[TECH meets DESIGN] 미국, 북서해 연안 파도 이용한 파력 발전 개발 본격화

- 거듭된 첨단 스타트업 주도 디자인 혁신으로 상용화 시기 앞당겨질듯

[녹색경제신문 = 박진아 유럽 주재기자] 화석 연료에 대한 의존에서 탈피해 청정에너지 시대로의 이행이 절실해짐에 따라 최근 미국은 바다를 활용해 청정 신재생 에너지를 생산하는 기술 개발을 정책적으로 지원해 나갈 방침인 것으로 알려졌다.

바다 표면에 이는 파도의 상하운동 에너지를 포착해 얻은 동력으로 전기를 발전시키는 파력 발전(wave energy)이 저렴하고 무한한 미래의 에너지 자원으로 주목받고 있는 가운데, 최근 미국 국립재생에너지연구소(National Renewable Energy Laboratory, 이하 NREL)가 에너지 분야 연구자들과 함께 미국 서부 해안 지역에서 파력 발전 상용화를 앞당기기 위한 기술 탐색을 본격화 했다고 친환경 경제 사이트 ‚에코티시아스’가 10월 23일 보도했다.

해상 파도는 태양광과 더불어서 지구상에서 가장 오래되고 무한한 천연자원 중 하나다.

이론적으로, 전 세계 해양에서 발생하는 파도로 인류가 필요로 하는 총 전력량의 20%를 공급할 수 있다. 또, 태양광과 풍력은 기후 예측이 어렵고 일 년 중 20~30% 동안만 전기 발전이 가능하지만 파도는 90% 가동이 가능하다.

서구의 과학자들은 이미 100여 전 전부터 바다 파도가 지닌 에너지 자원으로서의 잠재성을 간파하고 이를 전기로 전환시킬 이른바 ‚해양 유체동력(marine hydrokinetic, MHK) 에너지‘ 기술을 탐색해왔다.

미국 NREL은 에너지로 전환시키는 파력 전환기(wave energy converter, WEC) 개발에 주력하고 있으며, 최근 이 연구에 참여한 과학자들은 일련의 탐색 및 실험을 거친 결과 파도를 정확하게 계측하고 발전 가능한 전력을 예측해 낼 수 있는 과학적 모델링 구축 작업이 거의 완성된 단계로 곧 민간 기업 및 정부 공공 부문의 투자 유치에 들어갈 계획인 것으로 전해졌다.

미국에서 지리적・환경적으로 파력 발전 기술을 적용하기 가장 유리한 곳은 북서부 해안이다.

오대양 가운데 가장 큰 대양인 태평양이 접해있는 특히, 알래스카 주에서 출발해 그 아래에 위치한 워싱턴 주와 오리건 주에 접한 해안과 하와이 섬 주변은 과학자들의 환경 계측 결과 파도가 꾸준하고 강하게 이는 지역이어서 265일/24시간 내내 일관되고 안정적인 지속적 전력 생산 조건에 적합한 것으로 나타났다.

해양 파력 발전 기술의 실제 적용과 상업화가 이루어지기까지 과학자들이 풀어야 할 가장 큰 기술적 난제이자 걸림돌은 해상 파도 수집 기계 건설과 비싼 설치・관리 비용이다.

현단계 기술력으로 파력 발전은 태양광과 풍력 발전 기술을 포함한 여러 대안적 신재생에너지 기술 중 상용화할 경우 비용이 가장 높다.

파도는 단 하나도 매번 형태와 강도가 다르고 변화무쌍하다는 성질 때문에 이를 효과적으로 포착・수집해 계측하고 처리할 수 있는 획기적인 해양 온도차 전환기(Ocean Thermal Energy Conversion, OTEC)와 전력 발전기 터바인 설비가 필수적이다.

미국은 이미 1974년부터 하와이 주 천연 에너지 연구소 당국과 미 해군의 협력 하에 OTEC 전력 생산력 실험을 시작한 끝에, 드디어 지난 2015년부터 인근 지역에 OTEC가 제공하는 바닷물 담수처리된 물과 소비자용 전력을 공급해오고 있다.

이미 유럽에서는 파력 발전 기술을 개발하는 스타트업들이 경쟁하고 있다.

가령, 스웨덴 본사 파력 발전 테크 스타트업인 코르파워(CorPower Ocean)는 최근인 10월 16일, B1 시리즈 펀딩 라운드에서 투자은행/테크기업/에너지기업 컨소시엄으로부터 3,200만 유로(우리 돈 약 480억원) 투자금 유치에 성공해 파력 발전의 상용화를 앞당길 수 있다는 희망을 안겼다.

프랑스의 라랑스 발전소와 우리나라의 시화호 조력발전 단지(2011년 8월부터 가동)에서도 파력 발전 시험 가동되고 있다.

바다로 둘러싸인 호주에서도 파력 발전 기술 개발을 위한 혁신 프로젝트를 추진하고 있다. 현재까지 온실가스 배출량 제로의 청정 신재생 에너지원임에도 불구하고 격한 해양 조건으로 인한 파력 발전 장비 및 시설 인프라의 잦은 훼손과 그에 대한 관리에 드는 높은 비용 문제가 해결돼야 민간 및 공공 이해당사자들의 투자 유치가 가능해질 것이란 해석이다.

박진아 유럽 주재기자 gogreen@greened.kr

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