2024.12.06
기후변화와 에너지 전환은 더 이상 미래의 과제가 아닙니다. 안정적이고 친환경적인 에너지 저장이 절실해지는 시대에, 양수발전은 중요한 대안으로 주목받고 있는데요.
이번 포스팅에서는 양수발전의 뜻과 필요성, 장단점, 그리고 국내외 현황을 살펴보려고 합니다.
양수발전은 물의 위치에너지를 활용해 전력을 생산하고 저장하는 발전 방식입니다. 전력 소비가 적은 심야 시간대에 하부댐의 물을 상부댐으로 끌어올린 뒤, 전력 수요가 높은 시간대에 상부댐의 물을 하부댐으로 흘려보내면서 전력을 생산하는데요.
물을 끌어 올릴 때는 평소에 남는 전력을 사용하고, 필요시 물을 흘려보내 터빈을 돌려 전력을 생산하는 구조입니다. 단순하지만 효율적인 이러한 방식은 에너지를 필요로 할 때 공급할 수 있는 에너지 저장 시스템으로 작용하고 있습니다.
양수발전의 장점은 아래와 같습니다.
태양광, 풍력 등의 재생에너지는 날씨에 따라 생산량이 크게 변동되기 때문에 전력 공급이 상대적으로 불안정할 수 있는데요. 그러나, 양수발전은 잉여 전력을 저장하고 필요시 공급하기 때문에, 기존 재생에너지의 간헐성을 보완해줍니다.특히, 전력 수요가 많은 시간에 안정적으로 전력 공급이 가능하다는 장점이 있습니다.
저장한 에너지를 사용하기 때문에, 전력 수요가 급증하거나 발전소가 고장나는 등 돌발 상황에 즉각적으로 대응이 가능합니다. 특히, 발전 설비의 기동 속도가 빨라 대규모 정전 발생 시 초기 전력을 공급해 전력망 복구에도 크게 기여할 수 있습니다.
잉여 전력을 저장해 이를 활용함으로써 전력 손실을 줄이기 때문에, 경제적인 효율성이 증가합니다.
그러나, 단점도 분명히 존재합니다.
양수발전소 건설에는 대규모 설비 건설과 댐 설치가 필수적이기 때문에 초기에 막대한 비용이 소요되는데요. 특히, 1GW 규모의 양수발전소 건설에는 수천억 원 이상의 자금이 필요합니다.
양수발전에는 적합한 지형이 필요하기에, 건설할 수 있는 부지가 제한적입니다. 또한, 댐 건설로 인해 지역 생태계와 인근 환경에 부정적인 영향을 미칠 가능성도 있기 때문에 초기 부지를 선정하는 것이 어렵습니다.
수질 오염, 생태계 교란, 소음 공해 등의 부작용이 발생할 수 있습니다. 특히, 여름철에는 부영양와로 인해 녹조가 발생할 가능성도 있어 추가적인 관리와 대비가 필요합니다.
전 세계적으로 양수발전은 ESS(에너지 저장 시스템)의 약 66.5%를 차지하며 가장 널리 사용되는 에너지 저장 기술입니다. 가령 유럽과 미국에서는 대규모 양수발전소를 통해 전력망 안정화를 추진하고 있으며, 중국 또한 빠른 설비 확대로 시장 점유율을 높이고 있는 상황입니다.
우리나라에는 청평, 무주, 산청, 양양 등 7개 양수발전소가 운영되고 있으며, 총 16기의 설비가 가동 중에 있는데요. 정부는 2031년까지 2GW 규모의 신규 양수발전소 건설을 계획하고 있으며, 그 일환으로 약 13년 만에 충북 영동군에서 500MW 규모의 양수발전소가 건설될 예정입니다. 충북 영동 프로젝트의 공사 수주 업체로는 DL이앤씨가 선정되었는데요. 상-하부 댐과 지하 발전소, 수로터널 등 토목 및 건축공사를 DL이앤씨가 총괄할 예정입니다.
앞으로, 국내에서 발주될 양수발전 설비 용량은 총 5.7GW에 이를 것으로 전망되고 있습니다. 이러한 전망은 결국 수 조원 규모의 설비 발주로 이어질 것이기에, 국내 기업들의 향후 행보를 꾸준히 지켜볼 필요가 있다고 판단됩니다.
양수발전은 기후변화 시대에 안정적이고 지속 가능한 에너지 공급을 가능하게 하기에, 이후 더 핵심 기술로 자리매김할 것이라고 생각합니다. 특히 2050년 탄소중립 목표를 달성하려면, 전력망의 유연성과 안정성을 높이는 양수발전이 더욱 중요해질 것입니다. 우리나라가 지리적 제한이라는 과제를 안고 있지만 이를 극복하기 위한 기술 국산화와 정부의 의지가 더해진다면, 양수발전은 더욱 효율적인 미래 솔루션으로 자리 잡을 것으로 기대됩니다.
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