<사진. 후쿠시마현의 재생가능 에너지 유망 지역과 부흥계획 추진 단계
출처. KISTI 미리안 글로벌동향브리핑>

세계 최고수준의 발전기술을 태평양에 집결: 탈원자력의 심볼

에너지분야에서 최첨단 개발 거점과 관련산업을 집결하여 후쿠시마현을 “재생가능 에너지 선구 지역”으로 발전시킨다. 재해로부터의 부흥계획 중 하나로 10년간 재생가능 에너지를 크게 확대시켜 지속적으로 발전 가능한 사회를 실현하는 구상을 진행 중이다. 그 심볼이 되는 프로젝트가 태평양 위에서 시작된 부유식 풍력발전이다.

국가를 뒤흔드는 사고를 일으킨 후쿠시마 제1원자력발전소에서 20km 떨어진 태평양 위에 2개의 거대한 건조물이 떠 있다. 하나는 발전능력이 2MW인 풍력발전 설비이고, 다른 하나는 관측 타워를 갖춘 변전설비이다. 상용 수준으로는 일본에서 최초의 것이고, 부체식에 의한 해상 풍력발전소가 2013년 11월에 운전을 개시하였다.

직경 80미터에 이르는 거대한 풍차가 해상의 강한 바람을 받으면서 발전하고 변전시설을 경유하여 육상까지 전력을 공급한다. 실제 발전량은 어느 정도이고, 파도 및 조류에 의한 흔들림의 영향은 어떠하며 해양생물 및 어업에 악영향을 미치지 않는가 등 일본 근해에 해상 풍력발전을 전개하기 위한 요건을 명확하게 하는 것이 프로젝트의 큰 목적이다. 이 실증연구는 자원에너지청이 2011~2015년 5개년 계획으로 추진하고 있는 것으로 남은 기간은 2년 정도이다. 이미 운전을 개시한 제1기의 두 개 설비에 이어 제2기 설비를 인근 해상까지 운송할 예정이다.

제2기에서는 발전능력이 7MW의 초대형 발전설비를 2개소에 설치한다. 풍차의 직경은 제1기의 2배 이상이 되는 167미터이며, 최고 도달점은 해면에서 185미터에 이른다. 두 종류의 발전설비는 부유부분의 구조를 변화시켜 발전량 및 흔들림의 정도 등을 비교 검증한다. 제1기와 합해 세 개의 발전설비에서 16MW의 해상 풍력발전소를 구성하는 체제이다. 3기 모두 해상의 변전설비에 송전 케이블로 연결하여 20미터 떨어진 육상까지 해저케이블로 전력을 보낸다. 해상 풍력의 표준적인 발전효율 30%로 계산하면 연간 발전량은 4,200만 kWh에 달한다. 일반가정 1만 세대가 이용할 수 있는 전력을 공급할 수 있다.

해상으로부터 전력이 도달하는 육상 지점에는 도쿄전력의 “히로노(?野) 화력발전소”가 있다. 후쿠시만현 내에 있는 도쿄전력의 유일한 화력발전소이다. 이 발전소 내에서도 세계 최첨단의 프로젝트가 시작하고 있다. 석탄을 가스로 전환시켜 가스터빈과 증기터빈으로 고효율의 발전을 가능케 하는 “석탄가스화복합발전(IGCC)”을 추진하고 있다. 발전능력은 50만 kW이며 발전효율을 50% 가깝게 향상시킬 수 있다. 현재 최신 석탄화력발전과 비교하여 20% 정도 효율이 높으며, 그만큼 연료 사용량과 이산화탄소 배출량이 적어진다. 환경부하가 낮은 “청정 석탄”을 실현하는 기술로서 앞으로 석탄화력에서 주류가 될 발전방식이다.

도쿄전력은 히로노화력발전소에서 남쪽으로 약 40km 떨어진 태평양 연안에 있는 나꼬소(勿?) 발전소에도 동일한 50만 kW의 발전설비를 IGCC로 건설한다. 나꼬소발전소는 도쿄전력과 도호쿠전력이 공동으로 운영하고 있는 화력발전소로 이미 IGCC를 채용한 25만 kW의 발전설비를 2013년부터 가동하고 있다. 현재 계획으로는 히로노와 나꼬소 두 군데 모두 2016년에 공사를 개시하여 4년 후인 2020년에 운전을 개시할 예정이다. 2020년 여름에는 도쿄 올림픽이 개최되기 때문에 도쿄전력은 두 군데 중 적어도 한 군데를 올림픽에 맞출 계획이다. 원자력발전소 사고로 큰 피해를 받은 후쿠시마현을 청정한 석탄화력으로 세계에 어필할 계획이다.

이러한 프로젝트 이외에 단기간에 도입할 수 있는 태양광 및 중소수력, 바이오매스발전도 현내 전역에 급속하게 확대되고 있다. 태양광발전에서는 각 현이 도입량을 확대하고 있는 가운데 후쿠시마현은 고정가격매입제도의 인정설비 규모로는 제4위이다. 특히 메가솔라에 한정하면 2013년 12월까지 1년 반 사이에 100개소가 인정을 받았으며, 발전능력을 합계하면 119MW이다. 홋카이도 다음으로 전국에서 제 2위에 해당하는 규모이며, 앞으로 2년 이내에 계속해서 운전을 개시할 예정이다.

이외에도 풍력, 중소수력, 바이오매스를 포함하여 인정을 받은 설비가 이미 가동하면 후쿠시마현 내 전세대수의 2/3가 사용하는 전력을 재생가능 에너지로 공급할 수 있게 된다. 그리고 해상풍력 및 석탄가스화 화력을 추가하여 청정에너지의 선구 지역을 형성해 나갈 예정이다.

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