울진원자력발전소, 온배수의 유기 농·수산업 활용방안 모색

해양바이오에너지 기술 개발 추진 전략(한국해양연구원)

울진원자력발전소에서 배출되는 온배수의 활용 방안을 다각적으로 모색하고 활용하는 방안 마련을 위한『녹색에너지 청색혁명 심포지엄』이 개최되어 다양한 논의가 이루어졌다.  

한국해양연구원 동해연구소에서 11월 13일 열린 이 심포지엄은 ‘원자력 발전 온배수의 유기 농·수산업 활용’과 ‘울진원자력본부의 친환경 전력생산 및 어민 소득증대 노력’이라는 각각의 주제로 구분되어 진행되었다.  

원자력발전소의 온배수는 발전소의 터빈을 식히기 위한 냉각수로 이용됐다가 다시 바다로 배출되는 해수로써 사용 직후의 온도가 사용하기 전에 비해 약 7°C 정도 높아지는 것으로 알려져 있다.

울진원자력발전소의 경우 가동 중인 원전 6개 호기에서 1초당 약 300톤의 온배수가 발생한다.  이같이 약 7°C 정도 데워져서 바다로 배출되는 온배수는 주변 해양 환경에 적지 않은 피해를 지속적으로 끼치고 있는 반면, 외국은 물론 국내에서도 영광원자력발전소와 월성원자력발전소, 영동화력발전소에서 온배수를 어류 양식에 이용하는 등 환경 파괴와 긍정적 활용의 양면성을 지니고 있다.  

그런 면에서 울진군, 한국해양연구원, 한수원 울진원자력발전소에서 주최한 『녹색에너지 청색혁명 심포지엄』은 지역에서는 최초로 개최되는 온배수 관련 심포지엄으로서 그 의미가 특별하다.  

이 심포지엄은 한국해양연구원 동해연구소에서 주관하고, 교육과학기술부가 후원했다.        

원자력발전소에서 배출되는 온배수의 농·수산업 활용을 모색해보는 첫 번째 주제 발표에서는,

◆ 발전 온배수의 수산업 활용 방안(한국해양연구원 박철원박사) - 박철원박사는 울진원전 온배수를 이용한 양식과 일반 해수를 이용한 양식을 비교할 때 발전 온수를 이용한 양식은 일반 해수에 비해 온배수 취수 설비 등 추가적인 설비의 초기 투자비가 발생하지만, 일반 해수를 이용하는 경우에 발생되는 유류비 절감 효과가 존재하기 때문에 온배수 활용에 타당성이 있는 것으로 판단했다.  

이에 따라 발전소 주변 여건에 맞는 환경 친화적인 소규모 자원조성을 위한 해양목장을 조성하여 어업 측면에서는 수산자원 증대에 따르는 지역 어민들의 소득 증대에 기여하고, 발전소 측면에서는 발전 온배수의 유용성을 입증하는 근거를 제시해야 할 것이라고 밝혔다.
  
◆ 원전 온배수의 농업적 이용 가능성과 방향(농촌경제연구원 박현태박사) - 박현태박사는 원전 온배수의 시설 농업 이용 가능성으로 온도 차이로 인한 에너지를 냉·난방에 활용하는 히트펌프 시스템의 도입을 권고했다.  

그러나 히트펌프 시스템은 해수의 부식성 때문에 고성능 자재로 설계해야 하고, 온배수 이용 배관 시설 설치에 따른 투자비가 과다 발생하는 단점이 있다고 설명했다.  

그런 단점에도 불구하고 히트펌프 시스템을 이용하는 경우 온실면적 3천 평당 난방비가 5천200만여 원으로 온수 보일러를 이용할 경우의 난방비 2억여원에 비해 약 1억6천만원의 연간 운전비 차액이 발생할 것으로 내다봤다.  

또 히트펌프 시스템의 경제성을 검토한 결과, 총 투자비 9억5천만여원의 회수기간을 6.1년으로 전망했다.

이에 농업시설의 경우 외부의 보조 없이는 경제성이 희박하고, 원전 주변 지역 농가의 특성상 주변농가의 시설 농업 참여는 제한적일 것으로 내다본 박현태박사는 시범사업으로 원전 부지 내에 홍보용 시설 농업을 추진할 것과, 광의의 시범 사업을 추진할 시 정책사업과 연계해서 추진할 것을 권했다.
  

온배수의 시설 농업 활용을 위한 히트펌프 난방 시스템 개념도

이 계획은 육상식물에 비할 때 해조류는 성장 속도가 빠르며 연중 생산이 가능하고, 탄수화물을 체내에 대량으로 저장하고 있으며, 이산화탄소의 대량 흡수원으로 전 국토의 4배인 해양을 이용하게 된다는 장점이 있다.   

강도형박사는 바이오 에탄올 생산은 녹조현상과 해조류를 이용하게 되는데, 리그닌(lignin-산소가 함유된 복합유기물질)이 없어서 당화와 발효 공정이 쉬운 해조류를 이용한 바이오매스 기술은 전처리 과정에서도 화학물이 없이 처리할 수 있고, 일반 발효 억제 물질의 농도 최소화로 발효 공정 개발에서 에탄올 전환의 효율 극대화를 꾀할 수 있다고 설명했다.  

그러나 해조류를 이용한 바이오 에탄올 생산은 발효 시에 높은 독성을 함유하고 있고, 쓸모없는 부산물과 이를 처리하기 위한 비용이 큰데, 현재 발효 독성 최소화를 통한 부산물 재이용 기술을 개발 중이라고 밝혔다.  

바이오 에탄올과는 달리 바이오 디젤의 경우에는 미세조류를 이용하게 되는데, 미세조류는 수확량이 육상 식물 유지 생산량의 150배에서 200배 정도로 높고, 미세조류가 함유한 유지는 기본적으로 Omega-3 계열로 연중 생산이 가능하고 CO2 흡수력이 높다고 밝혔다.  

또 부산물 이용이 우월하여 경제성 제고가 가능하고, 유휴 경작지 이용과 산업화 이전으로 인해 지역 경제에도 도움이 될 수 있을 것으로 전망했다.  

해조류를 이용한 바이오매스 연로 산업화는 대량 배양 조건 확립을 통한 대량 배양 시스템 체계를 완성하는 것이 관건으로, 이 사업이 본격화되면 식량 시장과의 경쟁 없이 바이오연료 산업화의 선두 기술을 확보하는 것이 가능하고, 산업단지와 연안 주변의 관광단지 등 지역 특화 사업으로 발전할 가능성이 높을 것으로 내다보인다.    

울진원자력발전소 주변 해양 환경 조사 결과 요약(한국수력원자력) 온배수와 자연 해수로 월동한 넙치의 성장 비교

첫 번째 주제 발표에 이어 울진원자력본부의 친환경 전력생산과 어민 소득증대 노력 등과 관련한 두 번째 주제발표에서는,

◆원전 온배수 관련 환경 관리 현황(울진원자력본부 최영선차장) - 울진원전 최영선차장은 1986년부터 2008년까지 22년간 울진원전 주변의 해양환경에 대한 조사 결과를 종합해보면 울진원전 가동으로 인한 주변 환경의 변화는 관찰되지 않았으며, 가동 전후의 주변 생태계는 자연생태계와 유사한 분포 특성을 보이고 있다고 밝혔다.  

그런 반면 울진원자력발전소 6개 호기에서 1초당 약 300톤씩 쏟아져 나오는 온배수는 배수구 인근에서 서식하는 미역, 김 등의 저온성 해조류에 영향을 끼치고 있어서 피해 조사를 거쳐 보상중이며, 심층 취·배수 등의 온배수 영향 저감화 대책을 추진 중이라고 밝혔다.  

또 원전 온배수의 경우 각종 연구를 통해 농업분야보다 수산업 분야에서 경제성이 우위인 것으로 결론이 났다며, 전국 원전의 각 사업소별 경제성을 종합 검토한 결과 울진원전이 가장 유리한 것으로 나타났다고 덧붙였다.  

최영선차장은 울진원자력본부는 1999년부터 월성원전 온배수 양식장에서 키운 참돔과 넙치 등의 어류와 전복 치패를 지속적으로 해역에 방류하는 등으로 어장환경 개선에 노력하고 있다며, 향후 원전 주변지역의 어촌계별 어장 실태를 과학적으로 평가한 후 이를 토대로 각 어촌계의 어장환경에 알맞은 맞춤형 어민소득증대 사업을 개발하여 시행할 것이라고 밝혔다.

◆우리나라 해역 해파리의 출현과 피해 현황(국립수산과학원 윤원득박사) - 우리나라 해역에 출현하는 해파리의 종류는 공식 보고된 것이 22종이고 비공식적으로 보고된 것이 29종이며, 전 세계적으로 출현한 종류는 350종에 이른다.  

무성생식으로 개체수를 늘이는 해파리의 대량출현은 어획량 감소, 포획한 어류의 상품가치 하락, 어구 파손, 어로 작업 지연 등의 피해를 가져온다.  

특히 원자력발전소의 경우 1996년부터 2003년까지 해파리의 대량 출현으로 인한 발전소 취수구 유입으로 69시간이나 정지됐고, 101시간동안 발전소의 출력을 감발하는 사고·고장을 일으켰다.  

발전소 정지와 감발로 인해 소실된 발전량은 116,755MW이며, 소실로 인한 손실액은 약 45억원에 달한다.  

이에 따라 한수원은 해파리의 주 서식처에 대한 초기 대응과 해파리의 이동경로 예측 모델 개발, 대량 유입에 대비한 저비용, 고효율, 관리가 용이한 장치 개발과 설치를 연구 중이다.

◆원전주변 어촌계별 맞춤형 소득증대 방안(한국해양연구원 김종만박사) - 농림수산식품부와 울진군에서 실시하는 각종 수산 정책, 울진원자력본부에서 수행한 사업과 효과 등을 구체적으로 설명한 김종만박사는 ‘대상지역에 대해 4계절을 대상으로 해양 식물과 저질 조사, 암반 조사, 해적 생물 조사, 인공 어초 조사 등을 먼저 실시할 것을 제안했다.  

그리고 그 결과에 따라 대상 어종 선택, 인공어초 설치, 해적 생물의 구제, 효과 조사 등을 지속적으로 실시할 것을 권고했다.