[기고] 미래 블루에너지 염분차발전/김현욱 서울시립대 환경공학부 교수

김현욱 서울시립대 환경공학부 교수

인류 역사에서 물과 에너지는 늘 상호의존적인 관계였다. 물레방아부터 발전소 온배수에 이르기까지 고품질의 에너지를 생산하려면 다량의 물이 필요하고, 양질의 담수를 얻기 위해서는 많은 에너지가 소모된다.

최근 기후위기 해법 가운데 하나로 이러한 물ㆍ에너지 융합 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 염분차발전(Salinity Gradient Power)은 강과 바다의 염도 차를 이용해 에너지를 생산하는 대표적인 물ㆍ에너지 융합 기술로, 매우 유망한 미래 블루에너지 기술이다. 두 용액 사이에 염도 차이만 존재하면 언제 어디서든 에너지 생산이 가능한 기술이기 때문에 다양한 염 용액을 에너지원으로 사용해 여러 응용 분야에 적용할 수 있다.

염분차발전은 에너지 생산과 환경 보호 두 가지 측면에서 가장 두드러진다. 에너지 생산 측면에서는 주야, 계절 변화에 따라 큰 변동성 없이 일정한 전력 생산이 가능해 계통 안정성이 매우 뛰어나다. 이용률이 거의 100%인데 태양광과 풍력에 견줘 같은 용량 대비 4~7배의 연간 발전량을 얻을 수 있다. 또 화재나 폭발 및 화학물질 배출의 위험이 없어 안전하다. 이러한 고이용률, 저변동성, 고안정성은 우리가 미래 에너지에 바라는 가장 큰 요구 사항이기도 하다.

환경보호 면에서는 에너지 생산을 위한 전 주기 과정 온실가스 배출량이 가장 적다. 또 발전을 위한 연료로 바다나 강 이외에 농축수나 하수방류수와 같은 환경폐수를 사용할 수 있는데, 사용된 환경폐수는 발전 과정에서 정화 또는 희석돼 최종 배출되기 때문에 친환경적이다.

이러한 장점 덕에 최근 한국에서도 염분차발전 상용화를 위한 움직임이 일고 있다. 한국수력원자력과 한국에너지기술연구원이 공동으로 강원 동해에서 일종의 연구시설인 100㎾급 염분차발전 플랜트 구축 사업을 진행하기로 한 것이다. 현재까지 세계에서 가장 큰 염분차발전기는 네덜란드의 50㎾급으로, 100㎾급은 세계 최초이자 최대 용량이다. 2025년 6월 준공을 목표로 하고 있으며, 약 1년간 관련 연구를 통해 향후 이를 ㎿급 대형 플랜트로 확장한다는 계획이다.

강 하구나 새만금과 같이 다량의 담수와 염수원이 확보된 지역에서는 이론적으로 연간 3TWh 이상의 전력 생산이 가능하다. 해수담수화 시설과의 연계도 가능해 물 부족 지역인 동남아와 중동에서 큰 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.

미래 사회에 필요한 에너지는 1년 365일 쉼 없이 지속적으로 생산할 수 있고, 깨끗하며, 안전한 모습이어야 한다. 대표적인 물ㆍ에너지 융합 기술인 염분차발전은 그런 미래 블루에너지의 모습을 그려 가고 있다. 인류를 위한 공헌을 하기까지 아직 갈 길이 멀지만 그 장점과 잠재력이 매력적이어서 더욱 도전이 필요한 기술이다. 전력산업의 100년 후를 준비하는 마음으로 국내 염분차발전 사업이 성공할 수 있도록 적극적인 응원과 지원을 기대해 본다.

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