[펌] 바다물을 이용한 해수 온실
해외과학 기술 동향
2008-09-03
바닷물을 이용한 거대한 온실을 통해 태양열과 결합하여 작물을 재배하여 식품을 공급하고 민물을 얻고 사막에서 청정에너지를 얻을 수 있는 방안이 일군의 건축가들과 공학자들에 의해 제안되었다. 사하라 포레스트(Sahara Forest) 프로젝트는 거대한 온실과 여러 개의 반사경을 한 곳에 집중시켜 그 열로 전기를 발전하는 집광형 태양열발전(concentrated solar power, CSP)과 결합하게 된다. 이 온실과 태양열 발전소의 설치로 인해 그 지역은 사막에서 녹색 채소를 생산할 수 있는 곳으로 탈바꿈할 것이라고 설계를 담당한 사람들은 주장했다. 그리고 세계의 많은 지역에서 지하수 고갈현상을 일으키는 우물을 개발하여 용수를 얻을 필요가 없다.
이번 프로젝트는 영국 콘월(Cornwall)의 에덴 프로젝트(Eden project)를 설계한 건축가와 테네리페(Tenerife)와 오만(Oman) 그리고 아랍 에미레이트(United Arab Emirates)에서 이미 유사한 시험 온실을 건설한 건축가들을 포함하고 있다. 사막에서 식물은 극단적인 기온과 영양분의 부족 그리고 물 부족으로 인해 재배가 불가능하다. 사하라 포레스트 팀의 일원이며 해수온실 개념을 개발한 찰리 페이튼(Charlie Paton)은 이 기술은 건조한 환경을 전환시키는 방법으로 입증되었다고 주장했다. 그는 “식물의 성장을 위해서 빛이 필요하지만 특정한 온도를 넘어가면 재배가 불가능하다”고 말했다. 특정한 온도를 넘어갈 경우 기공(stomata)이라고 불리는 식물의 잎에 난 구멍을 통해 수분을 잃게 된다. 그리고 기공이 너무 커져 광합성은 중단되고 성장은 멈추게 된다.
사막온실은 태양열을 이용하여 해수 증발기를 작동하게 하고 습기가 많은 차가운 공기를 온실에 공급하게 된다. 이러한 과정에서 온도는 외부보다 15도 정도 낮게 된다. 증발기의 반대편에서 증발된 수증기는 농축된다. 액화된 물의 일부는 작물에 공급되고 나머지 물은 태양광 반사경을 청소하는 목적으로 사용될 수 있다. 페이튼은 “우리는 결국 높은 습도를 가진 낮은 온도의 온실을 만들게 되는 것이다. 작물이 자라는 온실은 약간 고온다습한 조건으로 작물이 자라는데 매우 이상적인 조건이 된다”고 말했다. 이 사막온실 연구팀은 어떤 식물이라도 온실에서 재배 가능하다고 말했다. 시범 온실에서는 이미 상추와 피망, 오이와 토마토를 생산하고 있다. 식물을 재배하기 위한 영양분은 지역 해초류에서 얻을 수 있으며 심지어 해수 자체에서 추출될 수 있다.
영국의 에덴 프로젝트를 7년 동안 수행했던 <exploration architecture="">의 마이클 폴린(Michael Pawlyn)은 사하라 포레스트 팀의 일원으로 해수온실과 CSP는 근본적인 상승효과를 일으킬 수 있다고 말했다. 그는 “이 두 가지 기술은 뜨겁고 건조한 사막에서 극도로 잘 작동한다. CSP는 많은 낭비될 수 있는 열을 만들어낼 수 있으며 우리는 온실에서 좀 더 많은 해수를 증발시킬 수 있다. 그리고 CSP에서는 전력생산터빈이 작동하고 반사경이 최대한 생산량을 배출하도록 하기 위해 청정하고 탈염된 물의 공급이 필요하다. 해수온실은 많은 양의 탈염된 물을 생산한다”고 말했다.
페이튼은 이 온실은 식물이 필요한 것보다 다섯 배 정도 많은 양의 물을 생산한다고 말한다. 그래서 CSP 반사경을 청소하는데 사용할 뿐 아니라 지역에 다른 용도로 물을 사용할 수 있다. 즉, 온실 외부에서 좀 더 강한 작물인 자트로파(Jatropha)와 같은 에너지 작물을 재배하여 바이오연료로 사용할 수 있다고 페이튼은 말했다. 이와 같이 유사한 소규모 기후를 창출하는 것은 이미 페이튼이 건설한 시범 온실을 통해 입증되었다. 사하라 포레스트 프로젝트에 들어가는 비용은 CSP기술과 해수온실기술이 이미 입증된 기술이기 때문에 많지 않다. 연구팀은 10메가와트의 CSP와 결합하여 20헥타르의 온실을 건설하는데 들어가는 비용은 약 8000만 유로일 것으로 예상하고 있다. 페이튼은 중동의 UAE와 오만, 바레인, 카타르 그리고 쿠웨이트는 시범 프로젝트를 지원하는 방안에 관심을 보이고 있다고 전한다.
그는 또한 스페인 남부의 알메리아(Almeria)와 같은 곳에 건설된 온실로 발생한 환경파괴현상을 해수온실로 되돌릴 수 있다고 주장했다. 지난 20년 동안 스페인 남부의 사막지역의 40,000헥타르에 온실이 건설되어 샐러드용 채소를 재배하고 있다. 그는 “스페인 사막의 온실은 지하수를 끌어내어 사용하고 있으며 지하수가 유입되는 속도보다 다섯 배 정도 빠르게 사용하고 있다. 그래서 지하수면은 떨어지고 점점 염분이 유입되게 된다. 현재 전체 스페인이 건조화되고 있다. 만일 스페인 사막의 온실을 해수온실로 전환하게 되면 지속불가능한 방법은 좀 더 지속가능한 해결책으로 전환될 수 있다고 주장했다. 폴린은 “오만과 같은 곳에서 지하수를 사용함으로써 거대한 지역이 불모로 변화하고 점차 염분이 유입되고 있다. 사하라 포레스트 프로젝트의 강점은 황무지를 생물을 생산할 수 있는 지역으로 전환시킬 수 있다는 점”이라고 말했다.
<friends of="" the="" earth="">의 에너지 전문가인 닐 크럼프턴(Neil Crumpton)은 사막기술의 잠재성은 엄청나다고 말했다. 그는 “CSP 반사경들은 지구의 사막의 1%만을 이용하여 전세계 에너지 소비량의 1/5을 공급할 수 있다. 20,000헥타르의 온실에서 매일 100만 톤의 해수를 증발시킬 수 있다”고 말했다. 그는 또한 “전세계 각국 정부는 이러한 태양열 에너지와 해수전환기술에 투자를 해야 하며 위험한 핵발전이나 핵발전 제염계획을 주장하는 로비에 현혹되어서는 안 된다”고 주장했다.
사막의 태양열을 이용하는 것은 유럽연합이 야심 차게 준비하고 있는 450억 유로가 투입되는 수퍼전력선의 핵심으로 북아프리카의 태양열 재생에너지와 영국과 덴마크의 풍력발전 그리고 아이슬란드와 이태리의 지열에너지를 이용하여 전대륙에 걸쳐 재생에너지를 공유할 수 있도록 하고 있다. 북아프리카 태양열 발전계획은 이미 고든 브라운(Gordon Brown) 영국 수상과 니콜라 사르코지(Nicolas Sarkozy) 프랑스 대통령을 비롯한 유럽의 정치적 지지를 받고 있다. 비록 이 계획에는 많은 비용이 들어가지만 국제에너지기구의 추정에 따르면 앞으로 30년 동안 새로운 재생에너지 시스템에 45조 달러의 비용이 투입될 것이라고 보인다.</friends></exploration>
키워드 : 해수온실, 집광형 태양열 발전, 사하라 포레스트, 사막
원문: http://www.guardian.co.uk/environment/2008/sep/02/alternativeenergy.solarpower