【에너지타임즈】문재인 정부가 새로운 에너지정책으로 2030년 발전량 기준 신재생에너지 비중을 20%로 방향을 정한 가운데 이 정책을 뒷받침할 수 있는 대안으로 양수발전이 거론되고 있다.

과거 양수발전은 원전 등 대형발전전원 불시정지에 대비한 발전전원이란 인식이 강했으나 최근 우수한 기동성 탓에 주파수를 조정하는 발전전원으로서 큰 역할을 하고 있다. 그런 탓에 환경적인 영향을 많이 받고 있는 신재생에너지 보급 확대에 따른 출력변동에 대응할 수 있는 발전전원으로 양수발전이 부각될 것으로 점쳐지고 있다.

양수발전은 전력수요가 낮은 시간대에 생산된 전력으로 하부저수지의 물을 상부저수지로 끌려 올린 뒤 급작스러운 전력수요 변동이나 전력수요가 높은 시간대에 낙하시켜 전력을 생산하는 발전전원이다. 기동시간이 5분 이내인데다 1분 내 최대출력에 도달할 수 있는 기동력을 보유하고 있음은 양수발전의 가장 큰 장점 중 하나다. 원전이 최초기동에서 최대출력까지 1주일가량 걸리는 등 양수발전 기동력은 다른 발전전원에 견주기조차 힘들 정도다.

최근 들어 양수발전은 대규모 토목공사를 동반하는 등 불편함에도 불구하고 신재생에너지 보급 확대에 따른 출력변동이 늘어날 것으로 점쳐지면서 새롭게 조명을 받고 있다.

신재생에너지 보급 확대에 따른 출력변동성에 대응할 수 있는 대안으로 현재 가스발전, 에너지저장장치, 전기자동차 등이 손꼽히고 있다. 다만 에너지저장장치와 전기자동차의 경우 보급이 불확실한데다 소규모인 탓에 예측과 컨트롤의 한계가 있다는 단점을 안고 있다. 게다가 에너지저장장치와 전기자동차의 핵심부품인 배터리 소재 품귀현상으로 보급이 얼마나 원활하게 이뤄질지도 의문이다.

이 같은 이유로 양수발전은 출력변동에 대응할 수 있는 에너지저장장치와 전기자동차의 장점을 고스란히 갖고 있는데다 소규모 등의 단점을 보완할 수 있는 것으로 평가되고 받고 있다.

정부도 양수발전에 대한 필요성을 인지하는 것으로 풀이되고 있다.

최근 산업통상자원부가 자료를 통해 신재생에너지 변동성에 대응하기 위해 출력조정이 가능한 유연성 발전설비인 양수발전 등을 확보해 나간다면 신재생에너지 공급 불확실성에 대처가 가능하다면서 구체적인 방안에 대해 제8차 전력수급기본계획 워킹그룹에서 세부검토 중이라고 언급했기 때문이다.

김진우 전력정책심의위원장(前 에너지경제연구원 원장)도 “(신재생에너지 변동성 대비) 양수발전과 같은 것들이 거론되고 있지만 이런 백업설비들에 대해선 아직 논의 중”이라고 언급한 바 있다.

특히 신재생에너지 보급 확대를 강화하고 있는 선진국에서는 우리나라와 달리 양수발전에 신경을 쓰는 분위기다.

현재 우리나라에서 운영되는 양수발전은 ▲청평양수 ▲삼량진양수 ▲무주양수 ▲산청양수 ▲양양양수 ▲청송양수 ▲예천양수 등 7개다. 이들 양수발전의 발전설비용량은 전체 발전설비용량 중 5%에 해당하는 470만kW.

2011년 예천양수가 준공된 이후 더 이상 건설공사가 없는 탓에 제7차 전력수급기본계획에 의거 2029년 양수발전 발전설비용량은 그대로 유지됨에 따라 양수발전 비중은 5%에서 2.9%로 떨어질 것으로 점쳐지고 있다.

우리나라 양수발전 비중은 줄어드는 반면 신재생에너지 도입을 확대하고 있는 선진국 양수발전 비중은 점차 늘어날 것으로 알려지고 있다.

2014년 기준 우리나라 양수발전 비중은 5%에서 2029년 2.9%로 줄어드는 반면 ▲독일(3→4%) ▲미국(2→3%) ▲스페인(6→7%) ▲중국(2→5%) 등 선진국의 양수발전 비중은 각각 늘어날 것으로 조사됐다. 또 양수발전 비중이 높은 일본의 경우 8%에서 7%로 소폭 줄어들지만 건설이 안 되는 것은 아닌 셈이다.

이들 선진국이 양수발전 필요성에 집중하는 배경은 환경적인 영향으로 신재생에너지 출력변동에 대응할 수 있기 때문인 것으로 분석되고 있다. 현재까지 대용량이면서 주파수 조정이 가능한 발전전원은 양수발전이 유일하다.

실제로 양수발전은 평상시 출근시간대 등 전력수요가 급작스럽게 변할 때 전력품질을 좌우하는 주파수 조정 역할을 해왔다.

2011년 9월 15일 대규모 순환정전사태 당시 양수발전은 오전 추석이후 산업계 조업 돌입과 이상기온에 따른 냉방수요 급증에 출력을 조정함으로써 순환정전이 발생하지 않았으나 오후로 접어들어서도 양수발전 가동이 멈춰 순환정전으로 이어졌다.

이뿐만 아니라 양수발전은 2016년 9월 경주지진 당시 월성원전 가동중단에도 안정적으로 전력을 공급할 수 있는 밑거름이 되는 등 발전설비 불시정지에 적극적으로 대응함으로써 주파수를 조정하는 한편 광역정전으로 이어지는 상황에 대처해 왔다.

그 동안 양수발전은 원전과 석탄발전 등 전력공급에 대한 예측이 가능한 상황에서 그 역할이 크게 부각된 것은 아니지만 신재생에너지 보급이 확대될 경우 출력변동으로 그 역할은 더욱 커질 것으로 점쳐지고 있다.

신재생에너지업계 한 관계자는 “에너지저장장치와 전기자동차 등이 양수발전의 역할을 할 수 있겠지만 아직까지 보급이 불확실한데다 설비용량이 작아 한계가 있는 것이 사실”이라고 언급한 뒤 “최근 제주도에 풍력발전기가 야간시간에 가동을 멈추는 경우가 많은데 제주도의 경우 이미 개발돼 버려진 부지에 소규모 양수발전을 건설했다면 풍력발전에서 생산된 전력을 버리지 않고 모두 사용할 수 있어 풍력발전 효율을 높일 수 있을 것”이라고 설명했다.

이어 그는 “육지에서도 대규모로 전력을 저장할 수 있는 양수발전이 있다면 신재생에너지 보급을 확대하는데 크게 도움이 될 것”으로 내다보기도 했다.

다만 양수발전이 문재인 정부의 새로운 에너지정책에 필요한 발전전원이지만 공개적으로 논의되지 못하는 것은 대규모 토목공사를 동반하는데다 생태계 파괴 등에 따른 시민단체 등의 반발이 우려되기 때문인 것으로 알려지고 있다. 게다가 현재 제도 하에서 사업자가 경제성을 확보하기 어렵다는 점도 걸림돌로 읽히고 있다.

김진우 전력정책심의위원장은 최근 본지와의 통화에서 “양수발전은 신재생에너지 보급을 확대하는데 도움이 되는 것은 사실이지만 양수발전소 건설에 따른 환경파괴 등이 아킬레스건인데다 사업자가 경제성을 확보할 수 없다는 측면에서도 논의에서 멀어지고 있는 이유”라고 설명했다.

이 같은 걸림돌이 있음에도 불구하고 양수발전 논의가 서둘러 진행돼야 한다는 목소리가 커지고 있다. 양수발전을 건설하는데 10년이란 긴 시간이 걸리기 때문이다.

예전과 달리 양수발전 건설이 어려운 것만은 아니라는 의견이 조심스럽게 나오고 있다. 양수발전을 받아들이는 지방자치단체와 지역주민들의 인식전환이 이뤄졌다는 것이 이유다.

실제로 우리나라에서 가동되는 양수발전은 과거 사업자 희망을 주도로 진행됨에 따라 지역주민의 반발이 있었던 것도 사실이지만 최근에 준공된 청송양수와 예천양수는 지방자치단체에서 유치를 희망함에 따라 추진됐다.

청송양수는 국내 최초로 지방자치단체·지역주민의 유치를 희망함에 따라 지어졌다. 또 예천양수도 예천군민 1만6000명에 유치를 서명함에 따라 이뤄졌다.

이들 지방자치단체가 양수발전 유치를 선호하는 이유로 대부분 관련 설비가 지하에 위치함에 따라 외부노출로 인한 환경피해가 적은 한편 상부저수지와 지하 동굴 등을 관광 상품화로 활용이 가능해 지역경제 활성화 기여, 주변지역지원사업 혜택, 가뭄 시 용수공급, 산불진화 용수활동 등 손꼽히고 있다.

실제로 청평양수 호명호수는 가평 8경 중 2경의 관광명소로 활용되고 있으며, 연간 25만 명에 달하는 관광객이 방문하고 있다. 또 무주양수 와인동굴은 양수건설 작업터널을 활용해 지역특산물 판매 증대와 농가소득, 고용창출 등에 기여하고 있다.