세계 최대규모 조력발전소, 대한민국에 있다

얼마전 세계 최대규모의 조력발전소가 장대한 모습을 드러냈다. 바로 대한민국에서다. 경기도 안산시 대부동에 위치한 시화호 조력발전소는 254MW로 세계 최대발전량 및 최대 규모를 자랑한다. 이는 최근 청정에너지로 각광받고 있는 해양에너지의 실용화 및 대형화라는 관점에서도 특별한 의미를 부여할 만한 큰 획을 그은 것이다.

 

 

 

조력발전, 원리는 무엇인가?

조력은 태양이나 달의 인력에 의해 생기는 힘으로써, 이로 인해 하루에 두번씩 밀물과 썰물이 나타난다. 이를 조석현상이라 하며 조석이 발생하는 하구나 만을 방조제로 막아 해수유통 시 발생하는 바다와 호수와의 수위차를 이용하여 조력발전을 하게 되는 것이다. 다시 말해 밀물 때 물을 가두어 두었다가 수문을 열면 물이 쏟아져 나오면서 터빈을 돌려 발전을 하게 되는 것이다. 반대로 썰물 때는 터빈의 블레이드가 반대방향으로 돌면서 다시 발전을 하게 되는 것이다.

 

조력발전소의 원리에는 두가지가 있다. 밀물시 수문을 열어 호수를 채운 후 수문을 닫고 썰물 시 바다와 호수의 수위차에 따라 발전하는 방식인 단류식 발전과 바다와 호수의 수위차가 발생하면 밀물과 썰물의 양쪽 방향으로 발전하는 방식인 복류식 발전이 그것이다. 간단히 말해 단류식 발전이란 전기를 생산하는 과정에서 한방향으로 흐르는 물의 흐름을 이용하는 것이고, 복류식 발전이란 두방향으로 물의 흐름을 이용하는 것이다.  복류식 발전보다 단류식 발전이 설비비용이 저렴하고 서해에서는 단류식 발전이 더 유리하기 때문에 시화호 조력발전소는 단류식 발전을 채택하여 운영하고 있다.

 

시화호 조력발전소, 무엇이 다른가?

시화호 조력발전소는 프랑스의 랑스(Rance)조력발전소와 비슷한 규모이지만 캐나다 안나폴리스(Annapolis) 조력발전소나 중국의 소규모 조력발전소 등에 비해서는 용량과 효율 면에서 월등히 앞선다. 또한 시화호 조력발전소가 완공되기 전 세계 최대규모였던 프랑스 랑스(Rance) 조력발전소의 전기생산용량은 240MW로 시화호 조력발전소의 생산용량 254MW에 비해 낮다.

 

 

시화호 조력발전소 건립의 역사는 1997년 담수호였던 시화호가 환경오염으로 ‘죽음의 호수’라는 오명을 가질 정도로 심각한 사회문제로 불거지면서 시작됐다. 이에 정부는 시화호를 되살리고 친환경적으로 이용하기 위해 조력발전소를 건립하게 된 것이다.  시화호 조력발전소 초기 건립 목표인 시화호 수질 개선과 함께 이산화탄소를 배출하지 않는 청정에너지원인 전력을 생산하는 일거양득의 효과를 거두고 있다. 시화호 조력발전소을 통해 연간 86만 2000배럴(390억원)의 유류 대체효과와 31만5000t의 이산화탄소 저감효과를 볼수 있다.
전력 생산뿐만 아니라 해양에너지의 대표적인 신재생에너지로 CDM(Clean Development Mechanism:청정개발체제)사업도 진행 중이다.

 

한국수자원공사 시화호 조력발전소건설단 신종이 단장은 "조력발전소는 조수간만의 차이를 통해 무한하게 발전을 할 수 있기 때문에 비고갈성 무공해 청정에너지원이라 할 수 있다."라며, "향후 시화호 조력발전소와 인접해 있는 '큰 가리섬'을 이용해 조력과 바람, 태양이라는 자연자원에서 얻은 에너지를 이용한 복합 주거공간을 조성한다는 계획을 가지고 있다."라고 덧붙였다. 이는 청정에너지를 부지 내 모든 시설의 에너지원으로 활용해 새로 건설되는 복합 주거공간을 친환경적 에너지로 자급자족하는 첨단도시로 건설한다는 계획인 것이다. 

시화조력발전소의 총사업비는 3551억 원에 이르는 대규모 프로젝트로 시화호 조력발전의 원리는 최고 9.16m에 달하는 조수간만의 차이를 이용해서 발전한다. 우리나라 서해안만큼 입지상으로 최상의 조건을 갖춘 부지는 세계적으로 찾아보기 힘들다는 것이 전문가들의 공통된 의견이다. 그만큼 우리나라는 청정해양 에너지원을 생산할 수 있는 지리적 여건을 구비한 나라로, 조력발전소를 짓기 위한 최상의 조건을 갖춘 것이라 볼 수 있다. 

 

현재 시화호 조력발전소 외에도 충남 태안군과 서산시 일대 앞바다(가로림), 인천 강화군 일대 앞바다(강화), 충남 당진군과 경기 평택시 앞바다(아산만), 강화도 남단과 영종도 북단(인천만) 등 서해안 4곳에서 조력발전소 건설이 추진되고 있다. 4곳 모두 시화호 조력발전소의 설비용량이나 투자비를 넘어서는 규모로 세계 최대 조력발전소가 서해안에 줄줄이 들어서는 것이다. 세계적으로는 영국, 캐나다, 프랑스, 미국, 인도, 러시아, 호주, 스웨덴, 스페인, 독일 등 여러 선진국들이 조력에너지 실용화를 추진 중이다. 

 

조력발전소 건설 계획

 

환경보호단체와 일부 전문가는 "조력 발전에 정말 문제가 없는 것은 아니다. 인공 물막이가 해수의 자연스러운 흐름을 가로막게 되면 해안의 갯벌이 훼손되는 것은 물론이고 어족 자원 감소, 철새 서식지 파괴 등 생태계에도 심각한 문제가 발생한다."라며 "후세에 아름다운 이땅을 물려주기 위해서는 대규모 조력발전소 건설은 신중하게 판단해야 한다."라고 덧붙였다.

 

인류가 직면한 에너지 문제를 해결하기 위해서 조력발전과 같은 신재생에너지의 확대는 매우 필요하고 시급한 과제이다. 지구온난화에 따른 기후변화문제가 이제 단순히 환경의 문제를 넘어서서 지구 생존의 문제로 인식되고 있은 만큼 더더욱 그러하다. 에너지의 친환경적 개발과 이용, 그리고 환경 보호라는 양립할 수 없는 두가지 문제를 더욱더 현명하게 풀어나가기 위해서 우리가 고민을 거듭해야 할 때이다. 

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