일본서 세계 최초로 해류발전 성공

강한 쿠로시오해류 이용 30kW 생산…2020년 상용화 목표

해류발전기 '카이류(海流)'의 작동모습. 이미지 출처 - 일본 NHK방송 캡처

일본이 세계최초로 실제 해류를 이용한 발전에 성공한 것으로 알려졌다. 20일 일본 NHK는 지난주 가고시마 현 구치노시마 섬 앞바다에서 해류를 이용해 전기를 만드는 해류발전의 실제 검증 실험이 성공적으로 진행됐다고 전했다.

이 프로젝트에는 일본의 대형 중장비업체 IHI중공업과 일본 신에너지 산업기술 개발기구(NEDO)가 함께 참여했다. NEDO는 신재생에너지를 연구하는 정부기관으로 2011년부터 해류 에너지 발전을 연구 중이다.

IHI가 개발한 해류발전 시험기 '카이류(海流)'는 지난 14~17일 구치노 섬(口之島) 앞바다 5km 지점에서 가동해 최대 30kW의 전기를 만드는데 성공했다. 구치노 섬은 도카라 열도에 속해 있으며 주변에 강한 쿠로시오 해류가 흐른다.

지구상에는 바람과 물의 밀도차에 의해 일정한 방향으로 끊임없이 바닷물이 돌고 있는데 이를 해류라고 한다. 해류발전은 바로 이 흐름을 이용해 바닷속에 잠긴 발전기 터빈을 풍차처럼 돌려서 발전하는 구조다. 밀물· 썰물로 인한 해수의 흐름을 이용한 조류 발전과는 조금 다른 개념이다.

태양광이나 풍력 발전이 흐린 날씨나 바람이 약한 날에 전기를 생산하기 어려운데 반해 해류는 밤낮과 계절에 따른 변동이 적어 안정적이라는 장점이 있다. 낙도 등 전기 공급이 불안정하고 발전 시설 연계에 제한이 있어 재생 가능 에너지 도입이 어려운 지역을 주요 타깃으로 한다.

해류발전기 '카이류(海流)' 이미지 출처 = 일본 IHI 홈페이지

카이류는 수중 부유식 100kW급 발전기로 가나가와현 요코하마시에 있는 공장에서 완성됐다. 전체 길이는 20m, 폭 20m이다. 직경 11m의 50kW급 발전터빈 2기가 H자형으로 양옆에 붙어있다. 좌우에 달린 이 2개의 수중터빈이 서로 반대방향으로 회전해 회전력(토크)를 상쇄시키며 바다에서 안정된 자세를 유지하게 해준다.

부력을 조절할 수 있어 정비시에는 필요에 따라 해상에 떠오르게 하는 게 가능하다. 이번 시험에서는 수심 100m 바닥에 싱커(해류에 쓸려가지 않게 고정하는 장치)를 박은 후에 발전기를 연결하는 방식으로 설치됐다.

IHI는 해류 발전의 설비 이용률이 연간 60%이상에 달할 것으로 예상한다. 발전기를 가동하는 기간이 일년 중 3분의 2 이상을 넘는다는 의미다. NEDO와 IHI는 이번 시험에서 얻은 다양한 데이터를 분석하고 발전 비용을 예측해 2020년 수중 부유식 해류발전시스템을 실용화할 계획이다.

한편 해류발전은 설비 제작과 설치비용이 많이 들지만 발전단가가 원자력의 68%, 화력의 40%에 불과해 경제성이 뛰어나다. 주로 강한 해류가 흐르는 미국 동해안, 일본 동해안 등이 해류발전에 적격인 곳으로 알려졌다. 일본은 오래전부터 해류발전에 관심을 기울여 왔는데 1983년 가지마 해협에서 최초로 해류발전시험을 해 유속 3kn(노트)에서 최고 1000W의 전력을 얻는데 성공한 바 있다.

아시아경제 티잼 박충훈 기자 parkjovi@asiae.co.kr