(해수 온도차 발전 시설. 출처: Makai)
미래 대체 에너지 가운데 자주 거론된 것 가운데 하나는 해수 온도차 발전(OTEC, Ocean Termal Energy Conversion)입니다. 물은 온도가 낮을 수록 밀도가 무거워서 심해는 섭씨 4도 정도로 온도가 차가운 반면 표면은 따뜻한 점을 이용한 온도차 발전입니다.
물론 북극해처럼 오히려 표면이 더 차가운 바다에서는 사용할 수 없지만, 따뜻한 바다에 접해 있는 도시나 국가가 매우 많기 때문에 가능성은 있는 방식입니다. 사실 이런식으로 저장된 에너지의 양이 많은 점도 중요한 이유라고 하겠습니다. 해수 온도차 발전이 가진 잠재적인 에너지 양은 인류가 필요로 하는 것 이상이라고 알려져 있습니다.
잠재적으로 막대한 에너지가 바다에 저장되어 있음에도 불구하고 지금까지 상업 발전에 성공하지 못했던 중요한 이유는 이를 전기로 바꾸는데 막대한 비용이 들기 때문입니다. 해수 온도차 발전이 가능하려면 적어도 수백미터 이상 깊이의 바다에 열교환이 가능한 장치가 필요합니다. 여기에 온도차가 커봐야 섭씨 수십도 수준이라 에너지를 경제적으로 추출하기가 매우 어렵습니다. 따라서 지금까지 다양한 시도가 있었을 뿐 실제 상업 발전에 성공한 사례는 없었습니다.
미국의 벤처인 마카이(Makai)는 가장 최근에 이 분야에 도전한 기업입니다. 록히드 마틴과 협력하에 미국에서 가장 유망한 해수 온도차 발전 후보지인 하와이에 시험 발전 설비를 건설했습니다. 이제까지 해수 온도차 발전을 위해 온갖 아이디어들이 존재했지만, 이들은 비교적 평범한 방식을 사용합니다.
그 방법이란 암모니아를 냉매로 사용하는 것입니다. 깊이 1,200미터에서 끌어온 차가운 해수와 표면의 온도차를 이용한 방법으로 온도차가 섭씨 20도 정도에 불과해 높은 경제성은 없지만, 105kW급의 시험 발전에는 성공했습니다. 이 전기는 실제 전력망에 연결되어 시험 상업 발전단계에 도달했다고 말할 수 있을 정도가 되었습니다.
해수 온도차 발전은 풍력이나 태양광과는 달리 낮과 밤, 바람의 세기에 관계없이 꾸준한 발전이 가능하다는 장점이 있습니다. 따뜻한 바다에 접한 지역에서는 아무리 밤이나 겨울철이라도 표층 해수의 온도가 심해수보다 높기 때문입니다. 예를 들어 하와이가 그런 대표적 경우일 것입니다. 물론 인도, 브라질, 멕시코, 미국 남부, 남유럽 등 발전 후보 국가들은 전세계 80개국에 달합니다.
문제는 설치 비용에 비해 얻어지는 전력이 적다는 것입니다. 경제성 문제는 매우 중요한 이슈로 이 문제를 극복하지 못하면 상업 발전은 불가능합니다. 최근 다시 새로운 기술과 자본을 투입해서 해수 온도차 발전의 상업화에 도전하고 있는데 이번에는 과연 성공할 수 있을지 결과가 주목됩니다.
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