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AI 기반 조력발전…‘디지털 뉴딜·탄소중립’ 이끈다

AI 기반 조력발전…‘디지털 뉴딜·탄소중립’ 이끈다

기사승인 2021. 12. 28. 18:30
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[세계 최대 시화호조력발전소]
연간 552GWh 전력 에너지 생산
31만5000톤 이산화탄소 배출 감축
'디지털 트윈' 시뮬레이션 등 접목
발전 스케줄 정하고 경제성 예측
시화호 수질 생태계 개선 역할도
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세계 최대 규모 시화호조력발전소가 문재인 정부의 핵심 정책 디지털 뉴딜과 ‘2050 탄소중립’ 메카로 부상하고 있어 주목이다.

국내 최초 경기도 안산 시화호에 축구장 12배 크기 규모 13만8000㎡ 부지에 세워진 시화호조력발전소는 시설 용량 측면에서 세계 최대 규모를 자랑한다.

한국수자원공사 관계자는 “시화호조력발전소가 위치한 곳은 국내에서 7.8m에 달하는 가장 큰 조석차를 가지고 있어 조력발전소의 최적지로 평가받고 있다”고 말했다.

시화호발전소에는 25.4MW 발전기 총 10대(254MW)가 설치돼 연간 생산 전기 양은 552GWh이다. 이는 약 50만명이 1년간 사용할 수 있는 양의 전기이다.

특히 연간 86만2000배럴 즉 2000cc 경유 자동차가 서울에서 강릉을 500만번 왕복할 수 있는 유류 대체가 가능해 31만5000톤 규모 이산화탄소 저감 효과에도 탁월하다는 평가다.

30년생 잣나무 5000만 그루에서 매년 흡수하는 이산화탄소 저감량 수준으로, 정부의 ‘2050 탄소중립’ 정책에 가장 부합하는 핵심 시설이라는 의미이다.

인공지능(AI) 등 세계 최고 수준 기술로 무장한 시화호조력발전소는 디지털 뉴딜 정책의 모범사례로 평가받고 있을 정도다.

수자원공사 관계자는 “시화의 무한 자원과 데이터를 화용한 데이터댐을 구축하고, 이를 이용해 디지털 트윈, AI 등 4차 산업혁명 기술 적용을 추진 중”이라고 설명했다.

디지털 트윈이란 컴퓨터에 현실 속 사물의 쌍둥이를 만들고 현실에서 발생할 수 있는 상황을 컴퓨터로 시뮬레이션해 결과를 미리 예측하는 기술이다.

시화호조력발전소의 대표적 디지털 트윈기술은 2018년 개발 완료된 K-TOP(조력발전 운영프로그램)으로, 실제 설치된 발전기와 동일한 조건으로 발전량을 계산할 수 있도록 개발된 디지털 프로그램이다.

이와 관련해 시시각각 변하는 밀물과 썰물의 크기를 고려해 최대로 발전할 수 있도록 발전 스케줄을 정하고, 1년 이상의 중장기 조력발전량을 예측해 조력발전 타당성 조사 또는 기본 및 실시설계 시 경제성 평가 가능하도록 발전예측량을 제공한다.

AI 기술로는 2019년 현장에 설치해 운영하고 있는 해수위 예측기반 ‘실시간 자동수문 운전 AI’와 2021년 개발이 완료된 과거 운전패턴 데이터 분석을 기반으로 하는 ‘조력발전 운영전략 AI’가 대표적이다.

수자원공사 관계자는 “시화호조력발전소는 시화호를 중심으로 생산되는 해양, 기상, 생태, 수질 등 다양한 빅데이터를 활용해 2025년까지 AI를 탑재한 스마트 자동운전 조력발전소로 거듭날 것”이라고 말했다.

이런 가운데 시화호조력발전소에 해수열 냉난방 실증시스템 및 건물일체형태양광(BIPV) 구축 등 신재생에너지 클러스터 조성이 추진되고 있어 관심이다.

서해안 해양환경 특성을 고려한 맞춤형 해수열 냉난방 시스템 구축, 건축물 제로에너지 실현을 위한 건물일체형 태양광 도입, 해양환경에 적합한 소재 고내식성 합급강판의 개발·적용 등 탄소중립을 위한 기술 개발이 한창 진행되고 있는 것이다.

또한 시화호의 무한 에너지 자원을 이용해 해상태양광, 해상풍력, 연료전지 및 해수열 냉난방 등 334MW(조력포함)를 개발하는 국내 최다 에너지 클러스터가 구축될 예정이라는 게 수자원공사의 설명이다.

시화호조력발전소의 이목을 끌고 있는 대목은 시화호 수질개선에 역할을 하고 있다는 점이다. 배수갑문을 통한 해수유통 추진 등으로 시화호를 해수호로 전환했다.

수문과 수차를 통해 하루에 오가는 바닷물의 양이 1억4600만톤으로 시화 전체 수량 3억2000만톤의 절반 수준에 달할 정도다.

시화호 수질이 조력발전소 가동 후 COD 감소 등 바다와 비슷한 수준으로 개선돼 시화호 건강성 회복 및 수질생태계가 복원되고 있다는 분석이다.

시화호 해수 전환 이후 저서생물 출현 종 206%, 조류 출현종 79% 각각 증가한 것으로 나타났다.

특히 향후 잠재된 그린에너지를 활용해 그린뉴딜과 신산업 중심지로서 신재생에 너지 클러스터 조성 활성화에 기여할 것이라는 전망이다.
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