"땅 없으면 바다로"… 수면 위에 뜨는 '부유식 발전소', 에너지 안보 구원투수로

기후변화 대응을 위한 재생에너지 보급 확대가 심각한 '육상 부지 부족'과 지역사회의 법적 분쟁이라는 장벽에 부딪히자, 바다와 호수 등 수면 위에 설치하는 '부유식 발전소(Floating Power Plants)'가 새로운 에너지 대안으로 급부상하고 있다.
파리 기후협정의 마지노선인 지구 온난화 1.5도 제한을 달성하기 위해선 저탄소 발전설비의 막대한 확충이 불가피하지만, 유틸리티 규모의 육상 태양광과 풍력 발전소는 광대한 토지를 잠식하며 주민들의 거센 '님비(NIMBY·주민 기피)' 반발에 직면해 있다.

이에 따라 글로벌 에너지 업계와 연구진은 토지 수용 부담과 환경 훼손 논란을 피해 해양 수면으로 발전 거점을 전격 이전하고 있다.

해안 인구 밀집 대도시에 영구 전력을 공급하는 것은 물론, 대규모 송전망 연계가 불가능한 고립 도서나 재난 지역에 독립 전력을 공급할 수 있어 국가 에너지 회복력을 획기적으로 끌어올릴 핵심 솔루션으로 주목받고 있다.
10월 5일(현지시각) 글로벌 에너지 전문 매체 오일프라이스(Oilprice.com) 보도에 따르면, 대만의 연안 해상 태양광부터 러시아 시베리아의 부유식 원자력 발전소, 미국 오대호의 파력(Wave Energy) 장치에 이르기까지 수면 위 청정 전력 인프라가 실전 배치와 상용화 시험에 속도를 내고 있다.


부유식 발전의 역사는 1931년 미국 북동부 해안에서 전력 공급용으로 개조된 화물선 'SS 자코나(Jacona)'호까지 거슬러 올라가지만, 최근 등장하는 모델들은 최첨단 해양 공학과 청정 발전 기술이 결합한 형태다.

동력이 없는 대형 바지선 형태부터 계류 앵커로 고정된 모듈형 부유 구조물, 파도 위에 떠 있는 특수 부표형 발전기까지 용도에 맞춰 다양하게 진화하고 있다.

발전원 역시 조력과 파력 등 해양 에너지뿐만 아니라 해상 태양광 패널, 소형모듈원자로(SMR)를 탑재한 해상 원전까지 스펙트럼이 넓어졌다.
국제 학술 플랫폼 '더 컨버세이션(The Conversation)'은 "부유식 발전소는 러시아 페벡(Pevek)이나 앙골라 루안다 같은 항만 도시에 안정적인 기저 부하를 제공할 수 있으며, 광산 현장이나 자연재해, 전력망 붕괴 등 비상 상황에서 신속히 투입할 수 있는 기동형 전력망 역할을 한다"고 분석했다.


부유식 발전은 토지가 좁고 인구가 밀집한 도서 국가에서 강력한 안보 무기가 되고 있다.

중국의 군사적 압박 속에 에너지 자립이 곧 국가 존망의 과제로 떠오른 대만이 대표적이다.
대만은 부족한 육상 부지를 대신해 해안선 인근 바다에 대규모 부유식 태양광 패널을 설치하고 있다.

최근 연구 결과에 따르면, 해상 부유식 태양광은 직사광선으로 패널 온도가 과열되어 효율이 떨어지는 육상 발전소와 달리, 하부 해수의 자연 냉각 효과 덕분에 시스템 온도가 낮게 유지되어 실제 발전 효율이 육상보다 우수한 것으로 입증됐다.

연구진은 "해상 부유식 태양광은 단순한 보완 기술을 넘어, 토지 자원이 제한된 국가들이 토지 이용 제약과 환경 보존 규제를 충족하면서도 재생에너지 용량을 확장할 수 있는 전략적 돌파구"라고 설명했다.


원자력과 해양 에너지를 결합한 독립 전력망 구축도 확산세다.

러시아는 지난 2019년부터 극동 시베리아 북극해 연안의 오지 광산 도시 페벡에 세계 최초의 상업용 부유식 원자력 발전소인 '아카데믹 로모노소프(Akademik Lomonosov)'호를 실전 배치해 주민 5,000여 명과 산업 시설에 전력과 열을 안정적으로 공급해 왔다.

현재 지중해 연안국들과 노르웨이, 일본, 인도 등도 항만 배후 도시 및 섬 지역 전력 공급을 위해 부유식 해상 SMR 도입을 적극 타진하고 있다.

미국에서는 호수 파도를 이용한 고립 도서 전력 자립 실험이 한창이다.

미시간 대학교 연구팀은 미국 미시간 호수의 외딴 섬인 '비버 아일랜드(Beaver Island)' 해안을 따라 파도의 상하 운동 에너지를 전기로 변환하는 프로토타입 파력 발전 장치를 실증 시험 중이다.

비버 아일랜드 주민 시머스 노가드(Seamus Norgaard) 씨는 환경 매체 그리스(Grist)와의 인터뷰에서 "비용 절감뿐만 아니라 모든 전력을 육지 본토에 의존하지 않고 자체 조달하려는 에너지 독립 의지가 반영된 결과"라고 전했다.

부유식 발전 기술이 기존 대형 육상 그리드를 완전히 대체하기는 어렵지만, 기후변화와 지정학적 위기로 글로벌 에너지 시장의 변동성이 극대화된 시대에 거대한 토지 수용 없이도 지역 단위의 전력 자립성과 공급망 회복력을 지탱하는 새로운 에너지 최전선으로 안착하고 있다.


신경원 글로벌이코노믹 기자 shincm@g-enews.com