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- 매년 약 십만 마리의 새들이 회전하는 로터 블레이드에 날아들어 그 결과 죽어
- 매년 약 7천만 마리의 새가 교통사고로 죽고 최대 1억 마리가 유리창에 부딪혀 죽는다.
- 독일에서는 매년 최대 25만 마리의 박쥐가 풍력 터빈으로 인해 죽어
- 풍력 발전소 지역에서는 비슷한 인근 지역에 비해 4배 적은 새가 서식
- 바다 풍력 발전 단지 뒤의 플랑크톤 성장이 최대 10%까지 감소

풍력발전 확대의 걸림돌: 소음, 죽은 새, 기울어진 생태계

풍력 발전을 확대하는 데는 걸림돌이 많다. 장애물은 다양하다. 항공기의 영공 보안, 영공의 군사적 사용, 거주지와의 거리 규제로 인해 많은 지역에서 풍력 발전의 확장이 불가능해졌다. 지역 사회는 열악한 생활 환경을 두려워하고 있으며 동물 보호 및 환경 협회도 풍력 터빈이 지역 동물 종을 위험에 빠뜨릴 수 있다는 것을 염려한다. 이러한 이유로 시민들은 이미 계획된 풍력 발전 프로젝트에 반대하는 경우가 많다.

풍력 터빈의 낮은 소음 공해

풍력 터빈에 대한 일반적인 불만 사항은 시끄럽고 소음 수준이 주거 지역 근처에서 특히 짜증스럽다는 것이다. 풍력 터빈은 실제로 소음을 발생시킨다. 강한 바람이 불면 100m 높이의 허브에서 최대 105dB(데시벨)이 생성된다. 이는 대략 비행기 이륙 소음에 해당한다. 소음은 한편으로는 로터 블레이드의 난류로 인해 발생하고 다른 한편으로는 시스템의 기어박스에서 발생하는 기계적 소음이 원인이다. 그러나 소음 공해는 거리에 따라 급격히 감소한다. 500m 거리에서 풍력 터빈은 40데시벨(가벼운 비나 바스락거리는 숲의 양)만을 생성한다.

풍력터빈의 소음공해가 비교적 낮음에도 불구하고 독일에서는 오랫동안 풍력발전단지와 주거지역 사이의 최소거리 규정이 존재해 왔다. 거주지로부터 최소 1,000m 떨어져 있어야 한다. 그러나 이러한 규정은 현재 풍력 발전 확대를 위해 일부 지역에서 번복되고 있다. 예를 들어 2023년 말 노르트라인베스트팔렌에서는 풍력 터빈이 거주지에서 수백 미터 떨어진 곳에만 설치되어야 했다. 우리나라의 경우도 지자체 별로 주거지역과의 이격 거리는 지역 주민과의 협의를 거치고 조례를 통해 규정하기도 한다.

지역 동물 종(種)이 방해받고 있다?

또 다른 일반적인 우려는 풍력 터빈이 환경에 해를 끼친다는 것이다. 예를 들어 NABU에 따르면 해상 풍력 터빈의 기초가 해저에 부딪힐 때 발생하는 소음으로 인해 돌고래와 물고기가 중요한 서식지에서 멀어질 수 있다. 연구에 따르면 바다 풍력 발전 단지 뒤의 플랑크톤 성장이 최대 10%까지 감소하는 것으로 나타났다. 하지만 이것이 문제를 나타내는지는 아직 불분명하다. 헬름홀츠 센터 Hereon의 Nils Christiansen과 그의 연구팀은 “북해의 해양 생태계와 유기체에 미치는 영향을 조사하기 위해서는 이제 추가 연구가 필요하다”고 말했다.

많은 자연 보호 단체에서는 더 높은 고도에서 날아다니는 새들에게 풍력 터빈의 위험성에 대해 경고한다. 왜냐하면 매년 약 십만 마리의 새들이 회전하는 로터 블레이드에 날아들어 그 결과 죽기 때문이다. 그러나 “자동차 교통과 유리 전면의 연간 사상율은 훨씬 더 높다. 매년 약 7천만 마리의 새가 교통사고로 죽고 최대 1억 마리가 유리창에 부딪혀 죽는다”라고 환경단체인 그린피스(Greenpeace)는 웹사이트에서 설명했다.

거대한 박쥐 멸종

하지만 재생 가능한 에너지원으로 어려움을 겪고 있는 다른 동물도 있다. 바로 박쥐다. 독일에서는 매년 최대 25만 마리의 박쥐가 풍력 터빈으로 인해 죽는다. 로터 블레이드와의 직접적인 충돌이나 로터 블레이드 근처의 기압의 강한 변화로 인해 동물의 내부 장기가 찢어지는 소위 기압상해로 인해 사망한다. 사망자 중 거의 4분의 1은 이주하는 박쥐인데, 이는 실제로 UN 협약에 의해 보호받고 있다.

박쥐가 자신을 이러한 위험에 빠뜨린 이유에 대한 한 가지 이론은 단순히 풍력 터빈을 나무와 혼동한다는 것이다. 로터 블레이드가 거의 움직이지 않을 때 나무와 풍력 터빈에서 나오는 공기 폭발은 비슷하기 때문이다. 문제는 "박쥐는 종종 몇 분에서 몇 시간 동안 고정된 풍력 터빈 근처에 머무른다. 바람이 갑자기 강해지면 현재 회전하는 로터에 부딪힐 위험이 있다"고 포트 콜린스에 있는 미국 지질 조사국의 Paul Cryan은 설명했다. 그의 동료들. 따라서 예를 들어 풍속이 이미 낮을 때 풍력 터빈을 완전히 끄는 데 도움이 될 수 있다. 

▲ 박쥐는 특히 윈드 로터와 충돌하는 경우가 많다. © Christian Voigt/Leibniz-IZW

 

먹이 사슬과 생태계에 미치는 영향

이러한 대규모 박쥐 멸종은 생태계 전체에 해를 끼칠 수도 있다. 박쥐가 먹는 곤충의 20%는 농작물, 나무, 과일을 먹거나 식물병을 전염시킬 수 있는 해충이다. 라이프니츠 동물원 및 야생동물 연구 연구소의 Carolin Scholz와 Christian Voigt는 “문헌 검토를 통해 박쥐가 이러한 해충을 통제하는 데 중요한 역할을 하고 심지어 지역적 발병도 억제할 수 있다는 사실이 확인되었다”고 보고했다.

또 다른 연구에 따르면 20년 된 풍력 발전소 지역에서는 비슷한 인근 지역에 비해 4배 적은 새가 살고 있는 것으로 나타났다. 그들은 대규모로 위험한 풍력 터빈 로터를 피하는 법을 배운 것 같다. 따라서 새들의 실제 먹이 중 훨씬 더 많은 양이 이 지역에 살았으며, 이 경우에는 부채꼴 도마뱀이라고 불렸다. 방갈로르에 있는 인도 과학 연구소의 마리아 타커(Maria Thaker)와 그녀의 팀에 따르면, 이것이 먹이 사슬의 균형을 바꿀 수 있다. “풍력 발전소는 지금까지 크게 과소평가되어 왔던 영향을 미친다”고 그들은 말했다. "우리는 이 녹색 에너지가 일련의 영양 효과를 발휘한다는 여러 가지 증거를 발견했다.“ 

 

글로벌 풍력발전 확대 현황

 

비행 공간 보안, 주거지로부터의 거리 규칙, 환경 및 자연 보호를 풍력 터빈 계획에 통합하는 것은 매우 복잡하다. 특히 계획 세부 사항은 항상 지역 상황에 따라 달라지기 때문이다. 이러한 이유로 독일은 재생에너지법의 목표를 지방자치단체로 이전하고 있다. 유럽연합(EU)도 기후 보호를 위한 야심찬 목표를 세웠다. 그들은 2030년까지 재생에너지 비중을 최소 42.5% 달성하고자 한다. 이에 따라 풍력발전 설비용량은 2022년 204기가와트에서 2030년 500기가와트 이상으로 늘어날 것으로 예상된다. 그러나 EU는 2023년에 17기가와트의 풍력 발전만을 건설했다. 영국은 새로 건설된 시스템의 가장 큰 비중을 차지하여 15%를 차지했으며, 스웨덴이 12%, 독일이 11%로 그 뒤를 이었다. 이러한 확장 수치는 EU가 단일 연도에 달성한 것 중 가장 높은 수치이지만, 여전히 EU가 기후 목표를 달성하기 위해 구축해야 하는 연간 약 30기가와트에 훨씬 못 미치는 수치다. 그래서 2023년 말에 유럽 행동 계획도 채택되었다. 이는 풍력 터빈에 대한 승인 절차를 단순화하고 디지털화하는 등 유럽에서 산업 친화적인 에너지 전환을 가능하게 하기 위한 것이다. 풍력 전문가 양성도 추진해야 한다. “우리는 야심 찬 기후 및 에너지 목표를 달성하는 데 효과적으로 기여할 수 있도록 모든 부문에서 유리한 기본 조건을 보장해야 한다. 이 패키지는 유럽 풍력 부문이 국내에서 성장하고 전 세계적으로 경쟁력을 갖추는 데 도움이 될 것이다”고 European Green Deal의 수석 부사장인 Maroš Šefčovič는 말했다.

 

미래 혁신: 수직 로터

 

풍력 에너지의 과제를 극복하기 위해서는 정치적, 관료적 옵션뿐만 아니라 기술적 옵션도 있다. 가능한 솔루션으로 소위 수직 로터가 언급된다. 이러한 시스템에서는 블레이드가 수평으로 회전하지 않고 대신 로터가 시스템의 마스트를 중심으로 수직으로 회전한다. 이러한 설계로 인해 로터는 모든 풍향의 바람을 동시에 에너지로 변환할 수 있다. 또한 수평 로터보다 소음이 적다. 그래서 수직 로터는 마을과 도시 근처에 특히 적합하다. 여기서 수직 로터는 도시의 난류 조건을 조용하고 효율적으로 에너지로 변환할 수 있다. 수직 휠의 생산량은 수평 시스템의 생산량보다 약간 낮다. 하지만 이 효과도 예상보다 작은 것 같다. 수평 로터와 달리 수직 로터는 서로 가까이 있어도 서로 약해지지 않는다. 그와는 반대로, 영국 옥스퍼드 브룩스 대학교의 요아킴 한센(Joachim Hansen)과 그의 동료들은 “난류 현상은 에너지 증가를 일으킨다”며 "이러한 메커니즘을 종합하면 수직 풍력 터빈이 개별적으로보다 더 강력하다는 것을 의미한다. 이는 수직 로터가 유사한 전력 출력으로 전체적으로 더 적은 공간을 사용할 수 있음을 의미한다"고 설명했다.

 

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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