지구의 자원_해양 자원

3. 해양 자원

(1) 해양 에너지 자원

① 가스수화물 : 메테인이 저온 · 고압의 환경에서 물 분자와 결합한 고체 물질로, 전 세계에 약 10조 톤이 매장된 것으로 추산되며 우리나라 동해 울릉 분지에도 6억 톤 가량 매장되어 있는 것으로 알려져 있다.

 

② 화석 연료 : 전 세계의 대류붕에는 아직 개발되지 않은 많은 야으이 석탄, 석유, 천연가스가 매장되어 있고, 석유의 경우 현재 산유량의 약 50% 이상을 해저 유전에서 생산하고 있다. 화석 연료는 연소 과정에서 이산화 탄소가 발생하여 지구 온난화를 일으키며, 각종 오염 물질을 배출한다. 또, 자원의 양이 한정되어 있어 언젠가는 고갈되는 문제점이 있다.

 

③ 조력 발전

• 달과 태양의 인력에 의해 발생하는 밀물과 썰물의 에너지를 이용한다.
• 밀물과 썰물의 높이 차이를 이용하여 위치 에너지를 전기 에너지로 전환하는 발전 방식이다.
• 우리나라의 서해안은 조석 간만의 차가 커서 조력 발전을 하기에 적합하다.
• 장점 : 날씨나 계절에 관계없이 항상 발전할 수 있고, 조석 간만의 차를 알면 발전량 예측이 가능하며, 대규모의 전력 생산이 가능하다.
• 단점 : 제방 안쪽에 해수가 갇힘으로써 갯벌이 사라지고, 염분 농도가 변하며, 해양 생태계에 좋지 않은 영향을 줄 수 있다.

④ 조류 발전

• 조석에 의해 자연적으로 발생하는 빠른 흐름인 조류에 직접 터빈을 설치함으로써 해수의 수평 흐름을 회전 운동으로 변환시켜 전기 에너지를 생산하는 방식이다. 운동 에너지를 직접 이용한다는 점에서 풍력 발전과 원리가 동일하다.
• 장점 : 날씨나 계절에 관계없이 항상 발전할 수 있고, 특정 지역의 시간대별 유속을 알면 발전량 예측이 가능하며, 조력 발전과 달리 생태계에 미치는 영향이 거의 없다.
• 단점 : 조류의 흐름이 빠른 해역에만 설치가 가능하다.

⑤ 파력 발전

• 바람에 의해 생기는 파도의 상하좌우 운동을 이용하는 것이다.
• 바다에 부표나 원통형 실린더를 띄워 놓고 여기에 발전기를 설치하여 파도가 칠 때 전기에너지를 생산하는 방식(부유식)과 파도가 상하로 진동하면서 얻어지는 압축 공기를 이용하여 터빈을 돌려서 전기 에너지를 생산하는 방식(고정식) 등이 있다.
• 동해와 제주도 주변 해역은 강한 파도가 발생하는 곳으로 파력 발전에 적합한 조건을 가지고 있다. 

⑥ 해양 온도 차 발전

• 표층수와 심층수의 온도 차이를 이용하여 전기를 생산하는 방법으로, 표층수의 따뜻한 열로 액체를 기화시켜 터빈을 돌려서 전기를 생산하고, 사용한 기체를 온도가 낮은 심층수로 다시 액화시킨다.
• 장점 : 에너지 공급원이 무한하고, 이산화 탄소를 발생시키지 않는 청정 자연 에너지이다. 밤낮 구별 없이 전력 생산이 가능한 안정적인 에너지원이다. 특별한 저장 시설이 필요 없으며 계절적인 변동을 사전에 감안해 계획적인 발전이 가능하다.
• 단점 : 발전 설비를 바닷물에 의한 부식을 잘 받지 않는 재료로 만들어야 한다.
• 현재 미국과 일본, 프랑스는 해양 온도 차 발전소를 건설해 운영 중에 있다.

 

※ 가스수화물

영구 동토 지역이나 깊은 바닷속같이 저온 · 고압 환경에 존재하고 있으며 매장량은 현재까지 확인된 지구 전체 화석 연료의 2배 정도의 양인 약 10조 톤으로 추정된다.

 

※ 조류

간조에서 만조까지 바닷물이 밀려들어오는 것을 밀물, 만조에서 간조까지 바닷물이 빠지는 것을 썰물이라고 한다. 밀물과 썰물 시 일어나는 해수의 흐름을 조류라고 한다.

 

※ 터빈

물, 가스, 증기 등의 유체가 가지는 에너지를 유용한 기계적 일로 변환시키는 기계로, 회전 운동을 하는 것이 특징이다.

 

(2) 해양 생물 자원

① 바다에는 약 30만 종의 생물군이 분포하며, 해마다 약 6500만 톤의 식량을 공급받고 있다.

 

② 해양 생물은 육상 생물에 비하여 재생산력이 약 5~7배에 달하는데, 이와 같은 특징을 이용하여 바다 목장을 운영하기도 한다.

 

③ 생물 자원의 대부분은 식용으로 이용되지만 최근에는 의약품 원료, 공업 원료, 공예품 원료로 이용되고 있으며, 고부가가치 산업인 해양 신소재 개발이나 해양 바이오 산업에 활용되고 있다.

 

 

(3) 해양 광물 자원

① 해수 속에 광물 자원으로는 소금, 브로민, 마그네슘, 금, 은, 우라늄, 리튬 등이 있으며, 세계에서 사용되고 있는 소금의 약 30%는 바다에서 채취된다.

 

② 해양의 광물 자원

• 브로민 : 주로 이온 형태로 물에 녹아 존재하며, 대부분은 염수 호수나 해수로부터 채취한다.
• 마그네슘 : 해수로부터 식용 소금을 제조하는 과정에서 부산물로 얻을 수 있다.
• 우라늄 : 해수 중에 약 0.003ppm 정도 녹아 있다.
• 망가니즈 단괴 : 태평양의 심해저에는 해수에 녹아 있던 망가니즈, 철, 구리, 니켈, 코발트 등이 침전하여 공 모양의 덩어리로 성장한 것이 있는데, 이를 망가니즈 단괴하고 한다. 우리나라는 태영퍙의 클라리온-클리퍼턴 해역을 탐사하여 망가니즈 단괴 단독 개발권을 확보하였다.

(4) 해양 자원 개발의 필요성

① 급격한 인구 증가와 산업화의 영향으로 환경 오염, 식량 자원 고갈 등의 문제점이 대두되며, 새로운 광물과 에너지 자원 확보 등의 해결 방안을 해양에서 찾을 수 있다.

 

② 지구 표면의 70% 이상이 해양이며, 해양에는 석유와 천연가스, 가스수화물 등의 에너지 자원과 망가니즈 단괴와 같은 광물 자원 및 다양한 생물 자원이 있다.

 

③ 해수 1kg 중에는 다양한 공업 원료로 사용되는 염류가 평균 35g 정도 녹아 있다.

 

④ 해수를 담수화시켜 물 부족 문제를 해결할 가능성이 높다.

 

※ 해양 생물 자원

인류의 주요한 단백질 공급원으로 인류 전체 동물성 단백질 공급량의 약 15%를 차지한다.

 

※ 망가니즈 단괴

망가니즈 단괴 속에는 망가니즈, 철, 구리, 니켈, 코발트 등의 원소가 있으며 보통 수심 4000m 이상의 심해저에서 발견된다.

 

※ 해수 담수화

생활용수나 공업용수로 직접 사용하기 힘든 바닷물로부터 염분을 포함한 용해 물질을 제거하여 순도 높은 음용수 및 생활용수, 공업용수 등을 얻어내는 해수 처리 과정을 말한다.