6분 읽기
- 풍력 터빈에서 바다로 방출될 가능성이 있는 228가지 물질 확인
- 확인된 228가지 물질 중 62가지가 환경이나 건강에 유해한 것으로 분류
- 화학 물질 배출의 13가지 다른 출처 확인. 부식 방지 조치가 가장 큰 70% 차지
- 더욱 강화된 모니터링과 전 세계적으로 적용되는 규정이 필요

해상 풍력 발전소, 화학 물질 방출 가능성
연구 결과, 풍력 터빈에서 바다로 방출될 가능성이 있는 228가지 물질 확인

숨겨진 오염:
연구진은 해상 풍력 발전소에서 228가지 화학 물질이 바다로 방출될 수 있으며, 이 중 62가지 물질이 오염 물질로 분류된다고 밝혔다. 이러한 화학 물질은 주로 부식 방지를 위해 발생하지만, 오일 및 윤활유, 소화용 폼, 냉각수 등도 해양으로 화학 물질을 방출한다. 그러나 해상 풍력 발전소에서 방출되는 화학 물질의 정확한 양과 이로 인한 생태학적 영향은 아직 밝혀지지 않았다. 

▲ 해상 풍력 발전소는 바다에 화학 물질을 방출할 수 있다. 그러나 지금까지 얼마나 많은 화학 물질이 방출되고 어떤 화학 물질이 방출되는지에 대한 조사는 거의 이루어지지 않았다. pixabay

해상 풍력 터빈은 에너지 전환의 핵심 요소로 여겨진다. 풍력 발전소에서 생산된 전기는 전력망에 공급될 수 있으며, 친환경 수소 생산에도 활용될 수 있다. 그러나 해상 풍력 발전 확장이 해양 환경에 미치는 영향은 여전히 ​​논란의 여지가 있다. 건설 소음은 많은 해양 동물을 괴롭히며, 회전 날개는 바닷새를 다치게 하거나 죽일 수 있다. 반면 풍력 발전소는 인공 어초로서 새로운 서식지를 조성할 수 있으며, 일부 해양 포유류는 터빈을 새로운 사냥터로 이용하는 것을 선호하는 것으로 보인다.

화학 물질 배출은 지금까지 사각지대였다.

함부르크 연방해사수로청(BSH)의 엘레나 헹스트만과 그녀의 동료들은 이전에는 거의 조사되지 않았던 해상 풍력 발전소의 영향, 즉 화학 물질 방출에 관해 조사했다. 연구팀은 "해상 풍력 발전소는 다양한 화학 물질 배출원을 포함하고 있다"고 설명했다. 한 가지 가능한 원인은 부식 방지 조치이고, 다른 하나는 윤활, 방화 또는 기타 목적으로 운영 중 사용되는 물질이다.

하지만 해상 풍력 발전소가 환경으로 배출하는 화학 물질과 그 양은 지금까지 연구에서 사실상 공백이었다. 따라서 헹스트만과 그녀의 팀은 해상 풍력 터빈에서 잠재적으로 배출될 수 있는 화학 물질을 처음으로 정리했다. 이를 위해 연구진은 터빈의 다양한 구성 요소와 작동 중에 사용되는 화학 물질에 관한 연구 논문, 보고서, 안전 데이터 시트를 검색했다.
​

▲ 연구 개요도 (출처: Chemical emissions from offshore wind farms: From identification to challenges in impact assessment and regulation / Marine Pollution Bulletin / Volume 215, June 2025)

62가지 오염 물질을 포함한 228가지 화학 물질

결과적으로 풍력 터빈에 사용되는 228가지 화학 물질 목록이 도출되었다. 헹스트만과 그녀의 연구팀은 "확인된 228가지 화합물은 매우 다양한 화학 그룹을 포함하고 있으며, 확인된 물질의 64%는 특히 페놀 화합물을 포함한 유기 화합물이다"고 보고했다. 반면, 화학 물질의 19%는 무기 화합물이다.

확인된 228가지 물질 중 62가지가 환경이나 건강에 유해한 것으로 분류되었다고 연구진은 보고했다. 다환방향족탄화수소(PAHs)와 과불화알킬물질(PFAS) 또한 잠재적으로 배출되는 화학 물질에 속한다. 이러한 물질 중 일부는 생분해성이 낮은 잔류성 화학 물질로 간주되거나 조직과 먹이 사슬에 축적될 수 있다. 목록에 있는 화학 물질 25개는 발암성 또는 돌연변이 유발성 물질로, 14개는 내분비 교란 물질로, 나머지 17개는 생식 독성 물질로 분류된다.

부식 방지, 윤활제, 냉각수

연구진은 확인된 물질을 바탕으로 이러한 화학 물질의 구체적인 출처를 좁혔다. "화학 물질 배출의 13가지 다른 출처를 확인했다"고 연구진은 기술했다. 부식 방지 조치가 가장 큰 비중을 차지하며 총 70%를 차지한다. 여기에는 주로 강철 부품에 적용되는 다층 부식 코팅이 포함된다. 이러한 코팅은 일반적으로 폴리우레탄 및 에폭시 수지와 같은 다양한 폴리머로 구성되며 자외선 차단, 난연제, 산화방지제와 같은 첨가제를 포함한다.

두 번째 부식 방지 방법은 희생 양극(sacrificial anode)으로, 강철 풍력 터빈 부품을 전기화학적으로 보호하도록 설계되었다. 이 전극은 해수에 "더 쉽게 부식될 수 있는" 환경을 제공하여 강철은 영향을 받지 않으면서 빠르게 분해된다. 연구팀은 희생 양극이 일반적으로 알루미늄이나 아연과 같은 금속으로 만들어지지만, 납, 카드뮴, 또는 소량으로 수은, 니켈, 망간과 같은 중금속 첨가제도 포함하고 있다고 보고했다. 이러한 금속은 희생 양극이 분해될 때 바다로 유입될 수 있다.

해상 풍력 터빈에서 발생할 수 있는 잠재적 화학 오염의 약 10%는 풍력 터빈의 가동부에 사용되는 윤활유에서 비롯된다. 헹스트만과 동료들이 설명했듯이, 이러한 오일과 그리스에는 다양한 탄화수소와 페놀, 그리고 첨가제가 포함되어 있다. 소화제, 냉각수, 방오제 등도 간헐적으로 방출되는 다른 화학 물질이다.

▲ OWF에서 배출될 가능성이 있는 화학물질의 (a) 화학적 기원 및 (b) 주요 배출원의 백분율. 확인된 228개 화합물은 모두 최소 한 그룹으로 분류되었다. (출처: Chemical emissions from offshore wind farms: From identification to challenges in impact assessment and regulation / Marine Pollution Bulletin / Volume 215, June 2025)

해양의 구체적인 오염은 아직 알려지지 않았다.

228가지 화학 물질 모두에 대해, 해상 풍력 터빈에서 실제로 바다로 유입되는 물질은 농도만큼이나 알려지지 않았다. 그러나 이러한 잠재적 오염을 포괄적으로 조사하는 것은 매우 복잡하다. 프랑스 해양 연구소 IFREMER의 파블로 자파타 코렐라는 "이러한 잠재적으로 방출되는 물질에 대한 신뢰할 수 있는 데이터를 얻으려면 매우 낮은 검출 한계를 달성하는 최첨단 분석 방법이 필요하다"고 설명했다.

그러나 이러한 고정밀 측정 방법은 지점 측정에만 적합하다. 이러한 방법으로 전체 해양 영역을 분석하는 것은 불가능하다. 또한, "다양한 잠재적 배출원이 있는 환경에서 오염을 추적하는 것은 복잡하며 추가 연구가 필요하다"고 자파타 코렐라는 말했다. 이러한 화학 물질 중 다수는 선박이나 기타 해상 기술에서도 유래될 수 있다.

더욱 강화된 모니터링과 전 세계적으로 적용되는 규정이 필요하다.

그럼에도 불구하고, 헹스트만과 그녀의 팀은 해상 풍력 터빈에서 배출될 수 있는 잠재적 오염 물질에 대한 더욱 철저한 모니터링을 권장한다. "해양 생태계를 보호하기 위해서는 해상 풍력 발전소에서 배출되는 이러한 화학 물질의 환경적 영향을 이해하는 것이 중요하다"고 그들은 강조했다. 또한 이러한 풍력 터빈 중 상당수가 중요한 어장이나 양식 시설 근처에 위치하기 때문에 이러한 모니터링이 중요하다.

한 가지 가능한 접근법은 해상 풍력 발전소 건설 전과 운영 중 특정 물질의 농도를 비교하는 것이다. 이를 통해 변화를 파악할 수 있다. 모델링은 환경 내 물질의 분포와 거동을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 수 있다.

이 연구는 또한 일부 오염 물질 배출은 대체 부식 방지 시스템, 폐쇄형 냉각 시스템, 생분해성 작동 유체 등을 통해 기술적으로 예방할 수 있음을 보여준다. 그러나 해운 분야에서 사용되는 것과 같이 국제적으로 유효한 산업별 표준은 부족하다.

독일에서 가장 엄격한 규칙 적용

독일은 이러한 측면에서 선구자다. 독일 연방해양수로청(Federal Maritime and Hydrographic Agency)은 폐기물 처리, 부식 방지, 폐수 관리, 냉각 또는 소화 시스템 사용 등과 관련하여 해상 프로젝트에 대한 구속력 있는 기술 및 환경 요건을 설정한다. 예를 들어, 부식 방지를 위한 아연 기반 양극은 독일 해역에서 금지되며, 살생물제가 함유된 방오 코팅도 금지된다.

독일의 프로젝트 후원자는 계획 단계에서 잠재적인 배출과 이를 방지하기 위한 조치를 명시한 배출 개념을 연방해양수로청에 제출해야 한다. 승인 후에는 상세한 배출 연구가 수행된다. 폐기물 및 작동 유체에 대한 개념도 요구되며 정기적으로 업데이트되어야 한다. 헹스트만과 그녀의 팀에 따르면, 이러한 지침은 국내뿐만 아니라 국제적으로도 적용되어야 한다.

참고: 해양오염보고서, 2025; doi: 10.1016/j.marpolbul.2025.117915
출처 : Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH), IFREMER, Flanders Research Institute for Agriculture, Fisheries and Food, Animal Sciences (ILVO)
연방해양수로청(BSH), IFREMER, 플랜더스 농업·어업·식품·동물과학 연구소(ILVO)

[더사이언스플러스=문광주 기자]

[저작권자ⓒ the SCIENCE plus. 무단전재-재배포 금지]