조수를 이용한 동력

「깰 때이다」 캐나다 통신원 기

에너지! 그것에 대한 현대 사회의 갈증은 가실 줄을 모른다. 그리고 석유 값을 대폭 인상시켜 놓은 1973년의 석유 무역 제한 이래로, 과학자들은 화석 연료의 대체 에너지를 탐색해 왔다. 최근의 페르시아 만 전쟁은 중동으로부터의 석유 공급에 차질을 초래할 만한 사태를 나라들이 얼마나 심각하게 간주하는지 보여 주었다.

일단 제안이 나왔다가 지금같이 그 필요가 절실하지 않던 시기에 제쳐놓았던 실험적인 계획 사업들이 현재 재검토되고 있는 중이다. 예를 들어, 해양의 막강한 조수는 어떠한가? 그것을 경제적으로 이용하여 전기를 일으킬 수 있을 것인가?

캐나다의 기술자들은 수년 전에 펀디 만의 경이적인 조수를 눈여겨보기 시작했다. 캐나다의 대서양 연안의 노바스코샤 주와 뉴브런즈윅 주 사이에 자리잡고 있는 그 만은 조수로 유명한데, 간만의 차가 무려 16미터까지도 되는 세계 최고 수준이다. 조력(潮力) 발전소는 이미 프랑스와 소련에서 운영되고 있으므로, 캐나다에서 못할 이유가 무엇이겠는가?

따라서 4800메가와트—650만 마력—의 전력 생산에 관한 충분히 검토된 계획 사업안이 제출되었다. (비교하자면, 인접한 뉴브런즈윅에 있는 핵발전소는 총 600메가와트밖에 생산하지 못했다.) 하지만 그러한 조력 발전 계획 사업에는 천문학적인 숫자의 비용이—1981년에 추산된 바로는 약 50억 달러(캐나다 화폐)나—들 것이다!

시험 공장

우선, 정부는 구조와 효율성을 알아보기 위한 시험 공장 설립에 신중하게 자금을 투자했다. 아나폴리스 조력 발전 프로젝트라고 불리는 이 계획 사업 시설은 아나폴리스 강을 가로지르는 댐에 위치해 있는데, 그 강은 감조(感潮) 하천 수역인 아나폴리스 베이슨을 거쳐, 노바스코샤 주, 아나폴리스로열 읍 부근의 펀디 만으로 흘러들어간다. 5500만 달러의 비용을 들여 완공된 그 공장은 1984년에 발전을 시작했다.

4만 명이 넘는 사람들이 최근에 아나폴리스 조력 발전 프로젝트 현장을 방문했는데, 멀리 시베리아와 중국에서도 왔다. 하지만 첫눈에 보이는 그 공장의 모습은 실망을 안겨 줄 수도 있다. 왜냐하면 보이는 것이라고는 짧은 둑길 위의 간단한 이층 콘크리트 벙커뿐으로서, 북아메리카 최초의 조력 발전소라고 믿기에는 증거가 너무 미약하기 때문이다.

더욱이, 바쁘게 일하는 기술자들로 구성된 많은 직원들이 눈에 띄지 않는다. 그 공장은 약 100킬로미터 떨어진 곳에 있는 컴퓨터로 가동되고 있어서 보수 요원 몇 명밖에는 근무할 필요가 없다. 그런데도 그 발전소는 한 해에 약 3000만 킬로와트시의 전력—8000가구에 공급하기 충분한 양—을 생산한다. 그 일이 어떻게 이루어지는가?

작동 방법

수면 아래로 30미터 이상 되는 곳의 구멍에 그 공장의 성공의 비밀이 숨겨져 있는데, 바로 수력 터빈이다. 그 작동 방법은 놀라우리만큼 간단하다. 터빈은 댐 같은 둑길에 의해 양끝이 강가로 연결되는 작은 섬 같은 곳에 있다. 펀디 만에 밀물이 밀려들어오면, 바닷물은 아나폴리스 베이슨에서부터 그 댐 안의 문을 통과하여 댐의 상류 쪽에 있는 거대한 저수지까지 이른다. 밀물이 최고의 높이에 달했을 때 모든 문이 닫힌다.

그 조수가 빠져나가면서 댐의 하류 쪽의 수면이 (4.6미터나) 낮아질 때, 문들이 열리고 저수지의 물은 모두 쏟아져 나와 터빈을 통과하여 다시 아나폴리스 베이슨으로 돌아간다. 급류의 힘이 터빈을 돌리고 그 결과로 발전이 된다. 그 공장은 물이 흘러나갈 때 가동되므로, 하루에 약 11 내지 12시간밖에 발전하지 못한다.

이러한 상황을 타개하기 위해, 직경이 7.6미터 되는 실험적인 터빈이 개발되었다. 터빈이 회전할 때 전기를 생산하는 발전기의 자기극들이 터빈의 테에 고정된 채 테와 함께 돈다. (대개 재래의 터빈은 발전기를 움직이는 축을 돌린다.) 그 결과 물 흐름의 속도가 비교적 느릴 때에도 효과적으로 작동하는 보다 작고 경제적인 터빈이 된다.

바닷물의 소금기가 이 장치에 문제를 야기하지 않겠는가? 소금물의 부식 작용이 주요 문제였으나, 기술자들은 부식을 막기 위해 수로에 미량의 전류가 흐르게 함으로써 그 문제에 대처했다.

조수를 이용한 동력의 장래

만일 펀디 만에 조수를 이용한 더 큰 발전소를 세우겠다는 계획이 실현된다면, 아나폴리스에 있는 것과 같은 일반적인 크기의 터빈을 백 개 이상 갖추게 될 것이다. 그 터빈들은 펀디 만의 동쪽 하구를 가로지르는 8킬로미터 길이의 둑길 위에 자리잡게 될 것이다.

하지만 전력을 위해 펀디 만에 부분적으로 댐을 설치하는 것은 심각한 문제를 야기할 수 있다. 우선, 엄청난 건설 비용이 고민거리다. 게다가, 환경 훼손에 대한 우려가 있다. 펀디 만의 조수의 수위를 몇 센티미터나 변경시키게 될 가능성이 있는데, 그렇게 되면 해안의 광대한 지역에 소금물이 범람하게 된다. 청어류가 민물로 돌아가는 길을 막게 되므로, 어류의 이동 생태 역시 바뀌게 된다.

그럼에도 불구하고, 아나폴리스 시험 계획 사업인 북아메리카 최초의 조력 발전소는 캐나다 동부의 배전망에 공급하기 위한 발전을 계속하고 있다. 하지만, 그것은 에너지에 대한 그 나라의 엄청난 갈증을 푸는 데 있어 단 한 방울의 물에 지나지 않는다.

[26면 삽화]

저수지

조력 발전소는 해양의 조수가 빠져나갈 때 물이 다시 나가게 한다

조절용 수문을 열어서 조수가 들어오게 한 다음 저수지에 물이 차 있도록 수문을 닫는다

펀디 만

[자료 제공]

Courtesy of Nova Scotia Power Corporation