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거부기

(2008-12-04 09:58:04, Hit : 894, Vote : 41)

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바닷물 이용해 전기 만든다

봉이 김선달은 대동강 물을 팔아 돈을 벌었다. 반면 21세기판 봉이 김선달은 바닷물로 전기를 만들어 더 비싸게 팔려고 하고 있다. 바다 깊은 곳의 차가운 물과 수면 근처 따듯한 물의 온도 차로 전기를 만드는 '해양온도차발전(OTEC·Ocean Thermal Energy Conversion)'이다. 우리나라에서도 동해나 서해 인근 해역에서 해양온도차발전이 가능할 것으로 분석되고 있다.

◆수온 차 이용해 발전용 증기압 만들어

지난 9월 미 에너지부는 록히드마틴사의 해양온도차발전용 파이프 개발에 60만 달러의 연구비를 지원했다. 1990년 중반 유가 하락으로 연구지원이 끊어진 지 10년 만에 미 정부가 해양온도차발전에 다시 관심을 기울이기 시작한 것이다.

해양온도차발전은 1811년 프랑스 물리학자 자크 다르송발(d'Arsonval)이 처음으로 개념을 제시했다. 실제 발전소가 건설된 것은 그로부터 한 세기 반 이상 지난 1979년. 유가 파동이 일어나자 미 정부는 록히드마틴사 등과 함께 하와이 인근 해역에 50㎾(킬로와트)급 해양온도차발전소를 건설했다. 2년 뒤 일본도 남태평양 나우루 섬에 120㎾급 해양온도차발전소를 세웠다.

미 에너지부는 시험발전소 가동이 성공하자 바로 40㎿(메가와트)급 발전소를 계획했다. 하지만 1990년대 들어 유가가 계속 떨어지자 없던 일로 돌아갔다. 사람들의 기억에서 점점 잊혀져 가던 기술이 고유가와 청정에너지 개발 붐을 타고 다시 수면 위로 등장한 것이다.

해양온도차발전의 원리는 간단하다. 액체와 기체 상태를 쉽게 오가는 암모니아를 이용한다. 먼저 수면 근처의 따듯한 물로 암모니아 액체를 기체로 만든다. 이때 발생하는 암모니아 증기의 압력으로 터빈을 돌려 전기를 만든다. 이후 암모니아 기체는 수심 1000m에서 퍼 올린 차가운 물에 열을 뺏기고 다시 액체로 바뀐다. 바닷물로 암모니아를 액체와 기체 상태를 오가게 만들어 터빈을 돌리는 것이다. 생산된 전기는 해저 케이블을 통해 육지로 전송된다.

록히드마틴사는 지름 27m, 길이 1000m의 파이프를 바닷속으로 내려 1초당 1000t의 차가운 물을 끌어올리는 것을 최종 목표로 하고 있다. 이 정도면 500㎿급 발전소를 충분히 감당할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 이에 앞서 4~6년 내에 지름 4m, 길이 1000m 파이프로 구성된 10~20㎿급 발전소를 세워 가능성을 타진할 계획이다.

◆해수담수화·수소 생산에도 이용

해양온도차발전소는 바닷물을 마실 수 있는 담수로 바꾸거나 바닷물에서 청정에너지원인 수소를 뽑아내는 데도 활용될 수 있다. 하와이의 OCEES 인터내셔널사는 최근 인도양 디에고 가르시아섬의 미군 기지에 식수를 공급할 해양온도차발전소를 설계했다. 2011년까지 8㎿급 발전소가 세워지면 전기를 이용해 하루 약 470만L의 바닷물을 담수로 바꿀 수 있을 전망이다.

OCEES사의 창립자인 한스 크록(Krock)은 최근 회사를 떠나 새로운 벤처기업을 차렸다. 이 회사는 8억 달러의 펀드를 조성해 인도네시아 연안에 100㎿급 해양온도차발전소를 세울 계획이다. 발전소에서 나오는 전기는 바닷물을 분해해 수소를 생산하는 데 사용될 계획이다.

우리나라에서도 해양온도차발전의 가능성이 타진되고 있다. 적도와 달리 우리나라 인근 바다는 수면과 심해의 온도 차가 크지 않을 것으로 생각됐다. 하지만 최근 수온 조사에서 포항 인근 해역에서 8~10월 사이 온도 차가 섭씨 20도 이상 나는 것으로 나타났다.

특히 해외에서는 보통 1000m 이상의 깊은 바닷물을 퍼 올려야 이 정도 온도 차가 나지만 이곳에서는 500m만 내려가도 20도 차이가 나 발전소 건설이 훨씬 쉬울 것으로 분석됐다. 인하대 연구진은 2000년 서인천 화력발전소에서 나오는 수증기를 이용하는 20㎾급 해양온도차 시험 발전소를 세운 바 있다.

◆바닷속 파이프 유지가 관건

해양온도차발전은 환경오염을 유발하지 않는 완벽한 청정에너지다. 하지만 상용화를 위해 극복해야 할 과제도 적지 않다.

가장 큰 문제는 1000m나 되는 긴 파이프가 조류에 쓸려가지 않고 제자리를 유지하는 것이다. 실제로 2003년과 2004년 인도 벵갈만에서 1㎿급 해양온도차발전을 위해 바다에 설치한 1100m 길이의 파이프가 잇따라 바닷물에 휩쓸려 사라진 예가 있다. 바다 생물도 골칫거리다. 조개나 해초들이 발전소 시설에 달라붙어 자라면 시스템에 문제를 일으킬 가능성이 높다.

출처 조선일보

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