해류 발전

오늘 CNN과학 기사를 읽다 보니 기발한 내용이 나와 있다. 즉 '해류발전'이라는 아이디어이다.

 

우리가 바다에서 발전을 하는 것은 주로 조석 간만의 차를 이용한 조력발전을 주로 생각한다. 지금 시화호 부근에서 건설하고 있는 조력발전소가 가능성을 보여주고 있다.

 

그런데 미국 플로리다주에서 걸프 해류('멕시코 만류'라고도 한다)의 흐름을 이용한 '해류발전'을 연구하고 있다는 기사가 나온 것이다. 밑에 원문을 게재하였고 그 내용을 요약하면서 사견을 이야기 하여 본다.

 

우선 걸프해류는 캐리비안 바다에서 시작하여  미국 동부 해안을 따라 남쪽에서 북쪽으로 흐르는 난류(따스한 해류)이다.  그 해류는 세계에서 가장 강력한 해류로 일년 내내 일정하게 흐르고 그 힘을 에너지로 바꾸면 4-10 gigawatt(원자력 발전소 10개 정도에 해당하는 전력)을 생산할 수 있다는 것이다.

 

플로리다는 1900만의 거주인이 있어 미국에서 네번째로 인구가 많은 주이다. 날씨가 온화하여 미국에서 은퇴한 사람들이 선호하는 주이다.  그런데 석탄, 석유 등의 에너지 자원이 없어 에너지 문제가 심각한 것이다.

 

그런데 플로리다 동쪽을 지나가는 걸프해류의 힘을 이용하여 전력을 생산하면 플로리다의 에너지 소요량의 1/3정도를 생산할 수 있어 에너지 해결에 큰 도움을 줄 것이라는 것이다.

 

그 원리는 풍력하고 비슷하다고 보면 된다. 바람의 흐름 대신 해류의 흐름을 이용하여 터빈을 돌려 전기를 생산하여 육지로 송전하겠다는 것이다.

 

우선 내년 봄에 20kw급으로 시험생산을 할 소형발전기를 설치 운영하여 본 후 기타 기술적인 문제와 환경적인 문제를 검토한 후 5-10년 후 본격적인 해류발전을 하여 나가겠다는 것이다.

 

그런데 밑의 기사에는 언급이 안되었지만 걸프해류는 적도에 가까운 캐리비안 바다에서 생긴 열을 미국 동부 북부해안으로 전달하여 주기도 한다.

 

만약 걸프해류의 흐름이 해류발전으로 약해질 경우 미국 동북부나 캐나다 동부의 기후에 변화가 올 수도 있다. 다만 지금 기후 온난화로 북부지역의 기온이 올라가고 있어 북극의 빙하가 녹는 것을 걱정하는 상황에서는 덜 문제가 될 수 있다.

 

우리나라의 경우는 해류발전은 울돌목 등 사실상 조석 간만차를 댐으로 막지 아니하고 발전을 하는 형태로 가능할 수 있다.

 

아시아의 경우는 쿠로시오 해류가 큰 위력을 가지고 있다. 대만지역에서 시작하여 북쪽으로 흐르다 한일해협에서 일부는 쓰시마 해류로 갈리고 주류는 일본 동쪽으로 향하는 북태평양 해류가 된다.

 

아마 걸프해류를 이용한 해류발전이 성공할 경우 대만이나 일본이 쿠로시오 해류의 힘을 이용한 해류발전을 시도할 가능성이 있다. 다만 해류발전이 기후에 영향을 미치는 것이 크기 때문에 국제적인 이슈가 될 수 있다.

 

지금 북극해의 얼음이 녹는 기후변화가 가져올 지구재앙에 사람들이 걱정하고 있다. 특히 해수면의 상승으로 저지대의 침수가 우려된다.

 

만약 북쪽으로 향하는 난류를 이용하여 발전도 하고 북쪽으로 전하여 지는 열에너지를 줄여 북극해의 기온 상승도 막게 되면 꿩먹고 알먹고가 될 수도 있다. 그러나 이러한 기후와 관련된 프로젝트는 예상치 않은 역효과가 있을 수 있어 실제 실행에 조심스러울 수 밖에 없다.

 

정리하면 '해류발전'이라는 새로운 아이디어도 지금 상황에서 심각히 고려해 볼 수 있는 것으로 보인다.

 

 

By Azadeh Ansari
CNN

(CNN) -- The answer to easing the energy crunch in one of the nation's most populous states could lie underwater.

Sea turbines make electricity which moves via cable, left, to shore. A hydrogen by-product is collected on a ship.

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Imagine if your utility company could harness the ocean's current to power your house, cool your office, even charge your car.

Researchers at Florida Atlantic University are in the early stages of turning that idea into reality in the powerful Gulf Stream off the state's eastern shore.

"If you can take an engine and put it on the back of a boat or propel a ship through water, why not take a look at the strength of the Gulf Stream and determine if that can actually turn a device and create energy?" asked Sue Skemp, executive director at Florida Atlantic University's Center for Ocean Energy Technology.

The demand for energy in Florida -- the fourth most populous state, with an estimated 19 million residents -- is quickly outpacing the capacity to create it, according to experts. Watch how the proposed ocean turbines would work »

"Right now in Florida, we are at the cusp of an energy crisis. Our energy demand keeps growing," said Frederick Driscoll, director of Florida Atlantic University's Center of Excellence in Ocean Energy Technology.

Beginning in the Caribbean and ending in the upper-North Atlantic, the Gulf Stream lies on the eastern shore of Florida.

Its powerful currents have been used by many fishermen, sailors and explorers to expedite their passage in the Atlantic north and east to Europe, but scientists say the energy within its currents could propel Florida out of its potential energy crisis, powering 3 million to 7 million Florida homes -- or supplying the state with one-third of its electricity.

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"The predictions at this point estimate that the strength of the Gulf Stream could generate anywhere between four to 10 gigawatts of power, the equivalent of four to 10 nuclear power plants," said Skemp.

"The Gulf Stream is the strongest current in the world, so we want to harness our greatest resource. It's renewable, emission free and reliable," said Jeremy Susac, executive director of the Florida Energy and Climate Commission.

At the university's Center for Ocean Energy Technology in Boca Raton, Florida, ocean engineers are working with marine, environmental and material scientists to develop cost-competitive technologies to commercialize the energy within the Gulf Stream.

Though it has been considered for more than a century, harnessing the energy of the Gulf Stream is no easy task, and no sustainable system has been implemented.

"First we have to do a resource assessment and understand how much energy is in the Gulf Stream current on a minute-to-minute, day-to-day, hour-to-hour and yearly basis," said Driscoll.

In April, researchers at the center deployed four acoustic Doppler current profilers in the Atlantic off the east coast of Florida.

Using high frequency, low-power sonar, these large orange ball-shaped objects measure the speed of the ocean currents.

"We are looking at how much energy we can safely extract -- what is the sensitivity of extraction versus the environmental effects?" said Driscoll.

The vision for the pilot program is to develop and test a 20-kilowatt underwater turbine by spring 2010.

Sound familiar?

The concept behind underwater turbines is similar to that of wind turbines on land.

As water flows by the turbine, it turns a rotor blade. As the rotor blade turns, energy is generated.

That energy can be transmitted from a generator inside the turbine to electrical conducting cables, where it's captured, harnessed and distributed for future use.

Researchers also are looking at ways to use the electricity that is generated underwater to generate and store hydrogen in the ocean. The hydrogen could be used to fuel clean-running cars and trucks.

"Because it's such a new endeavor, there's a lot of knowledge gaps not only in terms of the technology side but also on the ecological side of things," said Driscoll.

Completely reliant

Florida is completely reliant on out-of-state fuel sources (coal and natural gas), but generates more than 90 percent of its own electricity, according to the Florida Energy and Climate Commission. It ranks third nationally in total energy consumption.

So how much will this endeavor cost? And what kind of impacts will it have on the local marine environment?

"Those are the questions we don't have answers to," said Skemp.

There are some hurdles that need to be cleared before the technology can get approval and become commercially available.

"This area is so new, we're still finding out what needs to be done," said Skemp.

"It's not like an established industry, like the aerospace industry or the automotive industry or others, where you have models which you could base cost on," added Skemp.

So far, the state of Florida has allocated $13.75 million in grants toward research and development of the pilot project, but the cost to implement the project on a large scale could be much higher.

Before a project like this can go forward, the Federal Energy Regulatory Commission will have to look at a whole range of factors, from the effects it will have on wild and marine life to recreation activities and shipping, said an environmental specialist with the commission.

If the pilot program is successful, it could take another five to 10 years before the technology can be implemented.

The Gulf Stream is something that has been taken for granted, said Skemp.

"The Gulf Stream is on 24/7. It's flowing 365 days a year, so it's a continuous source of energy