해양 에너지 이는 오늘날 세계에서 가장 적게 활용되는 재생 에너지 형태 중 하나입니다. 그러나 바다와 바다는 막대한 에너지 잠재력을 갖고 있으며, 올바르게 사용하면 전 세계 전력 수요의 상당 부분을 충족할 수 있습니다. 이러한 형태의 에너지에는 파도, 조수, 해류, 열 구배 및 염분 구배와 같은 다양한 소스가 있습니다. 장점에도 불구하고 높은 비용과 관련 기술 문제로 인해 개발이 더디게 진행되었습니다.
해양 에너지의 유형
을 활용하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 해양 에너지, 각각 고유한 기술과 과제가 있습니다. 여기서는 주요 내용을 자세히 설명합니다.
파동 에너지
일컬어 파동 에너지, 이러한 형태의 해양 에너지는 바다 표면의 파도의 움직임을 이용하여 얻습니다. 파도는 물에 대한 바람의 작용에 의해 생성되며 바람은 태양 복사에 의해 생성되므로 파동 에너지는 태양 에너지의 파생물로 간주할 수 있습니다.
파동은 진동 운동으로 인해 많은 양의 운동 에너지를 포함합니다. 지구의 일부 지역, 특히 바람이 계속 부는 지역에서는 이러한 유형의 에너지를 활용할 수 있는 상당한 잠재력이 있습니다. 예를 들어, 북대서양 지역에서는 파도에 포함된 에너지가 평방킬로미터당 최대 70MW에 달할 수 있습니다.
파동 에너지를 포착하는 데는 다양한 기술이 있습니다. 다음과 같은 장치 진동하는 물기둥, 감쇠기 또는 플로팅 터미네이터. 이러한 메커니즘은 터빈이나 유압 시스템을 통해 파도의 움직임을 유용한 에너지로 변환합니다.
조력 에너지
La 해수 에너지 이는 바다에 있는 태양과 달의 중력 인력에 의해 발생하는 조수로 인해 발생하는 수위의 상승과 하강을 이용하여 생성됩니다. 예측 가능한 방식으로 발생하는 이러한 현상은 조력 에너지를 매우 신뢰할 수 있는 에너지원으로 만듭니다.
조력 에너지를 포착하는 데 사용되는 주요 시스템은 조수에 따라 수위가 크게 변하는 해안 지역에 제방이나 댐을 건설하는 것으로 구성됩니다. 수문을 열면 물이 터빈을 통과해 전기를 생산합니다.
이 기술을 사용한 주목할만한 사례는 240MW 용량을 갖춘 프랑스의 La Rance 조력 발전소입니다.
해류로부터의 에너지
라스 해류 이는 바람과 기타 지구물리학적 요인의 작용으로 인해 바다에서 발생하는 수괴의 움직임입니다. 이러한 해류의 운동 에너지를 활용하기 위해 풍력 터빈과 유사한 수중 터빈이 사용되지만 수중 환경에 적합합니다.
이 기술 개발의 주요 과제는 해류 속도의 불규칙성과 해저에 터빈을 설치하고 유지하는 데 따른 기술적, 경제적 어려움입니다.
열 구배
La 열 구배 에너지 이는 태양 복사에 의해 가열되는 표층수와 차갑게 유지되는 심해 사이의 온도 차이를 이용하는 데 기반을 두고 있습니다. 이 현상은 일년 내내 해수면과 심해 사이의 열 구배가 중요한 열대 또는 적도 지역에서 발생합니다.
이 에너지를 전기로 변환하기 위해 열역학적 사이클(일반적으로 랭킨 사이클)에 따라 작동하는 시스템이 사용됩니다. 그러나 이들 공장의 수익성은 운영에 필요한 복잡하고 값비싼 시스템으로 인해 여전히 제한적입니다.
식염수 기울기
La 염분 구배의 에너지또는 블루 에너지, 바닷물과 담수 사이의 염분 농도 차이를 이용하여 얻습니다. 이 에너지는 주로 역삼투 또는 전기투석 과정을 통해 수집됩니다.
현재 이 기술은 오슬로 피요르드에 세계 최초의 삼투 공장을 준공한 노르웨이의 Statkraft와 같은 파일럿 프로젝트를 통해 실험 단계에 있습니다.
이 에너지를 활용하는 방법
해양 에너지를 활용하는 것은 여전히 어려운 과제이지만 그 잠재력은 엄청납니다. 그만큼 파동 에너지 영국과 포르투갈 같은 곳에서 선구적인 프로젝트를 진행하며 연구 개발 측면에서 가장 큰 진전을 이룬 제품입니다. 그러나 해수 에너지는 보다 국지적인 영향에도 불구하고 La Rance와 같은 장소에서 성공적으로 사용되었지만 환경에 미치는 영향이 크기 때문에 널리 복제되지는 않았습니다.
라스 해류, 유망하긴 하지만 관심이 높은 일부 지역에서는 해상 교통 문제에 직면해 있습니다. 그러나 충분히 깊은 지역에 터빈을 배치하는 기술이 개발되면 이러한 단점이 줄어들 수 있습니다.
반면, 열 및 식염수 구배의 사용은 아직 실험 단계에 있으며 현재로서는 수익성이 없습니다. 연구 개발에 대한 투자가 계속되고 있기 때문에 이러한 기술에 미래가 없다는 의미는 아닙니다.
미래의 해양에너지 잠재력
해양 기술의 개발은 풍력이나 태양 에너지와 같은 다른 재생 가능 에너지원에 비해 느리지만 잠재력은 분명합니다. 국제에너지기구(International Energy Agency)에 따르면 2050년까지 해양에너지는 유럽 전력생산량의 10%를 차지할 것으로 예상돼 전망이 밝다.
새로운 기술의 개발과 증가된 국제 협력으로 인해 전 세계적으로 많은 파일럿 프로젝트가 추진되고 있습니다. 스코틀랜드, 스페인, 노르웨이와 같은 지역은 파도 및 조력 에너지를 목표로 하는 프로젝트를 통해 이 분야를 선도하고 있습니다.
라틴 아메리카에서는 칠레, 브라질, 멕시코 등의 국가에서 자체 해양 에너지 프로젝트를 개발하기 시작했으며, 이는 이러한 기술에 대한 관심이 전 세계적으로 확산되기 시작했음을 보여줍니다.
정부 정책의 지원과 적절한 자금 조달을 통해 해양 에너지는 향후 수십 년 동안 글로벌 에너지 믹스의 필수적인 부분이 될 가능성이 높습니다. 이러한 에너지는 재생 가능하고 고갈될 수 없을 뿐만 아니라, 낮은 환경 영향 재생에너지 산업에서 수천 개의 일자리를 창출할 수 있습니다.
기술 발전과 비용 절감이 계속됨에 따라 해양 에너지는 깨끗하고 지속 가능한 에너지 미래로 전환하는 데 중요한 역할을 할 것입니다.