소개

(타이틀로 약간 말놀이를 해 버렸습니다만,) 이번은 조류 발전에 대해 설명해 갑니다.
조류 발전은 해양 에너지를 활용하는 재생 가능 에너지의 하나로서 최근 주목을 받고 있습니다.
지구 온난화 대책이나 에너지의 안정 공급 등의 관점에서 지속 가능한 에너지원으로서의 가능성이 기대되고 있습니다.
또한 에너지 자급률 향상, 에너지 가격 안정, 지역 경제 활성화 등 부수적인 이점도 기대되고 있으며, 국내외에서의 연구개발이 급속히 진행되고 있다.
이 기사에서는, 조류 발전의 최신 동향에 대해서 깊이 파고들어, 그 매력과 과제, 한층 더 기업이 어떻게 관여할 수 있을까에 대해 설명할 수 있으면이라고 생각하고 있습니다.

조류 발전이 왜 주목되는지

조류 발전은 다른 재생 가능 에너지와 비교해도 매우 안정적인 발전이 가능한 기술로서 주목을 받고 있습니다.
특히 일본처럼 바다로 둘러싸인 나라들에게는 실용화가 진행되면 에너지 안정공급에 크게 기여할 것으로 생각됩니다.

안정된 재생 가능 에너지

조수의 충만은 날씨에 좌우되지 않고 주기적으로 발생하기 때문에 안정된 발전이 가능합니다.
풍력 발전은 바람의 강도에, 태양광 발전은 일사량에 좌우되기 때문에, 발전량이 불안정하게 되기 쉽습니다만, 조류 발전은 조수의 흐름이 규칙적이기 때문에, 발전 계획을 세우기 쉽고, 송전의 안정성도 뛰어납니다.
즉, 베이스 로드 전원으로서의 활용이 가능하다는 것입니다.
조류 발전이 보급되면 화력 발전이나 원자력 발전에 의존하지 않고 안정된 전력 공급을 실현할 수 있습니다.
또한 전력망의 안정성 향상과 수급 밸런스 최적화에도 기여할 수 있다고 생각됩니다.

CO₂ 배출 제로의 청정 에너지

조류 발전은 화석 연료를 사용하지 않기 때문에 발전시 CO₂를 배출하지 않습니다.
탈탄소 사회 실현을 위한 세계적인 움직임 가운데, 이산화탄소 배출량을 삭감할 수 있는 재생 가능 에너지의 보급은 필수적입니다.
특히, 화석연료 의존성이 높은 산업부문에서는 CO₂를 배출하지 않는 조류발전의 도입은 CO₂삭감목표를 달성하는데 중요한 역할을 하는 것으로 생각된다.
기업의 ESG 전략에서도 조류 발전을 도입함으로써 지속 가능한 경영의 일환으로 환경 부하를 줄일 수 있습니다.

조류 발전의 현재 개발 상황

조류 발전의 개발은 국내외에서 진행되고 있으며, 일본에서도 실증 실험이 진행되고 있습니다.
여기에서는 내가 파악할 수 있는 한이지만 국내외 개발 상황에 대해 간단히 설명합니다.

국내 이니셔티브

일본에서는 나가사키현 고토 열도와 홋카이도 연안부를 중심으로 조류 발전의 실증 실험을 실시하고 있습니다.
또한 정부 주도 프로젝트와 민간 기업에 의한 연구 개발이 진행되고 있습니다.
또한, 지자체와 대학과의 제휴에 의해, 지역마다의 조류 특성을 살린 발전 기술의 개발이 진행되고 있습니다.
이러한 노력은 각 지역의 에너지 공급을 안정시키고 지역 경제 활성화에 기여할 것입니다.

해외 동향

영국의 「MeyGen 프로젝트」( 예를 들면 이 사이트 참조해 주세요 )에서는, 이미 상용 규모의 조류 발전이 가동하고 있어 발전 효율의 향상이나 코스트 삭감을 향한 기술 개발이 진행되고 있습니다.
또, 프랑스나 캐나다에서도 실증 실험이 진행되고 있어, 세계 각국에서 조류 발전의 가능성이 모색되고 있습니다.

조류 발전의 장점, 단점, 과제

조류 발전에는 많은 이점이 있지만, 한편으로는 기술적·경제적인 과제도 존재합니다.
특히, 설비 비용의 높이나 유지 보수의 어려움, 생태계에의 영향 등 해결해야 할 과제가 몇 가지 있다.
이하, 조류 발전의 장점과 단점, 향후의 과제에 대해 설명합니다.

장점

위에서 설명한 점과 중복되는 내용도 있지만, 장점으로는 다음의 4점을 들 수 있습니다.

높은 예측 가능성
조수의 흐름은 규칙적이며 발전량의 예측이 용이하기 때문에 전력 공급 계획이 세우기 쉽다는 점을 들 수 있습니다.
조류의 발생은 달의 인력에 근거하고 있어 장기적인 예측이 가능하기 때문에 수급 밸런스의 조정이 용이해집니다.
이것은 풍력 발전이나 태양광 발전에 비해 안정적인 전력 공급에 크게 기여합니다.

환경 부하가 적음
CO₂ 배출 제로이며, 온실가스의 삭감에 공헌할 수 있습니다.
조류발전은 화석연료를 사용하지 않기 때문에 발전시 온실가스 배출이 없어 지구온난화 방지에 기여합니다.
또한 발전시 폐기물이 발생하지 않기 때문에 환경에 대한 영향이 적다는 특징도 있습니다.

에너지 밀도가 높음
풍력 발전보다 에너지 변환 효율이 높고 발전량이 많다는 점도 들 수 있습니다.
물의 밀도는 공기의 약 800배이기 때문에 같은 유속에서도 조류 발전은 풍력 발전보다 더 많은 에너지를 생산할 수 있습니다.
이 때문에 컴팩트한 설비로 큰 발전량을 얻을 수 있습니다.

경관에 미치는 영향이 적다.
해중 설치 때문에 경관이나 토지 이용에 대한 영향이 작다는 점도 장점입니다.
풍력 발전과는 달리, 조류 발전 설비는 해저에 설치되기 때문에 시각적 영향이 거의 없다.
이를 통해 관광지와 자연 환경을 고려하면서 에너지를 공급할 수 있습니다.

단점

조류 발전에는 많은 이점이 있지만, 몇 가지 기술적, 경제적 과제도 존재합니다.
특히 초기 비용의 높이와 유지 보수의 어려움이 과제입니다.
큰 단점으로 들 수 있는 것은 이하의 3점입니다.

설비 비용이 높음
조류 발전 설비의 건설에는 다액의 투자가 필요하고, 초기 비용이 고액이 되기 쉽습니다.
특히, 터빈의 내구성을 확보하기 위한 소재나 설계에 드는 비용이 큰 부담이 됩니다.
또, 설치 장소가 해중이기 때문에, 육상 시설에 비해 시공이 어렵고, 거기에 따라 건설 비용이 증가합니다.

유지보수가 어려움
조류 발전 설비는 바다에 설치되기 때문에 점검이나 수리가 쉽지 않습니다.
설비의 손상이나 오염을 막기 위해서는 정기적인 유지보수가 필요하지만, 잠수 작업이나 전용의 기기가 필요해, 그 때문에 비용이나 시간이 걸립니다.
특히 황천시에는 작업이 어려워 수리 지연이 발생할 수 있습니다.

생태계에 미치는 영향
조류 발전이 해양 생물에 미치는 영향에 대해서는 아직 충분히 연구가 진행되지 않았다.
회전하는 터빈이 어류와 해양 포유류에 어떤 영향을 미치는지에 대한 추가 환경 평가가 필요합니다.
또한, 조류 발전의 설치에 의해 해저의 생태계가 변화할 가능성도 있어, 장기적인 영향을 신중하게 평가하는 것이 요구됩니다.
덧붙여서, 이 생태계의 문제는 착상식의 풍력 발전 설비도 비슷한 문제를 안고 있다고 생각됩니다.

도전

조류 발전을 상업화하고 지속 가능한 에너지원으로 만들기 위해서는 다음과 같은 과제를 극복할 필요가 있습니다.

설비의 내구성 향상
조류 발전 설비는 해수의 부식이나 파도의 영향을 받기 쉽기 때문에 장기간 안정적으로 가동하기 위한 내구성 향상이 필요합니다.
특히, 터빈의 소재 선정이나 부식 기술의 개발이 중요하게 됩니다.

발전 효율 극대화
조류의 속도는 장소나 시간에 따라 다르기 때문에 발전 효율을 최대한으로 끌어내는 기술이 요구된다.
터빈의 최적 설계와 조류의 변화에 적응할 수 있는 시스템의 개발이 열쇠입니다.

비용 절감 및 시장 확대
초기 투자와 유지 보수 비용을 줄이기 위해서는 기술 혁신과 대량 생산이 필요합니다.
또한 정부가 보조금을 기부하는 등 인센티브를 가져오고 기업 진입을 촉진하는 것도 중요하다고 생각합니다.

환경 영향 평가 강화
조류 발전의 도입이 해양 생태계에 미치는 영향을 지속적으로 조사해, 환경에 배려한 운용을 확립하는 것이 요구된다고 생각합니다.

조류 발전 사업에 관여하는 방법

조류 발전의 상용화가 진행되고 있는 가운데, 기업이 이 분야에 참가해, 새로운 비즈니스 기회를 잡을 기회도 늘고 있습니다.
전혀 경험이 없는 곳에서 진입하는 것은 어려울지도 모릅니다만, 이하, 조류 발전 사업에 관여하는 구체적인 방법에 대해 설명합니다.

기술개발과 투자

조류 발전 기술의 추가 발전에는 새로운 터빈 설계와 고효율 발전 시스템의 개발이 필수적입니다.
기업은 R&D에 투자하고 기술 혁신을 이끌어 경쟁 우위를 구축할 수 있습니다.

프로젝트 참여 및 파트너십

지자체와 전력회사와의 공동 프로젝트에 참가하는 것으로, 조류 발전 사업에의 관여를 깊게 하는 것이 가능해집니다.
또한 국제적인 기술 제휴를 진행함으로써 최첨단 지식을 활용할 수 있습니다.

고려해야 할 법규의 내용

조류 발전의 보급을 위해서는 기술이나 시장의 발전뿐만 아니라 적절한 법규제의 정비가 필수적입니다.
조류 발전의 도입에는 환경 보호, 해역 이용, 에너지 정책 등 많은 법적 요소가 관여하고, 그것을 적절히 준수하는 것이 요구됩니다. 여기에서는 조류 발전과 관련된 주요 법규에 대해 설명합니다.

환경 평가의 의무

조류 발전의 도입에는 환경 영향 평가(EIA: Environmental Impact Assessment)의 실시가 필요합니다.
발전 설비가 해양 생태계에 미치는 영향을 사전에 평가하고 적절한 대책을 강구해야 하며, 특히 해양 생물에 대한 영향과 해저 지형의 변화를 최소화하기 위한 설계가 필요하다.

해역 이용 허가

조류 발전 설비는 공유 수면(해양)에 설치되기 때문에 정부 또는 지방 자치단체로부터의 허가가 필요합니다.
구체적으로는, 해역 이용에 관한 법률이나 조례에 근거해, 사용 가능한 구역의 특정이나 설치 조건이 정해지게 됩니다.
또한 기존의 어업권이나 해운업과의 조정도 필요하기 때문에 관계자와의 협의가 필수적입니다.

전력 사업법과 계통 연결

이것은 조류 발전에 한하지는 않지만, 조류 발전에 의해 생성된 전력을 송전망에 접속하기 위해서는, 전력 사업법에 근거하는 수속을 준수할 필요가 있습니다.
특히 신재생에너지의 고정가격 매입제도와 시장 메커니즘을 활용한 매전방식의 확립이 요구된다.
또한 계통 연결을 위한 기술적 요건과 송전 인프라의 정비도 중요한 과제가 됩니다.

안전관리기준과 기술규제

이것도 다른 재에너지 전원과 같습니다만, 조류 발전 설비의 안전성을 확보하기 위해, 국제적인 기술 기준이나 국내의 법 규제에 적합한 설계·운용이 요구되고, 내구성 시험이나 정기 점검의 실시, 이상 발생시의 대응책 등, 안전 관리 체제의 확립이 중요합니다.
특히 해양의 가혹한 환경을 견디기 위한 설계 기준이 엄격하게 설정되어야 한다.

국제협조와 해양법 적용

조류 발전은 해안국뿐만 아니라 국제적인 틀 안에서 발전해 나가는 에너지 기술입니다.
유엔해양법조약(UNCLOS)과 각국의 해양에너지 정책과의 무결성을 도모하면서 국제협조 하에서 개발을 진행할 필요가 있습니다.
특히, 국경을 넘는 해역에서의 발전 시설의 설치에 대해서는, 인접국과의 협의가 요구되는 경우도 있습니다.

요약

조류 발전은 재생 가능 에너지 중에서도 특히 안정성이 높고 일본에 있어서 큰 잠재력을 가진 분야인 것을 알 수 있을까 생각합니다.
기술 혁신과 정책 지원이 진행되면 에너지의 안정적인 공급을 실현하면서 경제적인 이점을 누릴 수 있습니다.
한편, 앞으로 조류 발전의 추가 발전을 위해서는 기술 혁신, 비용 절감, 정책 지원 강화가 필수적입니다.
기업, 정부, 지자체가 연계하여 지속가능한 에너지사회 구축을 위한 대처를 진행하는 것이 요구됩니다.