해양열 에너지 해양 생태계와 생물 다양성에 미치는 영향과 사례 연구

해양열 에너지 해양 생태계와 생물 다양성에 미치는 영향과 사례 연구

 

 

 

목차

 

1. 해양 생태계와 생물 다양성에 미치는 영향

2. 해양열 에너지 사례연구

 

 

 

 

1. 해양 생태계와 생물 다양성에 미치는 영향

 

해양 온도차 발전(OTEC)은 따뜻한 표층수와 차가운 심층수의 온도차를 이용하여 발전하는 재생 가능 에너지 기술입니다. OTEC은 대체 에너지 원으로 잠재적인 이점을 제공하지만 해양 생태계와 생물 다양성에 대한 잠재적 영향을 평가하는 것이 중요합니다. 이 섹션에서는 OTEC 개발과 관련된 잠재적 영향과 완화 방법을 검토합니다.

열 오염

OTEC 시스템은 발전에 따뜻한 지표수를 이용하므로 국적인 열 오염을 일으킬 수 있습니다.
수온의 상승은 해양 생물, 특히 특정 온도 범위에 적응하는 생물에 악영향을 미칠 수 있습니다.
열 오염은 생식주기를 혼란스럽게 만들고 종의 분포를 바꾸고 질병에 걸리기 쉽습니다.

냉수 용승

OTEC은 지표로 펌핑되는 깊은 냉수를 발전에 사용합니다.
차가운 물의 승강은 따뜻한 표층수에 익숙한 해양 생물에 영향을 줄 수 있습니다.
갑자기 냉수에 노출되면 민감한 종, 특히 내열성이 제한된 종에 스트레스를 주거나 해를 끼칠 수 있습니다.

양분 배출

OTEC 시스템은 종종 영양이 풍부한 깊은 물을 지표로 배출하여 영양염의 가용성에 국부적인 변화를 일으킬 수

있습니다. 영양 수준의 변화는 1차 생산성과 해양식물망의 구성에 영향을 줄 수 있습니다.
과도한 영양소의 배출은 부영양화, 해로운 조류의 발생 및 후속 생태계의 건전성에 영향을 미칠 수 있습니다.

소음과 진동

OTEC 작동에는 기계, 펌프 및 열교환기가 포함되어 소음과 진동이 발생할 수 있습니다.
인위적 소음은 해양 생물의 커뮤니케이션, 섭식, 번식 패턴을 혼란시킬 수 있습니다.
소음에 대한 감수성은 생물에 따라 다르며 악영향을 받기 쉬운 생물도 있습니다.

지역 선택

철저한 환경 영향 평가를 실시하여 생태학적 배려를 최소화한 적절한 OTEC 사이트를 확인합니다.
생물 다양성이 낮은 지역을 선호하고 중요한 서식지, 산란장 및 이동 경로에 미치는 영향을 최소화합니다.

기술적 개선

열오염을 최소화하고 배출수와 주변수의 온도차를 줄이기 위해 효율적인 열교환기와 시스템 설계를 개발합니다.
소음 저감 대책을 실시해, 진동이나 해양 생물에의 영향을 최소한으로 억제하는 기계를 설계합니다.

모니터링 및 적응형 관리

OTEC 운영이 생태계에 미치는 영향을 평가하기 위한 포괄적인 모니터링 프로그램을 구현합니다.
부정적인 영향을 최소화하기 위해 모니터링 결과에 따라 OTEC 시스템을 정기적으로 평가하고 조정합니다.

협업 및 연구

연구자, 개발자, 환경 관계자 간의 협력을 촉진하고 OTEC의 생태학적 영향에 대한 이해를 깊게 합니다.
연구에 투자하여 장기적인 영향을 평가하고 식별된 위험을 줄이는 전략을 수립합니다.

결론
OTEC은 깨끗하고 재생 가능 에너지를 제공할 잠재력을 가지고 있지만 해양 생태계와 생물 다양성에 미치는 잠재적 영향을 신중하게 고려하는 것이 중요합니다. 견고한 환경 평가를 실시하고 완화 조치를 채택하고 지속적인 연구와 협력을 촉진함으로써 해양 생태계를 보호하면서 OTEC의 악영향을 최소화하고 에너지 환경에 지속 가능한 통합을 보장할 수 있습니다.

 

2. 해양열 에너지 사례연구

 

2.1 NELHA OTEC 공장 (미국 )

 

NELHA(하와이청 자연에너지연구소) OTEC(해양열에너지 변환) 공장은 미국 하와이에 있는 해양온도 에너지 변환기술의 개발과 실증에 초점을 맞춘 시설입니다. NELHA OTEC 공장의 내용은 다음과 같습니다.

목적 : NELHA OTEC 공장은 따뜻한 표층수와 차가운 심층수의 온도차를 이용하여 발전하는 것을 목적으로 하고 있습니다. 해양 온도차 에너지 변환은 이 온도 구배를 이용하여 전력 사이클을 구동하는 재생 가능 에너지 기술입니다.

위치 : NELHA OTEC 공장은 하와이 섬의 서해안에 있는 하와이 당국의 자연 에너지 연구소 내에 있습니다. 이곳은 따뜻한 지표수를 사용할 수 있으며 깊은 찬물에 접근할 수 있기 때문에 OTEC에 이상적입니다.

역사 : NELHA OTEC 프로젝트는 1970 년대 후반에 하와이 당국의 자연 에너지 연구소 설립과 함께 시작되었습니다. 이 시설은 OTEC을 포함한 해양 에너지와 관련된 다양한 R&D 활동에 사용됩니다.

시설 및 운영 : NELHA OTEC 공장은 OTEC R&D를 위한 인프라와 장비로 구성되어 있습니다. 여기에는 심해에서 냉수를 해안으로 운반하는 파이프라인 시스템과 발전을 위한 열교환기 시스템이 포함됩니다. 이 시설은 수백 킬로와트의 발전 능력이 있습니다.

R&D : NELHA OTEC 공장은 OTEC 기술을 테스트하고 개선하기 위한 플랫폼 역할을 합니다. 연구자와 엔지니어는 시스템 효율성을 최적화하고 다양한 설계를 검토하며 OTEC가 환경에 미치는 영향을 연구하기 위해 실험을 수행합니다.

환경 이점: 해양 열 에너지 변환은 화석 연료에 대한 의존도를 줄이고 온실 가스 배출을 줄일 수 있는 깨끗하고 지속 가능한 에너지원입니다. OTEC은 해양 온도차를 이용하여 이산화탄소 및 기타 오염물질을 생성하지 않고도 안정적인 베이스 로드 전력을 공급할 수 있습니다.

과제 : OTEC 기술은 잠재력에도 불구하고 고가의 초기 비용, 기술적 복잡성, 확장성 제한 등 여러 과제에 직면해 있습니다. NELHA OTEC 공장은 시스템 효율성을 높이고 비용을 절감하기 위해 R&D를 수행하여 이러한 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 합니다.

2.2 사가 대학 OTEC (일본)

 

일본 사가대학은 해양온도차에너지변환(OTEC) 기술의 연구개발에 종사하고 있으며 OTEC 실증시설을 운영하고 있습니다. 사가 대학 OTEC 실증 설비에 대해 소개합니다.

목적 : 사가대학 OTEC 실증시설은 현실 세계 상황에서 OTEC 기술을 전시하고 테스트하는 것을 목적으로 합니다. 이는 OTEC 시스템의 연구, 개발 및 검증을 위한 플랫폼 역할을 합니다.

소재지 : 시설은 사가현 사가시의 사가 대학 캠퍼스 내에 있습니다. 이 지역은 바다에 가깝기 때문에 OTEC 연구와 해수의 온도차를 이용하는 데 적합합니다.

연구개발 : 사가대학 OTEC 실증시설에서는 OTEC 시스템의 성능과 효율을 평가하는 실험을 실시하고 있습니다. 연구자와 엔지니어들은 시스템 설계 개선, 열전달 최적화, OTEC의 잠재적인 애플리케이션을 탐구하고 있습니다.

시설 인프라 : 시설은 해수 취수 시스템, 열교환기, 발전 설비, 냉수 배출 시스템 등 OTEC에 필요한 주요 구성 요소로 구성됩니다. 이는 OTEC 플랜트의 운영 측면을 소규모로 재현하도록 설계되었습니다.

용량 : 사가대학 OTEC 데모 시설의 정확한 용량은 사용되는 특정 시스템 및 장비에 따라 달라질 수 있습니다. 일반적으로 실증 시설은 본격적인 상용 OTEC 플랜트에 비해 규모가 작습니다. 이 시설의 용량은 상용 발전이 아닌 주로 R&D 목적에 중점을 둡니다.

협업 : 사가 대학은 다른 연구 기관, 업계 파트너 및 정부 기관과 협력하여 OTEC 기술을 발전시키고 있습니다. 이러한 협업은 지식을 공유하고 전문 지식을 활용하며 OTEC 시스템의 개발과 배포를 가속화하는 것을 목표로 합니다.