[양수발전 세미나] “양수발전, 경제성 가장 우수한 에너지저장장치(ESS)”

김희집 서울대 교수 ‘기후대응 양수발전의 글로벌 패러다임’ 주제 발표

“장주기로 경제성 압도적으로 우수한 양수발전 시급히 늘려야”

“해외선 양수발전 등 대규모 설비확충 추진, 우리도 과감한 추진 필요”

▲김희집 서울대 공학전문대학원 객원교수가 박덕흠·김형동·김소희·김용태 국민의힘 의원·에너지경제신문·한국수력산업협회 주최, 한국수력원자력 후원으로 26일 서울 여의도 국회의원회관에서 열린 양수발전 국회 세미나에 참석해 주제발표를 하고 있다. 사진= 송기우 기자

“경직성 전원인 원자력발전과 재생에너지 확대에 따라 경제성이 우수한 에너지저장장치(ESS)인 양수발전을 대대적으로 확대해야 합니다."

김희집 서울대학교 공학전문대학원 객원교수(에너아이디어 대표)는 26일 국회의원회관에서 열린 양수발전 세미나에서 '양수발전 친환경성과 안전성이 주민수용성을 높인다' 주제발표를 통해 이같이 강조했다.

김 교수는 “정부의 제11차 전력수급기본계획에 따르면 우리나라의 발전 믹스는 2038년까지 많은 변화를 예고하고 있다. 특히 원자력과 재생에너지 비중이 2030년에 70%를 넘어서는 것으로 예고했다"며 “원자력과 재생에너지의 확대는 세계적 추세이고 탄소중립을 위해 우리가 가야 하는 길이다. 하지만 두 전원 모두 전력수요의 증가와 감소에 유연하게 대처하기 어려운 경직성 전원이라는 점이 문제다. 이 문제를 해결하기 위해 많은 대책이 필요하다. 그 중에서도 가장 본질적이고 중요한 해결 방안은 에너지 저장장치의 확대"라고 말했다.

김 교수에 따르면 전 세계적으로 에너지저장장치는 재생에너지가 급격히 늘어난 국가를 중심으로 예외 없이 많이 보급되고 있다.

그는 “재생에너지와 더불어 원자력을 많이 늘려야 하는 우리나라는 당연히 에너지저장장치의 확대에 시급히 나서야 한다"며 “빠른 응동 속도를 필요로 하는 단주기 저장장치와 응동 속도는 조금 느리나 경제적으로 많은 전력을 수용하는 장주기 저장장치 모두 늘려야 한다"고 설명했다.

이어 “최근 여러 전문가가 새로운 형태의 에너지저장장치의 기술성과 경제성을 함께 연구하고 논의하고 있다. 현실적으로 단주기 저장장치로는 배터리, 장주기로는 경제성이 압도적으로 우수한 양수발전을 시급히 늘려야 한다"고 덧붙였다.

양수발전은 전 세계적으로 100년 이상 운영돼 오고 있어 기술 성숙도와 운영 신뢰성이 높고 전 세계 모든 전력계통 운영기관이 가장 선호하는 에너지저장 자원이다. 양수발전 방식은 높이 차이가 나는 두 개의 저수지를 활용해 남는 전기로 하부 저수지의 물을 상부 저수지로 퍼올린 후 전기가 부족할 때 상부 저수지의 물을 하부 저수지로 떨어뜨려 전기를 생산하는 것으로 세계적으로 역사가 가장 오래된 자연적인 저장장치다.

김 교수는 “양수발전은 이러한 원자력과 재생에너지 등의 잉여전력을 저장하는 역할 외에도 3분 이내에 신속한 전기 공급이 가능하고 8시간 이상 장시간 운전도 장점"이라며 “전력계통이 정전(블랙아웃)이 되는 비상시에도 자체적으로 전기를 생산해 다른 발전소에 필요한 전력을 공급하는 송전 발전역할도 한다. 한 번 건설되면 60년 이상 100년까지도 쓸고 있고 청평양수발전의 호명호수에서 보듯이 아름다운 자연과 조화를 이뤄 관광지로 개발이 가능하며 물이 부족한 지역에서는 물을 보존하는 역할도 수행한다"고 말했다.

국내 양수발전은 1980년부터 지금까지 반세기를 운영하고 있는 청평양수 등을 포함해 전국 7곳에서 4.7GW 용량의 설비가 운영되고 있다. 제11차 전기본에서도 신규로 3.5GW 이상의 용량 설비가 반영될 것으로 알려졌다.

김 교수는 “국내 에너지저장장치 확대 노력은 해외 선진국에 비하면 많이 부족하다"며 “해외에서는 이미 재생에너지 확대에 대응할 에너지저장장치의 관심이 높아 양수발전 등의 대규모 설비확충이 추진되고 있다"고 국내 보급 확대의 시급성을 역설했다.

한국수력산업협회에 따르면 미국은 양수발전 용량을 현재 23GW 규모에서 2050년까지 150GW까지 확대할 계획이다. 가장 많은 양수설비를 보유하고 있는 중국은 2030년까지 120GW로 확대하겠다는 목표를 세워놓고 있다. 이는 우리나라 총 발전 설비용량인 138GW와 맞먹는 규모다. 또한 양수확대를 위해 입지를 내륙에 국한하지 않고 해안가에서 바닷물을 이용한 해수양수도 운영 및 건설이 되고 있다. 대표적인 곳이 일본 오키나와에 1999년 준공된 Yanbaru 해수양수발전소다. 호주 컬타나 지역에서도 대용량 해수양수 건설 프로젝트가 추진 중이다.

김 교수는 “우리나라에도 해수양수가 내륙양수와 더불어 저렴하고 친환경적인 훌륭한 저장장치를 제공할 것으로 분석되고 있으며, 이미 좋은 후보지를 확보하고 있는 것으로 알려졌다. 문제는 속도"라며 “에너지 전환에 따른 높은 비용이 문제가 되는 상황에서 또한 에너지저장장치가 시급히 필요한 상황에서 양수발전은 시급히 그리고 보다 많이 건설돼야 한다. 이를 위해 신속한 의사결정과 과감한 추진력이 필요하다"고 덧붙였다.

전지성 기자 jjs@ekn.kr