지하(地下)에 매장된 에너지 자원인 원유(原油)는 한계가 있다. OPEC(사우디 등 원유생산국들)가 퇴장하는 날이 곧 올 것이다. 영원한 에너지는 일정 매장량의 석유가 아니다. 영원한 에너지는 다양한 형태로 영구히 존재하는 해양에너지다.
그것은 해상풍력(海上風力)을 이용한 풍력발전, 바다의 조력(潮力), 파력(波力)을 이용한 발전(發電)이다. 이에 해상풍력발전과 바닷물의 밀물과 썰물을 이용하는 조력발전을 개술한다.
해상풍력발전은 계절에 따라 항상 일정하게 부는 해안가 바람의 힘을 이용해 풍차(風車)를 돌려 전기를 얻는다. 역사적으로 수세기 동안 인간은 바람의 힘을 이용해 거대한 선박을 항해했다. 오늘날은 육지 연안의 바다와 육지의 비열(比熱)차이에 따라 일정하게 부는 바람에 의해 전기에너지를 얻고 있다. 즉, 풍력으로 발전하는 것이다. 이에는 평균 초속 4m/s 이상의 바람이 필요하다. 여기서 말하는 해상풍력은 땅 위의 바람속도가 아니라 풍력발전기의 날개가 장치되어 있는 높이에서의 바람의 속도를 말한다. 오늘날 전기에너지를 얻기 위해 많은 국가에서 해상풍력을 이용하고 있다. 일본은 2000년 7만 킬로와트에서 매년 증가시켜 나가고 있다. 해상(海上)뿐 아니라 해안(海岸)도 육지와 바다의 온도차로 인해 항상 육풍(陸風)과 해풍(海風)이 번갈아 불고 있기 때문에 풍력발전에 좋은 입지가 되어준다. 해안에서의 풍력발전에 가장 적극적인 덴마크는 총 발전 능력의 약 20%가 풍력발전이다. 2030년에는 50%까지 목표로 하고 있다.
풍력발전 총량은 현재 독일이 세계1위이다. 지난 2005년의 설비용량은 약 1만7천 메가와트였는데 2010년에 2만 메가와트 정도로 증가되었다. 그러나 풍력발전기의 풍차 회전으로 인한 소음이 문제가 된다. 그리하여 국토가 협소한 네덜란드는 해안의 주거지는 물론 해상의 어로장(漁撈場)도 피해 드넓은 바다의 해상기지(海上基地)에 부유식(浮遊式, Floating)으로 건설하고 있다. 우리나라 해상 풍력발전기는 2006년 제주시 한경면 두모리와 금등리 해안가 마을 앞바다(해상)에 풍력발전기 10대가 설치되어 있다. 발전용량은 2 메가와트 규모로 연간 700가구 정도가 사용할 수 있는 국내 최초의 ‘탐라 해상풍력발전소’다. 그런데 지역 주민들의 반대로 상용 운전까지 11년이 소요되었다. 친환경 에너지원 개발에 반대하는 사람은 없지만, 풍력발전이 내는 소음 때문에 물고기가 안잡힐까 걱정하고 지역주민들이 반대했던 것이다. 부산 앞바다에서도 해상풍력발전사업이 추진되고 있다.
바닷물로부터도 직접 여러 형태로 발전할 수 있다. 조석(潮汐) 간만의 차이가 발생하는 하구(河口)나 만(灣)을 방조제로 막아 바닷물을 가두고 수차(水車)를 설치하여 썰물 때 저수(貯水)하여 그 수위차를 이용하여 전기에너지를 생산하는 발전소를 세울 수 있다. 즉 조류발전은 조수간만 수위차(水位差)의 소위 위치(位置)에너지를 운동(運動)에너지로 바꾸어 전기에너지로 전환하는 발전이기 때문에 조력(潮力) 또는 조석(潮汐)발전이라고도 한다.
지구를 향한 태양과 달의 인력(引力)인 구심력(求心力)과 지구가 자전할 때 나타나는 원심력(遠心力)은 바닷물을 움직이기 때문(밀물과 썰물)에 이때에 지구는 바닷물 흐름에 의한 조력 운동에너지를 얻을 수 있는 것이다. 밀물과 썰물 현상은 지구의 맥박이라는 말이 있다. 심장이 피를 온몸으로 보낼 때 생기는 맥박처럼 바다는 조류 등 해류를 끝없이 발생시킨다. 요컨대 조류발전은 바닷물의 밀물, 썰물 등의 운동으로 일어나는 해수면 상승과 하강의 수위차를 이용하는 방식으로 전기 등 운동에너지를 얻는다.
조류발전소는 현재 프랑스의 랑스발전소(1967년 완공, 용량 240,000kW), 러시아의 키슬라야발전소(1968년 완공, 용량 800kW), 캐나다의 아나폴리스발전소(1986년 완공, 용량 2만kW), 중국의 지앙시아발전소(1980년 완공, 용량 3천kW)가 있다. 우리나라 시화호 조력발전소는 2011년 8월부터 전력 생산이 이루어지고 있다. 그런데 지구의 해양구역은 드넓지만 조류발전개발이 가능한 국가는 사실상 영불(英佛)해협, 남북 아메리카 일부해안, 중국의 일부해안, 러시아의 일부해안, 한국 서해안 등으로 한정되어 있다.
우리나라는 조수간만의 차가 큰 서해의 인천만(8.1m), 아산만(6m), 가로림만(4.7m), 천수만(4.5m) 등의 해역은 조류발전에 적합한 세계적인 해역이다. 한국해양연구소는 1970년대에 가로림만과 천수만을 대상으로 조력발전 예비 타당성 조사를 한 바 있다.
한반도 삼면바다의 해양에너지를 잘 이용하면 우리 대한민국은 지구가 존속하는 한 영원히 전기와 각종 운동에너지를 공급받을 수 있다.
김동수 장로
•관세사
•경영학박사
•울산대흥교회