세계가 재생에너지로의 전환을 가속화함에 따라 해상풍력발전소(OWF)는 에너지 구조의 핵심 축으로 자리 잡고 있습니다. 2023년 전 세계 해상풍력 발전 설비 용량은 117GW에 달했으며, 2030년까지 320GW로 두 배 증가할 것으로 예상됩니다. 현재 확장 잠재력은 주로 유럽(495GW), 아시아(292GW), 미주(200GW)에 집중되어 있으며, 아프리카와 오세아니아의 설치 잠재력은 상대적으로 낮습니다(각각 1.5GW 및 99GW). 2050년까지 신규 해상풍력 발전 프로젝트의 15%가 부유식 기초를 채택하여 심해 개발의 범위를 크게 확장할 것으로 예상됩니다. 그러나 이러한 에너지 전환은 상당한 생태학적 위험을 수반하기도 합니다. 해상 풍력 발전소의 건설, 운영 및 해체 단계에서 소음 공해, 전자기장 변화, 서식지 변형, 먹이 이동 경로 방해 등 다양한 요인이 어류, 무척추동물, 바닷새, 해양 포유류에 영향을 미칠 수 있습니다. 그러나 동시에 풍력 터빈 구조물은 생물들에게 은신처를 제공하고 지역 생물 다양성을 증진시키는 "인공 암초" 역할을 할 수도 있습니다.

1. 해상 풍력 발전 단지는 여러 종에 다차원적인 교란을 일으키며, 그 반응은 종과 행동 측면에서 높은 특이성을 보인다.

해상 풍력 발전 단지(OWF)는 건설, 운영 및 해체 단계에서 바닷새, 포유류, 어류, 무척추동물 등 다양한 종에 복합적인 영향을 미칩니다. 각 종의 반응은 매우 이질적입니다. 예를 들어, 갈매기, 아비, 세발가락갈매기 등의 비행 척추동물은 풍력 터빈을 회피하는 경향이 높으며, 터빈 밀도가 높아질수록 회피 행동도 증가합니다. 그러나 물개나 돌고래와 같은 일부 해양 포유류는 오히려 접근하거나 뚜렷한 회피 반응을 보이지 않습니다. 바닷새와 같은 일부 종은 풍력 발전 단지의 영향으로 번식지와 먹이 서식지를 떠나 개체 수가 감소하기도 합니다. 부유식 풍력 발전 단지의 앵커 케이블 표류는 특히 대형 고래에게 케이블 얽힘 위험을 증가시킬 수 있습니다. 미래에 심해가 확장되면 이러한 위험은 더욱 심화될 것입니다.

2. 해상 풍력 발전소는 먹이 사슬 구조를 변화시켜 지역 종 다양성을 증가시키지만 지역 1차 생산성을 감소시킵니다.

풍력 터빈 구조물은 홍합이나 따개비와 같은 여과 섭식 생물을 유인하는 "인공 암초" 역할을 하여 지역 서식지의 복잡성을 높이고 어류, 조류, 포유류를 끌어들일 수 있습니다. 그러나 이러한 "영양분 공급" 효과는 일반적으로 터빈 기지 주변에만 국한되며, 지역 규모에서는 생산성 감소로 이어질 수 있습니다. 예를 들어, 모델 연구에 따르면 북해에서 풍력 터빈으로 인해 형성된 홍합(Mytilus edulis) 군집은 여과 섭식을 통해 1차 생산성을 최대 8%까지 감소시킬 수 있습니다. 또한, 바람은 용승, 수직 혼합 및 영양분 재분배를 변화시켜 식물성 플랑크톤에서 더 높은 영양 단계의 종에 이르기까지 연쇄적인 영향을 미칠 수 있습니다.

3. 소음, 전자기장 및 충돌 위험은 세 가지 주요 치명적 압력 요인이며, 조류와 해양 포유류가 이에 가장 민감합니다.

해상 풍력 발전 단지 건설 과정에서 선박 운항과 말뚝 박기 작업은 바다거북, 어류, 고래류와의 충돌 및 폐사를 유발할 수 있습니다. 모델에 따르면, 최대 가동 시간대에는 각 풍력 발전 단지에서 대형 고래가 매달 한 번 이상 충돌할 가능성이 있습니다. 운영 기간 동안 조류 충돌 위험은 풍력 터빈 높이(20~150m)에 집중되며, 특히 유럽쇠부리도요(Numenius arquata), 검은꼬리갈매기(Larus crassirostris), 검은배갈매기(Larus schistisagus)와 같은 종들은 이동 경로에서 높은 폐사율을 보일 위험이 있습니다. 일본의 경우, 특정 풍력 발전 단지 배치 시나리오에서 연간 잠재적 조류 폐사 수가 250마리를 초과할 수 있습니다. 육상 풍력 발전과 비교했을 때, 해상 풍력 발전에서는 박쥐 폐사 사례가 보고된 적은 없지만, 케이블 얽힘 및 2차 얽힘(예: 버려진 어구와의 충돌) 위험에 대한 경계가 여전히 필요합니다.

4. 평가 및 완화 메커니즘에 표준화가 부족하며, 글로벌 협력과 지역 적응이라는 두 가지 병행적인 방향으로 추진되어야 합니다.

현재 대부분의 평가(환경사회영향평가, 환경영향평가)는 프로젝트 수준에 머물러 있으며, 프로젝트 간 및 시점 간 누적 영향 분석(CIA)이 부족하여 종-군-생태계 수준에서의 영향을 제대로 파악하지 못하고 있습니다. 예를 들어, 212개의 완화 조치 중 효과가 입증된 것은 36%에 불과합니다. 유럽과 북미 일부 지역에서는 미국 대서양 외대륙붕에 대한 BOEM의 지역 누적 평가와 같이 통합적인 다중 프로젝트 CIA를 시도해 왔습니다. 그러나 이러한 지역들도 불충분한 기초 데이터와 일관성 없는 모니터링 등의 문제에 직면해 있습니다. 저자들은 생물다양성협약(CBD)이나 국제해양안보회의(ICES)와 같은 국제 데이터 공유 플랫폼과 지역 생태 ​​모니터링 프로그램(REMP)을 통해 표준화된 지표, 최소 모니터링 빈도, 적응형 관리 계획 수립을 장려할 것을 제안합니다.

5. 새롭게 등장하는 모니터링 기술은 풍력 발전과 생물 다양성 간의 상호 작용을 관찰하는 정확도를 높여주므로, 전 생애주기에 걸쳐 통합되어야 합니다.

선박이나 항공기를 이용한 조사와 같은 기존의 모니터링 방법은 비용이 많이 들고 기상 조건의 영향을 받기 쉽습니다. 그러나 eDNA, 음향 환경 모니터링, 수중 비디오 촬영(ROV/UAV), 인공지능(AI) 인식과 같은 새로운 기술들이 수동 관찰을 빠르게 대체하며 조류, 어류, 저서생물, 외래종 등의 빈번한 추적을 가능하게 하고 있습니다. 예를 들어, 디지털 트윈 시스템은 극한 기상 조건에서 풍력 발전 시스템과 생태계 간의 상호작용을 시뮬레이션하는 데 활용될 수 있지만, 현재 적용은 아직 탐색 단계에 머물러 있습니다. 이러한 기술들은 건설, 운영, 해체 등 다양한 단계에 적용 가능합니다. 장기 모니터링 설계(예: BACI 프레임워크)와 결합될 경우, 여러 규모에 걸쳐 생물다양성 변화의 비교 가능성과 추적성을 크게 향상시킬 것으로 기대됩니다.

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전 세계적으로 해상 풍력 에너지가 지속적으로 확대됨에 따라,프랭크스타프랭크스타는 풍부한 경험을 바탕으로 해상 풍력 발전소 및 해양 포유류에 대한 환경 모니터링을 지원합니다. 첨단 기술과 현장 검증된 방식을 결합하여 해양 재생 에너지의 지속 가능한 개발과 해양 생물 다양성 보호에 기여하고자 합니다.