해저 조류 터빈이 에너지 위기의 해법 될까?

 (Turbines like these can be deployed on the seabed to harness tidal energy. Credit: Nova Innovation)

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현재 신재생 에너지의 양대 산맥은 풍력과 태양광이라고 할 수 있습니다. 하지만 이외에도 파력이나 조력, 지열 에너지를 이용하는 시도가 이어지고 있습니다. 특히 조수 간만의 차이를 이용하는 방식은 풍력이나 태양 에너지와 달리 정해진 시간대에 정해진 만큼 에너지 생산을 기대할 수 있다는 장점이 있습니다.

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조수 간만의 차이를 이용하는 조력 발전소의 대표격은 한국의 시화호 조력 발전소입니다. 연간 550GWh의 전력을 생산하는 세계 최대의 조력 발전소입니다. 하지만 이렇게 바닷물을 막아 전력을 생산할 수 있는 지형 조건을 가진 경우가 드물어 널리 사용되진 못하고 있습니다.

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따라서 대안으로 나온 것이 바로 바다 밑에 풍력 발전기 같은 터빈을 설치하는 것입니다. 하루에 두 번씩 조수가 규칙적으로 밀려오고 빠져나가는데, 이때 흐르는 물이 터빈 날개를 회전시켜 전기를 생산합니다. 앞서 소개한 것처럼 실제로 영국에서 시험 발전이 진행 중이며 이외에도 프랑스, 캐나다, 미국 등 여러 나라가 연구 중이거나 시험 발전을 시도하고 있습니다. 형태도 해저 터빈 이외에 부유식 터빈 등 다양한 방식으로 시도되고 있습니다.

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이전 포스트 : https://blog.naver.com/jjy0501/222323724566

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옥스퍼드 대학의 다니엘 콜스 (Daniel S. Coles, Department of Engineering Science, University of Oxford)와 동료들은 유럽, 미주, 아시아 및 오세아니아의 19개국에 걸쳐 400개 이상의 잠재적인 조력 에너지 개발 지역을 확인했습니다 . 이 지역들은 터빈이 작동하기에 충분한 유속과 수심을 갖춘 곳입니다.

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물론 조류의 흐름이 빠른 곳이라고 해서 모두 발전이 가능한 것은 아닙니다. 연구팀의 추정으로는 이론적 에너지의 극히 일부, 약 1%에서 20% 정도만이 전력 생산에 활용될 수 있습니다. 이 가운데 가장 많이 연구된 90개 지역을 기준으로 추정해 보면, 조력 터빈은 매년 약 110테라와트시의 전력을 생산할 수 있는데, 이는 포르투갈의 연간 전력 수요와 거의 같습니다.

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연구팀에 따르면 미국, 영국, 뉴질랜드, 캐나다, 중국, 인도네시아는 전체 조력 에너지 자원이 가장 풍부한 국가입니다. 영국, 인도네시아, 뉴질랜드와 같은 곳에서는 조력 에너지로 현재 국가 전력 수요의 최소 10%를 충당할 수 있습니다. 미국과 중국처럼 규모가 큰 국가에서도 조력 자원은 상당하지만 전체 전력 수요에서 차지하는 비중은 상대적으로 작습니다.

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흥미로운 점은 경제적인 조력 에너지가 매우 집중되어 있다는 것입니다. 전 세계 조력 자원의 절반 이상이 단 6곳에 집중되어 있습니다. 여기에는 스코틀랜드 본토와 오크니 제도 사이의 펜틀랜드 해협, 채널 제도와 프랑스 사이의 올더니 해협, 그리고 세계에서 가장 높은 조수 간만의 차로 유명한 캐나다의 미나스 해협, 알래스카의 주요 두 지역(채텀 해협과 쿡 만)이 있습니다.

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한국의 경우 서해처럼 수심이 낮은 바다에 해저 터빈을 설치하는 일은 아무래도 위험하기 때문에 댐 형태가 더 적합해 보이지만, 구럼애도 이들 국가 다음으로 해저 조류 발전 터빈을 설치하기 좋은 편에 속합니다. 주변에 조류의 흐름이 빠른 지역이 많기 때문입니다.

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다만 연구팀은 노르웨이, 한국, 필리핀과 같은 유망한 지역들이 조류에 대한 상세한 측정 자료가 아직 부족해 정확한 예측을 하는데 어려움이 있다고 언급했습니다. 이 부분은 좀 의외인데, 실제로 부족한 데이터가 있다면 보충해서 우리 앞바다에 있는 숨은 자원을 활용해야 할 것입니다. 참고로 우리나라 울돌목에 조류 발전기를 시험했고 1000kW 급입니다. 경제성 확보가 문제긴 한데, 우리나라가 조류 발전에서는 꽤 잠재력이 큰 국가입니다.

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최근 중동발 위기로 에너지 자립에 대한 수요가 커진 상태에서 매우 흥미로운 이야기가 아닐 수 없습니다.

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참고

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https://techxplore.com/news/2026-03-underwater-turbines-gaining-global-potential.html

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Daniel S. Coles, Thomas A. A. Adcock, Andrew Cornett, Kevin Haas, Chul H. Jo, Hongwei Liu, Jon Miles, Patxi Garcia Novo, Jérôme Thiébot; A review of global tidal stream energy resources. Proc. A 1 December 2025; 481 (2328): 20240841. https://doi.org/10.1098/rspa.2024.0841