<사진. 수평 부체식의 해류발전시스템
출처. KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』>

해류, 조류, 파력발전에 도전

- 해양에너지로 비용을 20엔 이하로

일본이 세계에 선도적으로 추진하는 해양에너지 분야에서 4개의 연구개발 프로젝트가 시작된다. 2016년 이후 실용화를 목표로 수중 부유식 해류발전시스템을 비롯해 2020년대에 발전비용을 1kW당 20엔 이하로 저감시키는 조류발전 및 파력발전의 기술개발을 국가의 지원으로 추진한다.

신에너지산업기술종합개발기구(NEDO)는 2011년도부터 지속하고 있는 해양에너지의 기술개발 프로젝트에 4개의 테마를 추가하였다. 일본 근해에 풍부하게 존재하는 해양에너지를 살려 2016년 이후에 발전비용을 1kW당 40엔 이하로 그리고 2020년대에는 현재의 태양광발전보다 저렴한 20엔 이하로 저감시키는 것을 목표로 한다.

4개의 테마 중 2개는 실용화를 눈 앞에 둔 발전기술로 2015년도부터 2017년도에 걸쳐 실제 해역에서 실증연구를 수행할 계획이다. 우선 첫 번째로 쿠로시오(?潮) 등을 이용한 해류발전시스템이다. 2개의 날개를 가진 쌍발식 발전설비를 해저로부터 계류하여 수평방향의 해류에너지를 전력으로 변환한다.

수평 부체방식의 해류발전시스템은 IHI와 도시바가 2011년부터 연구개발을 추진하고 있는 것으로, 2017년도까지 실증기를 제조하여 일본 근해에서 시험을 개시할 예정이다. 쌍발식 터빈을 포함하여 부체 부분을 IHI가 제조하여 발전기 및 변압기를 도시바가 제조한다. 해류는 계절 및 기후의 영향을 적게 받기 때문에 미래의 안정적인 전력원으로서 기대된다.

두 번째의 해양에너지는 나가사키현(長崎?) 사이카이시(西海市)에서 수행하고 있는 조류발전이다. 지역의 기업 및 지자체가 중심이 되어 소형 조류발전시스템을 실용화하는 것이 목표이다. 이미 시험기를 개발하였지만, 새롭게 발전능력이 50W인 시스템을 NEDO의 프로젝트 중에서 제작한다.

발전비용을 저감시키기 위해서는 조류에 의한 저회전에서도 높은 효율로 발전할 수 있는 시스템을 개발한다. 첫 번째 해류발전시스템과 함께 2016년 이후에 1kWh 당 발전비용을 40엔 이하로 억제하는 것이 목표이다. 그리고 2020년대에는 해양에너지 발전비용을 20엔 이하로 저감시켜 전력 소매가격을 하회하는 수준을 목표로 한다.

이러한 차세대 해양에너지의 연구개발 프로젝트도 2개의 테마를 수행한다. 첫 번째는 해협 등에서 나타나는 빠른 조류에너지를 이용한 발전기술로 교각과 같이 해중에 있는 구조물에 다수의 발전설비를 부착시키는 방법이다. 츄부전력이 중심이 되어 세토(??) 내해를 대상으로 실증연구를 추진한다. 2016년도까지 발전시스템 크기의 모델를 시험제작하여 성능 및 신뢰성을 검증한다. 그리고 세토 내해에서 조류발전의 적지를 선정한 후 발전량 및 발전비용을 계산하여 2017년도 중에 사업성을 평가할 예정이다.

두 번째 차세대 프로젝트는 파력을 이용하는 발전시스템의 연구개발이다. 파도의 물결에 의한 해면 상하운동에너지를 살려 발전하는 방식이다. 도쿄대학이 개발한 기술을 기초로 이와테현의 태평양 연안에 위치한 지역에서 실용화를 목표로 개발을 추진하고 있다.

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