<사진. 조류발전의 실증설비 이미지
출처. KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』>

조류발전의 실증시험: 출력 500kW급의 발전기 설치

해양에너지 중 하나로 기대되는 조류발전의 실증실험이 효고현아와지시마(淡路島)에서 시작된다. 조류가 빠른 것으로 알려진 아카시해협의 해저에 500kW급의 발전기를 설치하여 실용화를 목표로 한다. 기본계획의 책정과 환경영향 기초조사를 실시하여 2015년도 중에 실제 설비를 사용한 기술평가를 개시할 예정이다.

조류발전 실증실험 장소는 아와지시마의 북단에 위치한 이와무로(岩屋)지구 연안이다. 이 지구에서는 2012년부터 시작된 “아와지 환경 미래 섬 구상”의 일환으로 조류발전 조사를 지속해 왔다.

새롭게 환경성의 “조류발전 기술 실용화 추진사업”의 대상으로 결정되어, 2018년도까지 5년간에 걸쳐 실증실험을 추진해 나간다. 환경성은 2014~2018년도 5년간에 걸쳐 “조류발전기술 실용화추진사업”을 실시할 계획이다. 조류발전에 필요한 요소기술의 개발부터 시작하여 해중의 실증시험을 통하여, 2018년까지 실용화를 위한 발전시스템 확립을 목표로 한다.

초년도 2014년도는 5억 5000만 엔의 예산을 배분하여 5월 14일에 사업자 모집을 시작하였다. 6월 13일까지 응모를 받아 6월 말에 결정하였다. 이미 실시해역이 확정된 지방의 어업관계자 등이 합의를 얻는 것이 응모의 조건이 된다. 발전설비는 1기당 출력이 500kW 이상 되는 것으로 일본 국내의 해역에 넓게 적용할 수 있는 사양으로 할 필요가 있다.

일본에서는 세토내해를 중심으로 대량의 조류에너지가 분포되어 있다. 세토내해의 동쪽에 있는 나루토해협으로부터 서쪽에 있는 간몽해협까지의 해역 외에 니가타현과 나가사키현의 반도, 낙도 주변에도 조수의 흐름이 빠른 해역이 있다. 이들 해역 중에서 사업대상으로 선정될 가능성이 크다. 전문가의 계산에 따르면 나루토해협만으로 원자력발전 1기분에 상당하는 100만kW 이상의 잠재량을 예상할 수 있다.

조류발전은 영국을 시작으로 유럽에서 실용화되고 있으나, 일본에서는 이에 대한 대응이 늦어졌다. 몇 안 되는 사례로서 기타큐슈시가 2011년도부터 시작한 “간몽해협 조류발전설비 추진사업”이 있다. 이 실증사업은 해중에 설치된 수직축의 수차를 조류로 회전시켜 최대 1.4kW를 발전하는 시도이다. 간몽해협에 면한 닛코우스키의 모지(門司)공장의 교량에서 실시한 실증시험에서는 해협 중에서 조류가 늦은 장소였음에도 불구하고 풍력발전과 같은 20%를 넘는 발전효율을 얻었다. 조류는 기후의 영향을 받지 않으며, 안정된 발전량이 되는 이점이 있다.

발전설비의 상세한 사항은 앞으로 기본계획으로 확정될 것이나, 종래의 구상에서는 이와야(岩屋)지구 근해 1킬로미터 정도의 해저에 출력 300kW의 수차발전기를 설치하는 방법을 예상하였다. 기본적 설비구성은 당초 구상에서 바뀌지 않았으며, 발전기를 500kW급으로 그레이드업하여 실증실험에 착수할 예정이다.

지금까지의 조사에서는 이와야 근해의 조류의 속도를 대조시와 소조시로 유속계로 측정하여 발전에 적합한 장소의 범위를 축소하였다. 앞으로 해저의 지형과 해저상황의 실측조사를 실시하여 최종적으로 발전설비의 설비장소를 결정한다. 2015년도 중에 발전을 시작하여 2018년도까지 조류발전의 기술과 유지관리방법의 확립, 환경부하를 저감하는 어업협조형 발전사업의 실용화를 목표로 한다.

실증사업은 발전기제조사의 미쓰비시중공업이 주체가 되나, 지자체의 효고현과 아와지시 외에 이와야어업협동조합이 협력하여 민관일체로 추진해 나간다. 아와지섬의 북부지역에 전력을 공급하고 있는 칸사이전력도 어드바이저로서 참가하여 송전실험에 협력한다. “아와지 환경미래도 구상”에서는 2050년까지 도내의 전력 자급률을 100%로 높이는 것을 목표로 들고 있다. 건설용지가 한정된 태양광과 육상풍력에 추가로 섬 주변에 풍부하게 있는 해양에너지를 살린 해양풍력과 조류발전을 확대하여 목표달성에 근접해가는 구상이다.

NEDO(신에너지, 산업기술종합개발기구)가 일본근해의 표층부분의 유속을 기본으로 추정한 결과에 따르면, 혼슈와 시코쿠의 북동부 사이에 있는 아와지섬 주변의 아카시해협에 있는 최대의 조류에너지가 존재한다. 이와야 근해의 실증실험이 성공하면 아카시해협에서 막대한 전력을 공급할 수 있는 가능성이 커진다.

■ KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 http://mirian.kisti.re.kr