조력 발전(潮力 發電)

조력발전이란 조석이 발생하는 하구나 만을 방조제로 막아 해수를 가두고 수차발전기를 설치하여 외해와 조지내의 해수를 가두고 수차발전기를 설치하여 외해와 조지내의 수위차를 이용하여 발전하는 방식으로서 해양에너지의 수위차를 이용하여 발전하는 방식으로서 해양에너지에 의한 발전방식 중에서 가장 먼저 개발되었다. 현재 개발 가능한 조력자원을 보유한 국가는 세계에서 손꼽을 정도로 한정되어 있기 때문에 이들 국가에서는 조력자원을 미래의 중요한 대체 에너지 자원의 하나로 지목하여 이에 대한 조사와 연구를 활발히 진행중에 있다. 현재 가동중인 조력발전소는 프랑스의 랑스(1967 완공, 용량 400Kw), 소련의 키슬라야(1968 완공, 용량 800Kw), 카나다의 아나폴리스(1986 완공, 용량 2만Kw), 중국의 지앙시아(1980완공, 용량 3,000Kw) 등이다.    우리나라의 경우 1970년대에 와서 한국해양연구소에 의해 충청남도의 가로림만과 천수만을 대상으로한 조력발전 예비 타당성조사가 실시된 이래 1980년과 1982년 최적 후보지로 선정된 가로림만에 대한 조력발전 정밀타당성조사 및 기본설계를 프랑스와 공동으로 실시하였다. 1986년에는 영국의 기술진과 공동으로 1981년의 조사를 재검토한 결과 최적 시설용량은 40만Kw, 연간 발전량은 836GWH로 평가된바 있다. 국내에서는 현재 시험조력발전소 건설에 관한 조사사업을 추진중에 있는데, 앞으로 연구 개발되어야할 주요 대상은 깊은 수심에서의 연안구조물 설계와 시공기술, 조력발전소 수심에서의 연안 구조물 설계와 시공기술, 조력발전소의 주요부분인 수차발전기의 설계제작기술, 발전계통기술, 발전시스템의 자동제어기술, 해수에 의한 소재의 부식방지기술 등이다. 우리나라에서의 조력발전 건설은 서해안에 부존하는천혜의 조력에너지를 개발함으로써 지역경제의 균형발전을 도모할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

조력발전의 미래 바다는 세계 최대의 태양열 수집기다. 바다는 지상의 모든 인간이 1년간 사용하는 전기량의 4천배나 되는 37조kW와 맞먹는 에너지를 태양열에서 흡수하고 있다. 그래서 바다 표면은 매 평방마일당 석유로 따져 7천배럴 이상의 에너지를 내포하고 있는 셈이 된다. 바다는 파랑 에너지, 조석 에너지, 해류 에너지, 바이오매스 에너지,그리고 온도차 에너지 등 다양한 모양의 에너지를 갖고 있다. 그러나 오늘날 실용화되고 있는 에너지는 바다의 밀물과 썰물의 차이를 이용하는 조력 발전 뿐이다.      세계의 어떤 바다에서도 하루 두 번씩 밀물과 썰물을 만난다. 그런데 이런 조석현상은 달이나 태양의 인력만으로 생기는 것은 아니다. 이런 기조력은 지구가 공전할 때 생기는 원심력의 차이에 의해서도 발생한다. 인류는 벌써 오래 전부터 이런 조류를 이용해 왔다. 예컨대 11세기에 프랑스에서는 조류로 수차를 돌려 생기는 동력을 이용하여 옥수수나 밀을 가루로 빻기도 했다. 중세 유럽에서는 조류로 돌리는 수차를 이용하여 제재소를 가동하고 제분소도 운영했다.    그런데 영불 해협과 이웃한 프랑스의 브르따뉴 지방의 랑스 하구에는 밀물과 샐물의 차이가 13.5m나 벌어지고 밀물이 들어오고 나갈 때의 조류의 용량이 매초 5천m3나 된다. 프랑스는 1966년 이 곳에 일당 최고 24만kW를 발전할 수 있는 조력발전소를 완공했다. 프랑스는 먼저 콘크리트 케이슨으로 랑스강 하구에 댐을 건설하여 우리 나라의 팔당댐 보다 약간 적은 용량인 1만8천4백만 입방미터의 물을 담을 수 있는 저수지를 만들었다. 만조 때 이 저수지를 가득 메운 바닷물은 간조 때 낮아진 해면으로 떨어지면서 24개의 터빈 발전기를 돌린다. 바닷물이 저수지로 밀려 들어올 때도 발전기를 돌려 효율을 높일 수 있다. 그런데 조력발전의 효율을 결정하는 가장 큰 요소는 저수지의 저수량이다. 따라서 썰물과 밀물의 차와 함께 넓은 저수지가 들어 앉을 수 있는 입지조건이 매우 중요하다.    프랑스는 랑스 조력발전소에 이어 연간 30억 kW규모의 조력발전소를 계획했으나 아직도 계획선에 머물러 있다. 구 소련은1968년 실험용 조력 발전소를 준공했는가 하면 일본은 물결이 센 에히메현 내도해협에서 조류발전 실험에 성공했다. 중국은 발해에서 북부만에 걸쳐 8기의 조석발전소를 보유하고 있는데 그 용량은 모두 합쳐 6천kW이다.    현재 영불 해협을 비롯하여 남북 아메리카, 중국, 러시아 그리고 우리나라 서해의 인천만, 아산만, 가로림만, 천수만 등을 포함하여 세계 도처에는 조석의 차가 크게 벌어지는 곳이 많다. 이런 곳을 이용하여 조력발전을 한다면 수력발전의 4배가 넘는 10억 kW의 전력을 생산할 수 있다. 그러나 아직은 막대한 건설비 때문에 주춤한 상태이지만 21세기 중반경에 화석연료 자원이 바닥이 나면 조력발전은 다시 각광을 받게 될 것으로 전망된다.