, 이를 위한 제도 및 정책적인 검토와 아울러 기술 개발의 전략을 수립하여 추진할 필요가 있다.

이러한 결과는 해상복합발전을 통한 클린에너지의 확보뿐만 아니라 이와 관련된 조선해양산업, 클린에너지산업 및 환경산업분야에도 크게 기여할 수 있을 것으로 생각된다.


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