에너지 유럽

유럽 해상풍력단지의 다중 이용 프로젝트

기후 위기와 신재생에너지에 대한 관심과 함께 유럽에서도 해상풍력 프로젝트가 계속 확장되고 있다. 동시에 해상풍력단지를 다양하게 활용하는 다중 이용(Multi Use) 연구도 활발하게 진행중이다. 풍력 터빈 사이 같은 유휴 공간을 이용한 생태 양식장 등이 대표적인 사례다. 유럽에서 진행된 대표적인 다중 이용 프로젝트를 소개한다.

에둘리스 프로젝트(Edulis project): 해상풍력단지의 홍합 양식장

벨기에 겐트 대학과  농수산식품연구소(ILVO), 5개 민간  파트너사는 2017년부터 2년 간 해상 풍력발전 단지를 홍합 양식장으로 활용하기 위한 타당성 연구를 수행했다. 연구팀은 2017년 5월 벨기에 C-Power풍력발전단지에 첫 번째 홍합 양식장 설치, 홍합 종자 포획, 성장 및 환경 영향 등을 모니터링했다. 이어 벨빈드(The Belwind) 풍력단지 내에 두번째 홍합 양식장을 설치, 홍합 양식용 수하 로프에 가해지는 압력을 측정했다. 이를 통해 북해 발전단지에 홍합 양식장을 설치할 경우 필요한 최소 요구사항과 조건을 평가했다.

이 프로젝트는 벨기에 해안에서 30-50km 떨어진 풍력단지에서 생물적, 기술적 차원에서 홍합 양식이 가능하다는 것을 입증해냈다. 식품 안전 규정을 준수하는 품질 좋은 홍합을 키워냈으며, 수확량 또한 네덜란드와 아일랜드의 홍합 양식과 비슷한 수준이었다. 15개월만에 시장성을 가진 홍합으로 성장하여 해저 홍합 양식보다 속도가 빨랐다.

하지만 홍합 양식의 경제성은 확인되지 않았다. 해저 환경이 거칠고 조건이 까다롭기 때문에 유지 보수 필요성이 적은 견고한 양식장이 필요한데, 이는 결국 전체 생산 비용을 높이는 요인이 된다. 해상풍력발전 단지의 구조 또한 식량 생산에 최적의 조건은 아니었는데, 이는 설계 단계에서 고려되지 않았던 요소였음을 감안하면 당연한 결과다. 풍력 단지와 해안과의 거리도 기술적, 실용적, 경제적 타당성을 낮추는 요인으로 평가되었다. 연구팀은 해상풍력 단지와 홍합 양식의 성공적 결합을 위해서는 풍력단지 설계 단계에서부터 다기능 활용을 고려해야 한다고 밝혔다.

위어 앤 윈드 프로젝트(Project Wier & Wind): 해상풍력단지의 해조류 양식장

벨기에와 네덜란드가 협업해 북해 풍력단지에 자동화 재배 시스템을 갖춘 대규모 해조류 양식장을 개발하는 프로젝트를 수행했다. 구체적인 목표는 △실제 환경에서 대규모 해조류 양식을 성공적으로 시연하고 △ 재배되는 해조류의 품질과 수량을 증대시키고 △모든 공정을 기계화하여 전체 생산 비용을 낮추는 것이다. 연구팀은 풍력단지 내 설치가 가능한 자동화 시스템을 개발해 2헥타르 공간에 시범적으로 배치했고, 2번의 양식 기간 동안 테스팅하면서 그 결과를 분석했다. 이 프로젝트는 해조류 솔루션 기업 AtSeaNova를 중심으로 겐트대학, 네덜란드 HZ 응용과학대학 및 양국의 관련 기술 및 연구소 GEOxyz, Seaweed Harvest Nordsea, Murre Technologies, Noordzeeboerderij 등이 함께 수행했다. 프로젝트 기간은 2019년 7월부터 2022년 6월로 구체적인 결과가 아직 공개되지 않았다.

연구팀은 “최근 유럽 연안에서 소규모 해조류 양식이 시작되었지만, 북해 연안의 대규모 양식은 아직 연구되지 않았다“면서 “본 프로젝트가 풍력터빈 공간을 다양하게 사용하는 데 기여할 것“이라고 설명했다. 

︎노드씨파머스(North Sea Farmers)

노드씨파머스(North Sea Farmers, NSF)는 네덜란드에 기반을 둔 비영리기구로 북해의 신재생에너지 단지와 수산업의 지속가능한 공존을 목표로 한다. 해상 풍력발전, 부유식 태양광 등 발전소의 바다 공간을 활용한 다용도 양식장 확대를 추진한다. 발전 단지 내 해조류 재배 실증은 물론 관련자 교육 및 마케팅, 정책, 연구 등 지식 교환과 공동 투자 프로젝트를 추진하는 곳이다.

NSF는 현재 해상풍력단지의 첫번째 대규모 상업 양식장을 구축하고 있으며, 2023년부터 가동될 계획이다. 초기는 40헥타르 규모이며 장기적으로 160헥타르까지 확대하는 것이 목표다. 이는 매년 해조류 1000톤을 생산할 수 있는 면적이다.

NSF 는 다양한 파트너들이 활용할 수 있는 해상 실험장(Offshore Test Site)을 보유하고 있다. 네덜란드 스헤베닝겐(Scheveningen)에서 12 km 떨어진 해상으로 6㎢ 너비 규모다. 이곳에서는 NSF의 프로젝트 이외에도 까다로운 해양 환경에서 혁신을 도모하는 스타트업 등이 다양한 아이디어를 구현해 볼 수 있다. 현재 해상풍력단지와 부유식 태양광 단지에 해조류 양식장의 기술적, 경제적 가능성을 입증하기 위한 UNITED 프로젝트가 진행되고 있다. 양식장 원격 관리 시스템을 개발하는 IMPAQT 프로젝트, 네덜란드산 해조류가 식량 및 사료로 사용될 수 있는지 연구하는 프로시위드(Proseaweed) 프로젝트가 진행되고 있다.

유나이티드 프로젝트(UNITED PROJECT)

해상의 다중 이용 플랫폼 개발을 위한 유럽연합의 대규모 프로젝트로 유럽 5개국이 각자 파일럿 프로젝트를 진행했다. 해상풍력이나 부유식 태양광 발전 등 해상 다중 이용이 증가하면서 발생하는 병목 현상을 해결하고, 다중 이용의 시너지와 이점을 입증하기 위한 목적이다.

참여 국가는 독일(해상풍력과 홍합, 해조류 양식), 네덜란드(부유식 태양광과 해조류), 벨기에(해상풍력과 굴양식 및 복원), 덴마크(해상풍력과 관광), 그리스(양식과 관광)이며 실제 유럽 해양 환경에서 각 부문별 다중 이용 가능성을 입증한다. 모든 산업 행위자가 참여해 지식과 기술, 시설을 통합하고, 다중 이용 솔루션의 수준을 향상시키는 것은 물론 운영비 절감을 위한 비즈니스 모델도 제안한다. 프로젝트 기간은 2020년부터 3년 간 진행된다.

1) 벨기에 사례

벨기에 프로젝트는 해상풍력단지 내 유럽 납작굴 양식을 통해 생태계 복원까지 고려한다. 굴 암초는 바다 생물의 서식지로 기능하며 바다의 생태계를 회복하고 수질을 개선한다. 벨기에에서는 한 때 납작굴이 풍부했지만 최근 남획으로 거의 멸종 상태가 되었다. 이에 해상풍력단지, 특히 풍력 터빈 기둥 주변의 기판을 활용한 굴 양식 시스템을 개발해 굴 양식과 생태계 복원을 둘 다 시도하고 있다. 여타 해상풍력단지 프로젝트처럼 해안과의 거리가 멀어 양식장 구조물의 이동과 운영, 정비 등에 비용이 많이 들고, 북해의 거친 바다와 기상 여건을 극복하는 것이 관건이다. 벨기에 연구진들은 앞서 소개한 노드씨파머스의 시험 풍력발전소에서 최고의 기술적 솔루션을 개발해 과제를 해결하고 있다.

2) 독일 사례

독일은 해상풍력단지에서 해조류 양식 가능성을 입증하는 프로젝트를 진행중이다. 킬 대학 연구센터를 중심으로 북해 연구 플랫폼인 FINO3 시험장을 활용하고 있다. 2009년에 설치된 FINO3은 표준 풍력 터빈을 설치한 풍력발전 단지 3개를 운영하고 있으며, 연구를 원하는 모든 기관과 기업이 참여할 수 있다. 뿐만 아니라 최근 10년간 풍력, 기상, 수상 상황에 대한 정기적인 데이터를 정리해 제공하고 있다.

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