해양 에너지 자원의 종류와 원리

핵심 정리

해양 에너지는 바다의 파도·조석·해류·수온·염분 차이 등에서 얻는 에너지다. 이름을 외우는 데 그치지 말고, 에너지원과 전기로 바꾸는 원리를 연결해야 한다. 파도의 운동 에너지를 이용해 전기를 생산하는 것이 파력 에너지다. 밀물과 썰물에 따른 해수면 높이 차를 이용하는 것은 조력 에너지다.

바닷물의 흐름 자체를 이용하는 해류·조류 에너지는 파도의 에너지와 구별한다. 해류의 운동 에너지로 전력을 생산하는 것은 해류 에너지다. 조석으로 생긴 바닷물의 흐름을 이용해 전기를 생산하는 것은 조류 에너지다. 표층수와 심층수의 온도 차이를 이용해 얻는 에너지는 해양 온도차 에너지다. 담수와 해수의 염분 차이를 이용하는 것은 해수 염분차 에너지다.

에너지원이 바람이면 해상 풍력 에너지, 해양 생물체이면 해양 바이오매스 에너지다. 해상 풍력은 바다 위에서 부는 바람의 운동 에너지를 전기로 바꾼다. 대형 갈조류에서 메탄가스를 생산할 수 있고, 미세 조류에서 추출한 기름으로 바이오 디젤을 만들 수 있다. 메탄 하이드레이트는 주요 성분이 메탄이며 연료로 사용되는 에너지 자원이다.

자세히

해양 에너지 문제를 풀 때는 먼저 자료나 진술이 가리키는 자연 현상을 찾는다. 물결이 오르내리고 부서지는 모습이면 파도, 밀물과 썰물에 따른 해수면 높이 변화이면 조석, 일정한 방향으로 흐르는 물이면 해류나 조류, 표층과 심층 사이의 수온 차이면 온도차, 담수와 바닷물 사이의 염분 차이면 염분차다. 바다에 시설이 있다는 이유만으로 해양의 물리적 에너지를 이용한다고 단정해서는 안 된다. 바람을 이용하는 발전은 바다에 설치되어도 에너지원은 바람이다.

파력 발전은 파도가 지닌 운동 에너지를 전기에너지로 바꾸는 방식이다. 파도는 물의 표면에서 나타나는 움직임이므로, 바닷물이 빠르게 흐르는 해협의 물살을 파도와 같은 것으로 보면 안 된다. 문제에서 ‘파도의 운동 에너지’라는 표현을 보면 파력을 고르고, ‘해류의 흐름’이나 ‘조류의 흐름’이라는 표현이 나오면 흐름 에너지를 고른다. 물이 움직인다는 공통점에만 기대면 두 에너지를 혼동하기 쉽다. 파력의 핵심은 흐르는 물 일반이 아니라 파도의 운동이라는 점이다.

조력 발전은 조석에 따라 바닷물의 높이가 달라지는 현상을 이용한다. 밀물과 썰물 사이에 수위 차가 생기면 그 차이에 따른 위치 에너지를 이용할 수 있다. 만조 때 해수를 가두었다가 방류하며 에너지를 얻는 방식도 조력 발전에 해당한다. 조력 발전은 삼투압이 아니라 조수 간만의 수위 차이에 따른 위치 에너지를 이용한다. 따라서 ‘수위 차’ 또는 ‘조수 간만’이 제시되면 조력을 연결하고, ‘염분 농도 차’가 제시되면 염분차를 연결한다. 두 방식 모두 바닷물과 관련되지만, 이용하는 차이는 서로 다르다.

조석은 시간에 따라 되풀이되므로 조력 발전은 발전 시점도 조석 주기의 영향을 받는다. 조력 발전은 조석 주기에 따라 간헐적으로 이루어진다. 조차가 클수록 조력 발전의 발전 가능 용량이 커진다. 화석 연료를 쓰지 않는다는 점에서 조력 발전은 화력 발전보다 오염 물질 배출이 적다. 이 진술들은 각각 발전 시간의 제약, 조차와 발전 가능성의 관계, 화력 발전과 비교한 배출 특성을 묻는다. 조력 발전이라는 이름만 확인하고 언제나 발전할 수 있다고 판단해서는 안 된다.

해류 에너지와 조류 에너지는 모두 바닷물의 흐름에서 운동 에너지를 얻는다는 공통점이 있다. 해류 발전은 해류의 흐름 에너지를 이용해 전기를 생산하는 방식이다. 그러나 조력과 같은 말은 아니다. 해류·조류 에너지는 흐름을 직접 가리키고, 조력 에너지는 조석에 따른 해수면 높이 차를 가리킨다. 문항이 ‘물살’이나 ‘흐름’을 제시하는지, ‘밀물·썰물’과 ‘수위 차’를 제시하는지 살핀 뒤 분류한다. 빠른 물살을 파력으로 부르거나 조석에 따른 높이 변화를 해류라고 부르면 에너지원의 구분을 놓친다.