[전문가 칼럼] 도서지방의 에너지 수요 증가와 물 부족 해결 방안

오철 한국해양대학교 교수l승인2018.04.16l수정2018.04.16 10:20

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▲ 오철 교수

[한국에너지신문] 최근에 각 지자체에서 도서지방을 중심으로 신재생에너지를 이용한 에너지 자립 사업이 활성화되고 있다. 석유에너지를 대체하기 위해 태양광, 풍력, 소수력, 지열 및 ESS 등 각 지역에 맞는 신재생에너지원을 주로 활용하고 있다.

인구밀도가 높고, 열 수요가 큰 도서지방뿐 아니라 작은 섬들도 태양광과 풍력을 활용한 에너지 자립을 추진한 실적이 다수 있으며, 향후 계획을 수립한 지자체도 상당히 많은 것으로 파악되고 있어 신재생에너지 보급 확대 및 미세먼지 절감 측면에서도 매우 고무적인 일이라 할 수 있다.

대부분의 사업이 화석에너지의 사용량을 줄이기 위한 신재생에너지를 이용한 발전부분에 집중돼 추진되고 있다. 우리나라는 물 부족 국가이다. 도시에서는 물이 풍족한 것처럼 보이지만, 도시에서 조금만 벗어나면 부족한 지역들이 많이 있다. 물 부족 문제를 해결하기 위해 정책적으로 많은 노력을 하고 있지만 새로운 대안이 필요한 실정이다.

근래에는 지역 경제 활성화를 위하여 지자체별로 많은 관광 상품과 축제가 활성화되고 있으며, 이로 인한 에너지 수요와 숙박시설 등의 증가로 인한 물 수요도 급격히 증가하고 있는 추세이다.

이와 같은 에너지와 물 수요 증가에 따른 새로운 발전설비와 상수도 보급 시설의 확충에는 경제적 부담과 함께 많은 시간이 소요될 것으로 예상된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 발전설비의 신규 투자보다 에너지와 물을 같이 생산할 수 있는 설비를 이용하여 해결하는 것이 보다 용이한 방법이 아닐까 하는 생각이 든다.

우리나라는 삼면이 바다이며 도서지방은 서남해안에 많이 위치하고 있고 동해안에는 주로 큰 도시들이 위치하고 있다. 우선 동해안의 해수 열에너지를 살펴보자. 동해안의 경우 표층수의 해수 온도가 낮아 해수온도차냉방설비에 활용할 경우 효율이 매우 높아 60% 이상의 에너지 절감도 가능하다.

그리고 수심이 좋기 때문에 심층 해수를 취수할 경우 전기에너지를 거의 사용하지 않고도 냉방을 할 수 있는 좋은 여건을 갖추고 있다. 냉방에 사용된 심층 해수에는 미네랄 성분이 풍부하여 담수화할 경우에는 고급화된 상품의 생산도 가능하다.

냉방 시에 발생하는 열을 이용하여 담수화 설비를 가동하면 냉방과 담수화가 동시에 가능하기 때문에 에너지 효율을 극대화할 수 있다. 주변 지역의 경제 활성화를 위하여 미네랄이 대량 함유된 소금의 생산과 심층 해수를 이용한 수산양식을 할 경우에는 지역 경제에 보다 많은 도움이 될 수 있다.

서남해안의 경우에는 냉방 시 에너지 절감 효율이 약 50%로 동해안과 비교하여 다소 낮지만 난방 시에는 동해안보다 유리한 장점이 있다. 해수온도차냉난방설비를 이용하여 건물의 냉방뿐만 아니라 워터테마파크, 담수화 및 염분 제조에 활용할 경우 효율을 극대화할 수 있다.

여기서 담수화 설비의 경우에는 담수화 방법에 따라 비용의 차이가 많이 발생할 수 있기 때문에 해수열에너지를 활용한 히트 펌프 기술을 적용하는 것이 유리할 것으로 판단된다. 앞에 제시한 이용 분야에 대한 관련 세부 기술은 상용화가 많이 진행되었기 때문에 사업목적에 따라 시스템을 적절히 설계할 수 있다면 어느 지역이라도 적용이 가능하다.

그러면 도서지역의 에너지 수요 증가 및 물 부족 문제를 어떻게 해결할 수 있을까에 대해 생각해 보자. 우선 정부의 신재생에너지 정책이 전력 생산에 집중되어 있어 자연으로부터 얻을 수 있는 열에너지의 보급률이 낮다고 볼 수 있다.

에너지 수요를 전력에너지만으로 산정하기보다는 자연 또는 주변 시설로부터 얻을 수 있는 열에너지를 최대로 활용할 수 있는 계획을 수립한 후 최소한의 전력에너지를 생산하는 것이 경제적인 측면에서도 보다 효율적이라고 생각된다.

다음으로 해수열을 이용한 냉난방 설비와 담수화 설비의 보급을 위해서는 지자체의 정책과 미래지향적인 도시계획이 필요하다. 그리고 이러한 사업을 추진하기 위해서는 많은 예산이 필요하기 때문에 정부의 신재생에너지 정책과 연계하여 추진할 필요가 있다.


오철 한국해양대학교 교수  koenergy@koenergy.co.kr
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