울릉도 '에너지 자립 섬' 프로젝트…세계 최대 규모의 청정섬으로

울릉도 '에너지 자립 섬' 프로젝트…세계 최대 규모의 청정섬으로

사진 출처 : 산업통상자원부

 울릉도가 신재생에너지의 마이크로그리드가 적용되는 친환경 에너지 자립섬으로 조성된다. 에너지 자립섬은 섬의 모든 전력을 태양광·풍력·지열과 같은 신재생에너지로 대체하는 것으로, 특히 울릉도가 에너지 자립섬으로 조성이 마무리되면 친환경 에너지 자립섬으로는  인구 1만 명 이상의 세계 최대 규모가 된다. 

 울릉도는 정부와 한전, 지자체가 민간사업자와 협약하여 도서지역의 디젤발전기를 신재생에너지와 에너지저장장치(ESS) 융합 마이크로그리드로 대체하는 ‘독립형 마이크로그리드 사업’의 시범사업지역이다. 여기서 마이크로그리드란, 울릉도와 같은 소규모 단위지역에서 태양광, 풍력 등의 다양한 신재생에너지와 에너지저장장치를 이용하여 에너지를 자급자족하는 형태의 전력 공급시스템으로, 울릉군과 한전, 민간업자 등의 출자로 총 3천9백2억 원이 투입되었다. 사업의 1단계는 올해부터 2017년까지, 가동 중인 18.5MW의 디젤 전력량을 15.2MW까지 줄이는 것을 목표로 하고 있다. 현재 울릉도 전체 전력 설비량에 1%에 못 미치는 태양광 217KW는 1MW까지 늘리고, 새롭게 풍력 에너지 8MW와 소수력 0.66MW, ESS 21MWh를 추가하여 현재 96%의 비중을 차지하는 디젤 화석연료 중심의 에너지 공급에서, 신재생에너지의 공급량을 30%까지 늘릴 계획이다. 이와 관련하여 각종 설비들은 올 9월 착공을 앞두고 있다. 

 2018년부터 2020년까지 진행할 2단계 사업은 1단계 사업의 소수력, 풍력, 태양광발전과 더불어 4MW의 지열자원과 23MW의 연료전지를 추가하고, 2단계 사업이 에너지 자립섬의 최종단계인 만큼 울릉군은 디젤발전 제로화를 추진, 더불어 이 시기에 울릉도의 모든 차량을 전기차로 교체하는 탄소 제로 프로젝트 사업 또한 추진할 계획이다.

 2단계 사업에 속해 있는 지열발전은 지표면의 얕은 곳에서부터 수 km 깊이의 고온의 물(온천)이나 암석(마그마) 등에서 증기나 열수의 형태로 열을 받아들여 발전하는 방식을 말한다. 지열발전은 연소에 따르는 환경오염이 없는 클린에너지임에도 우리나라에선 지열발전이 가능한 지형이 없는 것으로 알려졌었으나, 울릉군이 속해 있는 경상북도의 심부지열잠재량이 가장 높은 것으로 보아 지열발전이 2차 사업계획으로 옮겨질 수 있었던 것으로 보인다.

 2차사업의 또다른 에너지원인 연료전지는 수소와 산소의 화학반응으로 생기는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 기술이다. 연료 전지에 의한 발전의 메커니즘은 물의 전기 분해의 역방향으로 진행된다. 다시 말해, 물의 전기 분해에서는 물에 전기를 흐르게 하면 수소와 산소가 발생하지만(H2O + 전기->H2+ 1/2O2), 연료 전지에서는 수소와 산소를 반응시켜 전기를 발생시킨다.(H2+ 1/2O2→ H2O + 전기) 이 반응으로 배출되는 것은 물뿐이므로 공해가 거의 발생하지 않는다고 할 수 있다.

또한 연료전지는 발전효율 30~40%, 열효율 40% 이상으로 총 70~80%의 효율을 갖는 신기술로서 연구가 활발히 진행되고 있고 그 종류 또한 다양하다. 신재생에너지로서의 효용이 이처럼 높은 만큼 2차사업에 연료전지를 포함시킨 것으로 보인다.

 산업통상자원부는 이러한 에너지 자립섬 확장을 위해, 울릉도 이외에 추가로 현재 덕적도(인천시 옹진군), 조도(전라남도 진도군)와 거문도(전라남도 여수시), 삽시도(충청남도 보령시), 추자도(제주특별자치도 제주시)의 5개의 도서의 친환경 발전을 계획 중이다. 이 5개 도서는 안정적인 전력공급을 목표로 개발 가능 여부, 환경영향 등 지역특성을 고려하여 울릉도와 마찬가지로 디젤발전을 최소화하고 신재생에너지 발전 비중을 최대화하는 방향으로 전원을 구성했다. 녹색에너지 분야에서는 신재생 에너지 자원 및 기술에 관한 정밀조사 분석을 통해 단계별로 추진계획을 수립해 탄소 제로의 녹색섬 조성 기반을 구축할 예정이다. 특히, 섬들이 육지의 전력을 공급받기가 어려운 점을 감안해 태양광, 풍력 등 신재생에너지원을 기반으로 하는 도서지역 독립형 분산전원 계통시스템을 중점적으로 검토하고, 국내 기술개발 결과의 실증단지 역할을 수행할 수 있는 기반도 함께 조성할 계획이다. 

 정부에서는 이런 신재생에너지들을 이용한 에너지 자립섬만들기 사업을 총 62개 도서 지역을 대상으로 계속 이어갈 계획이며, 해외 수출 모델로도 성공적으로 이용될 것이라고 발표했다. 이러하듯 작은 지역에서부터 마이크로그리드 사업이 추진되면, 상당량의 에너지가 신재생에너지로 탈바꿈되어 온실가스가 많이 줄어들 수 있는 긍정적인 효과를 불러올 것이다.

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