전지구적 차원에서 볼 때, 해양에서 물의 움직임은 운동 에너지 또는 에너지의 광대한 저장 공간을 만든다. 이 에너지 중 일부를 가정, 운송 및 산업에 전력을 공급하기 위한 전기에너지로 변환하고자 하는 노력도 진행 중이다.

해양 에너지라는 용어는 파도의 표면파로 얻어지는 파력 (wave power)과 많은 양의 물이 실질적으로 움직이는 상황에서 얻어지는 조력 (tidal power)을 포괄한다. 해상 풍력은 풍력 터빈이 바다 위에 배치되더라도 바람에 의해 파생되는 에너지로 이는 해양에너지로 분류되지는 않는다.

대양은 엄청난 양의 에너지를 가지고 있으며 많은 사람들에게 직간접적인 영향을 미치고 있다. 해양 에너지는 전세계적으로 상당한 양의 신재생 에너지를 제공할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 즉, 해양은 표면파, 유체 흐름, 염분 변화도 및 열 형태의 에너지원을 인간이 쓸 수 있는 에너지 형태로 변환할 수 있는 광대하지만 개발되지 아니한 에너지 광산이라 여겨지고 있다. 그러나 해양에너지를 활용하려는 시도는 갯벌 매립이나 해양생태계 교란 등의 환경문제를 일으킬 수 있어서 개발에 점점 더 다양한 측면을 고려해야하는 실정이다.

그럼에도 불구하고 해양에너지를 전기에너지로 변환하려는 시도가 계속해서 발전하고 있으며 대표적인 시도들로는 파도가 많은 연안 해안 지역의 파력 변환기, 해안 및 강어귀 지역에 위치한 조력 터빈, 빠르게 움직이는 강에 있는 스트림 터빈, 해양 해류가 강한 지역의 해류 터빈, 깊은 열대 바다에서 해양 열에너지 변환기 등을 들 수 있다. 그림 1은 시화호에 설치된 조력발전소를 보여준다.

조력 발전은 고갈될 염려가 없고 공해가 발생하지 않는다는 장점이 있다. 그러나 조수 간만의 차이가 큰 지역에만 설치할 수 있으며, 바다를 제방으로 막는 데 막대한 비용이 든다.

또 조차가 균일하지 않아 발전량의 편차가 크며, 조류가 멈추는 시간에는 발전할 수 없다는 단점이 있다. 환경적으로는 제방 안쪽에 바닷물을 가두므로 갯벌이 사라지고, 염분의 농도 변화, 먹이 사슬의 변화 등 해양 생태계에 혼란을 줄 수 있다. 현재 프랑스의 랑스 강에는 1966년부터 240 MW급 조력 발전소가 운영 중이고, 2011년에 완공된 우리나라의 시화호 조력 발전소는 세계 최대 규모이다. 2009년에는 진도 울돌목 조류 발전소가 준공되어 가동 중이다.

조력 발전 모식도 

파력 에너지는 파도의 움직임을 이용한 것으로, 파력 발전은 파도의 상하 및 좌우 운동을 전기 에너지로 변환한다. 파력 발전은 바다에 발전기가 설치된 부표나 원통형 실린더를 띄워 놓고 파도에 의해 움직이면 그 속에 있는 발 전기가 돌아 전기를 생산하거나, 연안에 설치한 구조물에 발전기를 넣는 방식이 있다.

파력 발전은 소규모 개발이 가능하고 방파제로 활용할 수 있어 실용성이 크다. 한번 설치하면 거의 영구적으로 사용할 수 있고 공해를 유발하지 않는다. 그러나 기후 및 조류 조건에 따라 발전량의 변동이 크고, 대규모 발전 시설을 해상에서 관리하는 데 기술적인 어려움이 있으며, 입지 선정도 까다롭다. 또한, 현재의 기술 수준으로는 초기 설치비가 많이 들어 발전 단가가 기존의 화력 발전보다 2배 이상 비싸다.

유럽 해양 연구 센터(EMEC )의 파력 발전기 

이후 2009년 5월 14일 1000kW급 시험조류발전소 준공식을 가졌고, 시험 운영을 거친 뒤 2013년까지 세계 최대 규모의 상용조류발전소로 발전시킬 예정이었다. 그러나 설비시설의 잦은 고장, 낮은 경제성, 주변 경관 저해 등의 이유로 몇 차례 가동 중단에 이어, 2012년 9월 태풍피해로 가동이 전면 중단되었다. 게다가 2013년 10월에는 진도군으로부터 5년간의 사용기간 만료로 철거 명령이 내려져 철거 위기에 놓였다. 이후, 2014년 2월 진도군은 2018년 말까지 울돌목 조류발전소에 대한 사용연장 결정을 내린 바 있다.

한편 우리나라에는 울돌목 외에 진도 조도면 인근 장축수도에 조류발전소가 2011년부터 시험 가동 중이다.

▣ 장점

• 자원이 무한하고, 빠른 전기 생산이 가능하다.

• 환경오염이 거의 없다.

• 타 발전과 비교해 운전비용이 적게 든다.

▣ 단점

• 초기시설 투자비용이 많이 든다.

• 하루종일 가동할 수 없다. 밀물과 썰물의 중간 시기, 즉 해수면의 낙차가 없을 때는 가동이 중단된다.

• 해수면의 낙차가 큰 곳을 찾아야 하고, 기타 여건들도 맞추어야 하기 때문에 위치 선정이 어렵다.

• 갯벌을 잠식하기 때문에 생태계 파손이 우려된다.

• 저렴하게 에너지를 구할 수 있다(생산 연료비가 전혀 들지 않는다).

• 시설유지만 잘한다면 반영구적이다.

• 발전소 건설에 비용이 저렴하다.

▣ 단점

• 대용량의 발전이 불가능하다.

• 출력의 진폭이 크다(파도가 많을 때는 출력이 높다가, 적으면 출력이 낮다).

• 출력의 조절이 불가능하다.

• 저렴하게 에너지를 구할 수 있다(생산 연료비가 전혀 들지 않는다).

• 시설유지만 잘한다면 반영구적이다.

• 발전소 건설에 비용이 저렴하다.

▣ 단점

• 대용량의 발전이 불가능하다.

• 출력의 진폭이 크다(파도가 많을 때는 출력이 높다가, 적으면 출력이 낮다).

• 출력의 조절이 불가능하다.

전지구적 차원에서 볼 때, 해양에서 물의 움직임은 운동 에너지 또는 에너지의 광대한 저장 공간을 만든다. 이 에너지 중 일부를 가정, 운송 및 산업에 전력을 공급하기 위한 전기에너지로 변환하고자 하는 노력도 진행 중이다.

 

조류발전은 날씨나 계절에 상관없이 항상 발전할 수 있는 신뢰성 있는 에너지이다. 신재생에너지는 일반적으로 자연을 이용하는 특성을 갖고 있고 이로 인해 불안정한 전력생산이 큰 문제가 된다. 예를들어 풍력발전을 생각해보면, 언제 얼만큼의 바람이 불어올지 모르기 때문에 전력량을 예측하기 힘들며, 이는 생산전력을 안정화 시키는데 큰 노력을 기울여야 하는 원인이 된다. 태양열발전 또한 날씨와 계절에 영향을 많이 받아 정확한 전력량을 예측하기 어렵다. 밀물과 썰물은 날씨나 계절에 상관없이 항상 발생하는 자연현상이다. 조류발전은 특정지역의 시간대별 유속을 측정하면 비교적 정확한 발전량예측이 가능하며, 이는 신재생에너지 분야에서 큰 장점이 된다.

2. 입력에너지의 변동폭이 크고 입력 값을 조정하는 것이 어렵다.

3. 환경조건이 가혹하고 송전이어렵다.

해양에너지 장점

1. 자연 청정 무공해 에너지며 무한대로 사용하는 무료입니다 

2. 해양에너지는 바다 한가운데 존재하는 에너지를 이용하기 때문에 거의 영구적인 사용이 가능하다는 장점이 있다

3. 우리나라와 같은 육지면적이 좁고, 인구가 많은 나라는 활용할 수 있는 토지가 별로 없기 때문에 활용하기 좋다