전력 문제, 염분차발전 성공에 달렸다

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에너지 수급 문제와 지구 온난화에 따른 기후변화 문제는 현재 인류가 직면한 가장 큰 문제다. 상황이 이렇다 보니 이산화탄소를 발생시키지 않는 풍력, 태양광 등 신재생에너지원은 증가하는 추세다. 우리의 경우 2021년 기준 신재생에너지 발전량은 5만657GWh로 총발전량 대비 8.3%를 차지하고 있다. 그러나 일부 지역에서는 이렇게 생산되는 신재생에너지의 수급 불균형 문제가 발생하고 있다. 제주도는 신재생에너지 생산 시설 급증으로 전력이 과잉 생산되고, 수급 불균형 상황이 발생하고 있다. 전력거래소에 따르면 2021년 제주도의 풍력발전 출력 제어 횟수는 총 64회, 태양광 제어 횟수는 1회였다. 하지만 불과 1년 후 제주 지역의 풍력발전 출력 제어 횟수는 104회, 태양광 출력 제어 횟수는 28회로 급증했다.

잉여 전력을 저장하는 에너지저장장치(ESS)의 개발과 보급이 신재생 발전 시설 증가 속도를 따라가지 못해 발생하는 현상이다. 따라서 신재생에너지의 수급불균형을 조절할 수 있는 새로운 에너지원의 개발과 보급이 시급하다. 에너지저장장치가 지속적으로 개발되고 있으나, 신재생에너지의 잉여 전력을 저장할 만큼 대량의 에너지저장장치를 제작하는 것은 비용과 공간 그리고 안전상의 문제로 쉽지 않다.

이러한 문제를 해결하기 위해 날씨의 영향과 설치장소에 큰 제한이 없으면서도 대용량 에너지저장장치로 사용이 가능하고, 이산화탄소를 발생시키지 않는 신재생에너지 발전기술인 '염분차발전' 개발이 필요하다. 염분차발전 기술은 해수와 담수 사이의 염분 농도차를 이용해 전기를 생산하는 기술로, 전 세계적으로 이 기술의 잠재량은 약 2~3TW 수준으로 평가되고 있다. 해수와 담수를 에너지원으로 사용하므로 해수와 담수의 저장량을 에너지저장장치의 용량과 같은 개념으로 사용할 수 있다. 또 시간, 날씨, 장소에 영향을 받으며 부하의 변동이 많은 풍력, 태양광과 달리 염분차발전은 시간, 날씨, 장소에 영향 없이 지속적으로 부하 변동이 거의 없는 전력을 생산할 수 있다.

동해시가 이 사업에 적극 나서고 있다고 한다. 동해시는 하수종말처리장 부지 내에 한국수력원자력의 100% 투자로 세계 최대 규모인 100㎾급의 염분차발전 실증단지 건설을 계획하고 있다. 2025년 준공 목표인 이 실증단지가 성공적으로 운영되어 상업화에 성공한다면, 국내 신재생에너지 수급불균형 조절은 물론, 더 큰 잠재력을 보유한 해외 시장으로의 진출도 노려볼 수 있을 것으로 기대된다.

양현경 부경대 융합공학부 교수