해수온도차발전 및 배출수 이용 단지에서의 스마트 복합양식 시스템 개념설계

Abstract

우리나라 동해안에서 2000년대 초부터 차갑고, 청정하며, 영양염이 풍부한 해양심층수의 자원성을 이용한 수산양식에 대한 연구와 시험이 해양수산관련 산학연 관련기관에 의해 다양하게 이루어져 왔다. 대부분 단일 생물종을 대상으로 이루어져 왔으며, 주로 치어생산 및 방류를 통한 수산증식 분야에서 활용되고 있다. 최근, 해양심층수를 이용한 복합양식에 대한 연구 및 파일럿 테스트가 수행된 바 있으며, 연어 양식 ？ 해삼 양식 ？ 해조류 양식으로 구성하여 상업화 가능성을 확인하였다(김 등, 2023). 해양(수산)동물 양식대상은 가용한 해수의 수온, 염분, 수소이온농도 등의 수질환경 조건에 따라 결정되며, 해양식물(해조류)은 이와 함께 영양염, 이산화탄소, 빛 등이 주요 환경인자가 된다. 해양생물의 생활사에 따른 이들 요구조건을 계측하고, 양호한 조건으로 제어하고, 추가적인 급이 및 질병 관리 등을 인공지능 등을 활용하여 관리하는 스마트 양식기술들이 적용되고 있다. 특히, 육상양식에서는 대상 생물에 따라 축제식, 유수식, 순환여과식, 바이오플락 등 다양한 방식으로 적용하고 있으며, 초기투자비, 연간운전비 및 생산성 등이 달라진다. 한편, 양식장 생산-에너지-경영 상관도 분석에서 전력단가가 넙치 산지가격과 전체 양식장 운영비와 유의미한 상관관계를 가짐이 보고되었다(송과 조, 2024). 저위도 해역에서는 연중 해수 수온이 26℃ 이상으로 높아서 온수성 생물을 대상으로 하여야 하나 연어 등의 냉수성 어개류에 대한 기호도 높아짐에 따라 호텔 등에서 수요가 증가하고 있다. 그러나, 열대 또는 아열대 해역(지역)에서 냉수성 어개류를 양식하기 위해서는 과대한 냉열에너지가 필요하여 상업화가 쉽지 않은 실정이었다. 그러나, 해수온도차발전을 위해 취수한 해양심층수가 1단계 또는 2단계 이용후 배출시도 여전히 차갑고 청정하므로 이들 수질 조건을 수용할 수 있는 생물 양식 및 가공에 활용할 수 있다(Kim et al., 2021). 현재, 설계 및 개발 중인 해수온도차발전 플랜트의 배출수(해양심층수) 수온은 약 10~11℃이며, 이를 데이터센터 냉각에 활용후 배출수는 약 15~16℃에 이를 것으로 추정된다. 대서양 연어류의 최적 양식수온은 8~14℃이므로 배출수의 혼합에 의한 적정 수온의 조절이 가능하다. 해삼 및 해조류는 해역에 따라 다양한 수온에서 서식 및 생장하고 있으므로 적정 종을 선정하여 하류에서 양식이 가능하다. 여기서, 양식종 구성 및 생산 목표에 따라 배출수량을 고려한 순환여과식, 반순환여과식, 유수식 등을 적용하여, 연어-해삼-해조류 양식기반을 구성하고, 최적 양식환경을 능동적으로 제어하면 해수온도차발전 배출수를 이용한 스마트 복합양식 시스템을 구현할 수 있을 것이다.