재생에너지 변동성 보완 양수발전 뜬다…발전량 늘고 설비확충 서둘러

에너지경제신문 입력 2021.09.22 16:04
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▲강원도 양양군에 위치한 양양 양수발전소의 모습.

[에너지경제신문 이원희 기자] 정부의 2050 탄소중립 추진으로 재생에너지가 대폭 확대되게 되면서 양수발전이 주목받고 있다. 양수발전은 발전량이 일정하지 않고 변동성이 큰 재생에너지의 문제점을 보완할 수 있는 에너지저장장치(ESS)로서의 역할을 기대할 수 있어서다. 정부가 양수발전을 포함한 ESS를 계속 확대하겠다고 밝힌 만큼 양수발전의 발전량이 더욱 늘어날 것으로 전망된다.

□ 건설 예정인 양수발전소 개요.

비교영동 양수발전소홍천 양수발전소포천 양수발전소
설비용량(MW)500600700
착공 예정일2024.092026.012027.06
준공 예정일2030.122032.122034.12
총 사업비(원)1조800억1조4500억1조4300억
자료: 한국수력원자력

◇ 양수발전소 에너지 생산과 저장 역할…재생에너지 변동성 보완

22일 양수발전소를 운영하는 한국수력원자력에 따르면 현재 국내 양수발전소는 경기도 가평군 청평면과 경남 밀양시 삼랑진읍, 강원도 양양군 등 모두 7곳에 16기가 있다. 전체 설비용량은 4700MW로 전체 에너지 전원구성(13만MW) 가운데 약 4%를 차지하고 있다.

양수발전소는 에너지를 생산할 뿐 아니라 저장하는 역할을 할 수 있다. 수차를 시계방향으로 돌리면 발전을 하고 시계 반대 방향으로 돌리면 양수(揚水)를 하는데, 양수 작업은 전기가 남는 시간대에 전기를 이용해 물을 상부댐으로 올려놓는 것을 뜻한다. 이렇게 상부댐으로 저장해 놓은 물은 전기가 필요할 때 하부댐으로 떨어뜨리며 전기를 생산한다.

바람과 햇빛에 따라 발전량의 변동이 커 일정한 전력 공급을 하는 데 어려움이 있는 재생에너지의 출력 변동성을 보완해주는 역할로 양수발전이 제시되는 이유다. 전력을 생산지에서 소비지로 전달하는 전력계통망은 일정 전압을 유지하기 위해 일정 수준의 전력량이 계속 흘러야 한다. 전력계통망에 전력량이 급격히 늘거나 줄어들면 설비에 고장이 나거나 정전이 발생할 수 있다. 전력량이 부족하면 양수발전소를 발전하고, 전력량이 넘치면 양수발전소를 양수해 전력계통망에 전력량을 일정 수준으로 유지하도록 할 수 있는 것이다.

실제로 지난 2011년 9월 15일 전력수요 급증으로 순환정전 사태가 발생했을 때 양수발전소가 즉각 전기를 생산하는 역할을 했었다. 전력업계에 따르면 원자력 발전의 경우 전기 생산까지 약 24시간, 석탄화력 4시간, 복합화력 2시간 정도 걸리지만 양수발전은 약 3분 만에 전기 생산이 가능해 갑자기 전력이 부족한 위기상황에서 비상전력으로서 역할을 할 수 있다고 평가받는다.

다만, 양수발전소는 주로 비상시에 활용되다 보니 평소에 발전소 이용률은 10% 내외로 태양광 발전소 이용률이 15% 정도임을 고려할 때 낮은 편이다. 이용률이 낮아 유지비용과 대규모로 지어지다 보니 건설 비용이 많이 들어 현재 발전공기업인 한수원만 양수발전소를 운영하고 있는 상황이다. 하지만 앞으로 에너지원에서 재생에너지가 차지하는 비중이 늘어날 수록 양수발전의 발전량이 많아져 이용률은 더 높아질 수 있다.

◇ 한수원 신규 양수발전소 설비확충 박차…지역 주민 수용성 확보도

한수원은 앞으로 제9차 전력수급기본계획에 따라 충북 영동군와 강원도 홍천군, 경기도 포천시 3곳 지역에 2034년까지 총 1800MW 규모의 신규 양수발전소를 건설할 예정으로 현재 설계 및 인·허가를 준비하고 있다.

영동양수발전소는 총 시설용량 500MW 규모로 2024년 9월에 착공해, 2030년 12월 준공을 목표로 사업을 진행하고 있다. 사업비는 약 1조800억원으로 건설 및 운영기간 60년 동안 주변지역 지원금은 약 451억원에 달한다.

홍천양수발전소는 총 시설용량 600MW 규모로 2026년 1월 착공, 2032년 12월 준공을 목표로 사업을 진행하고 있다. 사업비는 약 1조4500억원으로 건설 및 운영기간 60년 동안 주변지역 지원금은 약 545억원에 달한다.

포천양수발전소는 총 시설용량 700MW 규모로 2027년 6월 착공, 2034년 12월 준공을 목표로 사업을 진행하고 있다. 사업비는 약 1조4300억원으로 건설 및 운영기간 60년 동안 주변지역 지원금은 약 610억원에 달한다.

양수발전소와 같이 대규모 발전소의 경우 주민 민원 등에 부딪칠 수 있어 주민 수용성을 확보 하고자 한다. 한수원은 발전소 건설시 총 사업비의 1.5%를 특별지원사업으로 지역에 지원하고 있다. 또한, 세 양수발전소를 건설하면서 총 2만3460명의 고용창출효과와 4조5800억원의 생산유발효과가 생길 것으로 보고 있다.

한수원은 발전소 부지가 확정됨에 따라 지난 2019년 11월 영동과 홍천, 포천에 각각 지역사무소를 설치하고 주민 체감형 소통 활동을 진행하고 있다. 올해는 신종코로나바이러스 감염증(코로나19) 장기화에 따른 지역 경기침체 국면 속 공기업으로서 사회적가치 실현과 지역커뮤니케이션 강화를 위한 지역수용성 활동을 시행하고 있다. 이 밖에도 가뭄 시 용수공급과 산불진화 용수활용 등으로 양수발전소를 활용하려고 한다.

신규 양수발전소에는 국내 최초로 차세대 수차발전기를 설치할 예정이다.

한수원 관계자는 "기존에는 발전할 때만 출력을 조절할 수 있는 가역식 양수를 사용했던 것을, 신규양수에는 성능이 향상된 가변속 양수를 도입해 발전은 물론 양수 과정에서도 출력을 조절할 수 있으면서도 대응 속도는 훨씬 빠른 시스템을 갖출 계획"이라고 밝혔다.
wonhee4544@ekn.kr

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