지구온난화에 따른 동해상 해수온도차발전의 가동율 변화 특성

Abstract

현재, 열대 및 아열대 해역에서 해수온도차발전(OTEC)은 사시사철 밤낮 연속운전이 가능하여 에너지저장장치(ESS)의 부대없이도 기저부하를 담당할 수 있는 안정적 해양발전 시스템으로 알려져 있다. 이는 해수온도차발전 적용이 가능한 17℃ 이상이 연중 보장된다는 의미이며, 우리나라 동해에서는 여름철 및 전후로 일정 기간만 운전이 가능하여 적용성이 낮은 것으로 인식되고 있다. 이는 가동율에 따른 발전단가에 영향을 주어서, 100MW 해수온도차발전 단가(LCOE)가 열대해역에서는 100원/kWh 이하이지만 동해해역에서는 약 300원/kWh에 달할수 있다는 것을 의미한다. 지구온난화가 진행되면서 동해 표층수의 수온도 계속 상승하고 있다. 지난 50년 동안 남해 1.01℃, 서해 1.26℃ 상승했으며, 동해는 1.43℃나 상승한 것으로 보고되고 있다. 이로부터, 2100년경에는 우리나라 주변해역의 수온이 오키나와해역 수온과 비슷해질 것으로 예측하고 있다. 따라서, 지구환경변화예측모델에 의한 해석 결과를 바탕으로 현재에 비하여 미래에는 해수온도차발전의 가동율이 어떻게 변화될 가능성이 있는지를 분석해 보고자 하였다.현재, 개발된 적도해역용 1MW 해수온도차발전플랜트를 대상으로 온도차가 달라질 경우의 발전 효율과 발전량 산정모델을 구축하고, 지구온난화에 따른 수온상승 트랜드를 반영하고 온도차 초과일수를 산정하여 가동율 및 발전량 변화 특성을 비교해 보았다.그 결과, 연간 가동율과 누적 발전량은 점점 증가할 수 있음을 알 수 있었다. 향후, 해수온도차발전 플랜트를 일정 간격으로 배치하여 운전시에 발전 특성 뿐 아니라 표층 방류에 따른 수온 조절 및 기초 생산성 향상, 동해 고유수에 대한 영향 등에 대한 체Annual