해양온도차 발전, 우리나라 독보적 기술 보유 세계최대 규모 실증

'온도차 발전'도 신재생에너지 된다... 서왕진 의원 대표 발의
상시발전 가능한 기저부하로 탄소중립 달성의 솔루션으로 등장

온도차 발전은 기술향상에 따라 태양광이나 풍력을 능가하는 주력적인 신재생에너지가 될 공산이 크다. 특히 바닷물의 온도차발전은 태양광과 풍력과 같은 간헐성이 없어 상시적으로 발전을 하는 기저부하로서 역할이 기대를 모으고 있다.

기술개발이 집중되어야 할 분야이지만 이제까지 법적 미비점과 관심부재로 진전이 더뎌 왔다. 그러나 이번에 서왕진 의원이 온도차 발전을 신재생에너지로 명문화하는 법안을 발의하여 관심을 모은다.

우리나라는 그 동안 선박해양플랜트연구소(KRISO)를 중심으로 세계 최대 규모인 1MW급 해양 온도차 발전기 실증에 성공했다. 현재는 적도 근처 국가(키리바시 등)에 기술을 수출하거나 실증 플랜트를 운영하는 단계다. 해양온도차 발전기는 태양광이나 풍력과 달리 24시간 365일 발전이 가능해 '기저 부하' 역할을 할 수 있는 매우 안정적인 재생에너지원이다. 

특히 삼면이 바다에다 사람이 사는 섬을 많이 보유하고 있는 우리나라 여건으로 볼 때 해양온도차 발전은 무엇보다 먼저 주력개발해 나가야 할 분야다. 연료가 전혀 투입되지 않으며 오로지 바다물의 온도변화로 전기를 일으키는 장치로서 탄소중립에 크게 기여할 수 있는 기술이다. 

강원도 고성 해양 온도차 발전 실증단지는 KRISO가 주도하여 설치한 세계적 규모의 해양 온도차 발전소이다. 바다 깊은 곳의 차가운 물과 표층의 따뜻한 물의 온도 차를 이용해 전기를 생산하며, 여기서 나온 냉수를 활용해 육상 양식이나 냉방에 재활용하는 '해양 에너지 융복합' 모델을 시험 중이다.

서울 롯데월드타워는 수열 에너지를 상용화했다. 국내 최대 규모의 수열 에너지 활용 사례로서 인근 한강물의 온도가 여름에는 대기보다 낮고 겨울에는 높다는 점을 이용한다. 이를 통해 전체 냉난방 부하의 약 30%를 해결하며, 에너지 비용을 획기적으로 절감하고 있다. 또 하수를 이용하는 서울 탄천·서남 물재생센터는 도심 속에서 버려지는 하수(下水)를 에너지로 바꾸는 현장이다. 겨울에도 10도 이상 유지되는 하수의 열을 히트펌프로 회수해 인근 주택가에 지역난방 온수로 공급한다. 울산과 여수의 산업단지에서는 폐열 회수 네트워크를 가동 중이며, 이는 공장에서 발생하는 막대한 열기를 버리지 않고 재사용한다. 화학 공정 등에서 발생하는 고온의 폐열을 회수해 인근의 다른 공장에 증기 형태로 공급하거나 소규모 발전에 활용하여 산업단지 전체의 에너지 효율을 높인다.

이 밖에도 인체의 열, 자동차 배기가스 등을 활용한 온도차 발전 소자기반 온도차 등 다양한 방식이 개발되고 있으며 탄소중립 흐름에 따라 매년 10% 이상의 고성장세 기록 중이다. 특히 한국은 해양 심층수 활용 기술과 산업단지 폐열 회수 기술에서 세계적인 수준에 도달해 있다.

국회 기후에너지환경노동위 소속 서왕진 의원(조국혁신당 원내대표)은 26일 난방 온수 등 열에너지 부문의 탄소중립을 촉진하기 위해 공기열 수열 해수열 하수열 등 미활용 열을 재생에너지로 명확히 포함하는 「신에너지 및 재생에너지 개발·이용·보급 촉진법」일부개정법률안을 대표 발의했다.

현행법은 태양광·풍력·지열 등 전력 생산 중심으로 재생에너지를 규정하고 있어, 난방·온수 등 열에너지 부문은 충분히 반영되지 못해 왔다. 특히 공기열·해수열·하수열 등 온도차 기반 에너지는 제도적 근거가 부족해 활용에 한계가 있었다. 

이에 개정안은 재생에너지 정의에 '온도 차이를 이용하는 에너지'를 신설하고, 수열·해수열·하천열·공기열·하수열 등 미활용 열원을 명시했다(안 제2조). 기존 지열 체계는 유지하면서 온도차 에너지를 별도 범주로 규정해, 법체계 정합성과 열원별 지원 정책 설계의 유연성을 확보했다. 

가정·건물 에너지 소비는 난방·온수 등 열에너지 비중이 높지만 재생에너지 정책은 전력 중심으로 운영되며, 열 부문은 소외돼 왔다. 국내 재생열 공급 비중은 2024년 기준 3.3%에 그치는 반면, 세계는 2028년 17.5%까지 확대될 것으로 전망돼 정책 전환의 필요성이 커지고 있다.

특히 하수는 연중 10~20°C의 안정적인 온도를 유지하는 고효율 열원으로, 활용 시 에너지 비용 절감과 온실가스 저감 효과를 동시에 기대할 수 있다.