해양교육포털

해양자원의 개발

해양광물자원은 해수 중에 녹아 있는 것과 해저에 매장되어 있는 것으로 구분할 수 있다. 해안에 가까운, 수심이 수십 m 이하의 얕은 바다 밑인 천해저에는 대부분의 여러 가지 유용한 광물들이 부존되어 있다. 바닷가 또는 천해저에 쌓여 있는 퇴적층에서 공급되는 모래와 자갈은 아파트, 주택 및 도로 건설의 기초 재료가 되며, 티타늄 등은 초강도 합금의 재료로 유용하게 이용된다. 해저에 매장되어 있는 광물로는 석탄, 철, 망간, 다이아몬드 등이 있으며, 석유의 경우 연간 생산량의 20% 정도가 해저에서 생산되고 있다. 해양 생물자원은 생활환경이나 운동 습성에 따라 부유 생물, 유영 생물, 저서 생물로 나눌 수 있다. 부유 생물은 바다, 호수, 강 등에 사는 생물로서, 파도나 해류에 수동적으로 밀려다니는 작은 동식물을 말하고, 유영 생물은 해류에 관계없이 스스로 헤엄칠 수 있는 동물로서, 대구, 명태, 오징어, 고래 등이 있고 저서생물은 바다나 호수의 밑바닥에 붙어 기어다니는 동식물로 소라, 해삼, 게, 미역, 김, 우뭇가사리 등이 있다. 해양 공간자원은 해양에 거주 시설 및 도시를 만들거나 공항, 항만을 건설하여 해양공간을 최대로 이용하자는 도시이다. 해양구조물은 해저 또는 해상에 설치되는 구조물을 말한다. 해상시설로는 발전소, 공장, 호텔, 도시 및 여러 가지 관광시설 등이 가능하고, 해중 시설로는 해중 공원, 유람선, 전망대, 터널, 파이프라인, 수족관, 바다목장 등으로 이용할 수 있으며, 해저시설로는 해저터널, 저장소 등을 생각할 수 있다.

 

 

 수자원으로는 바닷물을 염분을 제거하는 담수화 작업과 해양심층수 개발을 통해 인류의 부족한 식수원을 보충할 수 있다. 다음으로 에너지 자원은 파도 조류, 온도차 발전 등을 통하여 전기를 생산하고 있다. 해양에너지 자원은 바닷물이 지닌 에너지로 그 양이 무한한 재생 에너지이며 성장에너지이다. 조력발전, 파력발전, 조류발전, 해양 온도차 발전 등 주로 발전에 이용되고 있다. 우선 조력 발전은 바닷물의 해수면이 낮아지는 간조와 그 반대 현상이 만조 때의 해수면 높이 차를 이용하여 수차를 회전시켜 전기를 생산하는 생산 방식이다. 우리나라는 삼면이 바다이지만 동해안보다는 서해안이 조수간만의 차가 크므로 조력 발전을 사용하기에 유리하다. 세계적인 조력발전소는 프랑스 랑스(400KW), 러시아 키슬라야(800KW), 캐나다 아나폴리스(2만KW), 중국 지앙시아(3000KW) 발전소가 있다.

 

  

다음으로 파력 발전은 파도의 상하 운동을 이용하여 전기를 생산하는 방식으로 파도가 밀려오고 밀려감에 따라 공기가 수축과 팽창을 반복하면서 캠이나 공기 터빈을 작동시킬 수 있는 동력을 얻게 된다. 그리고 해양 온도차 발전은 바닷물의 온도차이를 이용한 발전방식이다. 터빈을 돌리고 난 증기는 심해의 찬 바닷물로 냉각해서 다시 유체로 만들어 계속 사용한다. 다음으로 조류 발전은 바닷물이 자연적으로 흐르는 빠른 조류를 이용하여 발전기의 터빈을 돌려서 전기를 생산하는 발전 방식이다. 조류 발전은 댐건설 없이 전기를 생산할 수 있기 때문에 해안 생태계에 영향을 끼치지 않는 친환경 에너지 설비이며 날씨와 상관없이 지속적인 발전이 가능하여 이용률이 높다. 우리나라는 남해안의 울돌목 등이 해류발전에 적합한 지역으로 꼽히고 있다.

 

[등대와 풍력발전-고태경 作(제3회 대한민국해양사진대전 입선)]

 

 

미래의 자원 - 바다의 천연자원

바다에는 보물이라고 할 수 있는 수많은 천연자원이 있다. 바다 속 천연자원은 앞으로 육지에서 얻을 수 있는 자원이 계속 줄어들고 있기 때문에 그 중요성이 더욱 강조되고 있다. 그중 대표적인 것들을 살펴보면 다음과 같다.

 

 

망간단괴(manganese nodules)

일명 심해의 노다지, 심해의 검은 황금, 심해의 흑진주라고 불리기도 한다. 망간 단괴에는 망간, 구리, 니켈, 코발트 같은 금속이 들어 있는데, 망간 단괴가 100만년에 2~6mm 자라고, 주로 수천m 깊이의 심해 분지에 존재 한다. 망간 단괴에 포함된 금속들로는 자동차, 전기 통신, 항공기, 엔진, 의료기 등을 만들 수 있다. 이렇게 중요한 망간 단괴는 바다 속에 약 5,000억톤이 매장 되어 있는 것으로 추정된다. 우리나라도 태평양 하와이 동남쪽에 있는 클라리온-클리퍼톤 지역에 7만7천㎢의 해양영토를 보유하고 있는데 이곳에는 망간 단괴 같은 해저 광물이 풍부하게 저장되어 있다고 한다.

 

 

메탄 하이드레이트

메탄 하이드레이트는 고체 형태로 존재하는 물질로 메탄가스가 극저온과 고압 상태에서 굳어진 것으로 1㎡의 메탄 하이드레이트로 172㎡의 메탄가스를 만들어 낼 수 있다. 현재 바다에 묻혀 있는 메탄 하이드레이트 양은 전 세계가 5,000년 동안 쓸 수 있는 양이다. 우리나라에는 메탄 하이드레이트가 울릉도와 독도 인근 해저에 6억톤 가량 있어 독도의 중요성이 한층 더 높아졌다.

 

 

해양심층수

태양 빛이 도달하지 않는 수심 200m 이상 깊은 곳에 있는 물로 각종 영양이 풍부하고 오랫동안 숙성된 깨끗한 물이다. 해양심층수는 유용한 해양자원이며 막대한 청정자원이다.

 

 

토륨

백열가스, 원자 연료에 사용되고, 높은 온도에서도 잘 견디며, 가볍고 강도가 높아 인공위성, 항공기 등 제작에 중요한 재료로 사용될 수 있다.

 

 

석유, 천연가스

현재까지 세계에서 가장 많이 쓰이는 에너지원으로 바다에는 지구에 존재하는 전체 석유의 30%가 매장되어 있다.

 

 

해양자원은 어디에서 찾을 수 있을까?

먼저, 대륙붕에 석유나 석탄, 천연가스 등이 많이 있다. 해변에서부터 시작해서 깊이가 200미터 이내인 바다를 대륙붕이라고 하는데 해양 전체 넓이의 7.5퍼센트를 차지한다. 이곳은 퇴적층이 발달해서 유전과 같은 천연 자원이 많이 묻혀 있다. 특히 우리나라의 대륙붕은 한반도 전체 넓이의 약 3,5배이고, 남해안과 황해안에 발달되어 있다. 그리고 해저의 열수(뜨거운 물)가 암반을 통해 뿜어져 나오면서 열수(뜨거운 물)에 녹아 있는 광물 성분이 굳어져 기둥 모양으로 만들어지는 광물자원이 있다. 이러한 해저 열수광상에는 금, 은, 구리, 아연 등 광물 자원이 들어 있는데 하지만 해저열수광상을 찾기가 어려워 많은 기술 개발이 필요하다.

 

※ 본 원고는 한국해양재단이 추진한 "해양교육교재 개발" 및 "해양교육 교과관련 콘텐츠 개발" 사업의 성과물을 기초로 작성되었습니다.