수력발전…기후변화 지구촌 과제로 값어치 급상승
수력발전…기후변화 지구촌 과제로 값어치 급상승
  • 김진철 기자
  • kjc@energytimes.kr
  • 승인 2015.09.07 08:45
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한수원, 국산화 거쳐 급팽창하는 세계시장 진출에 정조준
앞으로 10년 노후된 수력발전 12기 현대화사업시장 열려
네팔 수력발전 수주에 이어 키르기즈공화국 진출 길 열어
【에너지타임즈】우리나라 전력산업 역사에서 수력발전은 절대 빼놓을 수 없는 발전전원 중 하나다.

왜냐하면 지난 1929년 한반도의 총 발전설비용량은 171만2000kW로 이중 부전강수력발전소 등 수력발전 비중이 95% 이상을 차지했기 때문이다.

일본이 패전했던 지난 1945년 한반도의 발전설비용량은 172만2700kW. 해방이후인 지난 1948년 5.10 총선으로 한반도는 남북으로 갈라졌다. 남한에서만 치러진 총선 4일 후 북한은 남한에 단전조치를 감행했다. 당시 남한의 총 발전설비용량은 5만8000kW에 불과했다.

그리고 1950년 6월 한국전쟁이 반발했다. 1950년 5월 7만3557kW이던 전력공급능력은 3개월 만에 1만1333kW로 추락했다. 전쟁으로 전력공급능력을 바닥을 치기 시작했다

한국전쟁 당시 화천수력을 두고 남북 간 치열한 접전이 벌어졌는데 이유는 의외로 간단했다. 화천수력이 남한의 전력생산량 중 30%를 차지했기 때문이었는데 휴전선이 그어진 후 이 발전소는 당시 보성강수력발전소와 함께 유일한 남한의 수력발전소였다. 물론 당인리발전소(現 서울복합화력)와 영월발전소(現 영월천연가스발전소) 등이 있긴 했으나 당시의 상황을 감안하면 발전연료가 제대로 공급됐을지는 의문이다. 사실상 무용지물이었을 가능성이 높다.

그리고 한국전쟁 후 수력발전은 중유발전, 석탄발전, 원전 등에 밀려 그 중요성이 희석되기 시작했고, 가치가 하락됐다. 그러나 최근 지구촌 과제인 기후변화대응 등이 대두되면서 친환경에너지지인 수력발전의 값어치가 급상승하고 있다.

우리나라 수력발전설비 중 82%를 보유하고 있는 한수원은 수력발전설비 국산화를 추진하는 등 통일시대와 급증하는 동아시아 수력발전시장 진출을 위한 행보에 드라이브를 걸고 있다. 원전수출에 버금가는 수출산업으로 키워보자는 의미다.



한반도 최초 수력발전소는 평안북도에 위치한 운산수력. 이 발전소는 지난 1905년 발전설비용량 500kW로 지어졌다. 그렇다면 대한민국 첫 수력발전소는 어디일까. 지난 1931년 발전설비용량 5120kW로 지어진 섬진강수력이다.

석탄발전의 발전연료는 석탄, 원전의 발전연료는 우라늄, 이런 측면에서 수력발전의 발전연료는 물, 바로 수자원이다.

우리나라 연간 총 수자원은 1240억㎥. 이중 58%가 하천으로 유출되고, 나머지는 유실된다. 수력발전 가동에 필요한 수자원을 담아두는 댐은 이중 14%인 177억㎥. 단순계산으로 우리나라도 나머지 86%를 수력발전 발전연료로 사용할 수 있는 셈이다.

한수원에서 운영하는 대표적인 수력발전은 임남댐을 시작으로 서울로 이어지는데, 임남댐(저수량 26억2000만 톤)→평화의댐(26억3000만 톤)→화천댐(10억2000만 톤)→춘천댐(1억5000만 톤)→의암댐(8000만 톤)→청평댐(1억9000만 톤)→팔당댐(2억4000만 톤) 등에 수력발전소가 위치하고 있다. 수력발전에 이용되는 수자원은 연간 97억 톤가량이다.

우리나라 발전전원 중 수력발전이 차지하는 비중은 얼마나 될까. 지난 8월 기준 우리나라 총 발전설비용량은 9568만1000kW. 이중 수력발전 설비용량이 646만8000kW로 6.67%를 점유하고 있다. 이중 한수원이 82%인 529만5000kW의 수력발전설비를 보유하고 있다.

수력발전은 ‘댐-취수설비-수차설비-발전설비’를 거쳐 전력이 생산되는데 쉽게 설명하면 댐에 저장된 용수가 취수설비를 거쳐 위치에너지를 운동에너지로 변환하는 수차설비, 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 발전설비 등의 과정을 거치면서 전력이 생산된다.

수력발전은 전력계통에서 전력의 품질을 확보하는 주파수조정과 광역정전 발생 시 기동전원, 홍수조절, 용수공급 등 발전 이외에도 다양한 역할을 하고 있다.

특히 수력발전의 별칭은 3분 대기조다. 이유를 살펴보니 원전이 전력을 생산하기까지 3일, 석탄발전은 하루, 가스발전은 2시간인 반면 수력발전은 3분이면 가능하기 때문이다. 대형전원이 갑작스럽게 정지되더라고 수력발전은 바로 기동이 가능해 주파수를 맞출 수 있다는 뜻이다. 전력품질과 직결되는 주파수 조절의 핵심역할을 하고 있음을 의미한다.

기후변화대응 등으로 수력발전이 다시 각광받고 있는 가운데 노후화된 이들 수력발전의 현대화사업도 본격화되고 있다.

한수원은 오는 2025년까지 총 12기 114만1000kW의 성능개선과 현대화사업을 추진할 방침이다. 이에 앞서 지난 2009년 춘천수력(발전설비용량 6만2000kW) 현대화사업, 2012년 청평수력 증설(6만kW)과 괴산수력 현대화사업(4만3000kW), 2013년 의암수력 현대화사업(4만8000kW), 2014년 청평수력 1·2호기 현대화사업(4만kW)을 각각 완료한 바 있다.

배봉원 한수원 한강수력본부 실장은 노후 된 수력발전 현대화사업에 대해 “운전수명이 한계에 도달한 노후 수력발전의 수차·발전기 등 주요기기를 교체해 계속 운전을 가능하게 하는 사업”이라고 설명했다.

이어 배 실장은 “앞으로 40년간 수력발전 계속운전을 통해 친환경 전력을 생산할 수 있고 친환경방식으로 수력발전설비를 개선함으로써 수도권 수질환경을 보호할 수 있다”고 현대화사업의 필요성을 어필했다.

특히 한수원은 수력발전의 운영노하우를 쌓기 위해 지난 2001년 수력발전 직영정비계획을 수립한데 이어 정비팀을 신설했다. 이듬해 의암·강릉수력에서 직영정비를 시행했고, 2003년 모든 사업소로 확대 시행했다.


또 한수원은 지난 2007년 괴산수력 3호기, 2008년 섬진강수력 3호기, 2009년 화천수력 3호기, 2011년 섬진강수력 1호기, 2012년 춘천화력 1호기와 화천수력 1호기, 2013년 화천수력 3호기와 팔당수력 4호기, 2014년 보성강수력 2호기와 섬진강수력 1호기에 대한 A급 계획예방정비를 성공적으로 수행한 바 있다. A급 계획예방정비는 수차·발전기를 완전 분해한 후 정비하는 것을 의미한다.

한수원이 자체 정비수행 등 수력발전에 심혈을 기울이고 있는 이유는 뭘까. 지구촌 공동과제로 떠오른 기후변화대응 탓인데 친환경발전소로 평가받으면서 값어치가 한층 상승했다. 이에 한수원은 노후화 된 수력발전 현대화사업과 급팽창하는 해외수력발전시장 진출을 위해 수력발전설비 국산화에 착수했다. 현재 운영되는 대부분의 수력발전설비는 일본 기업 등에 의존하고 있다.

한수원은 대양수력(수차)·효성(발전기)·전력연구원(제어시스템) 등과 지난 2012년 6월부터 오는 2016년 5월까지 총 266억 원을 투입해 ‘10MW급 이상 프란시스 개발·실증’과제를 국책과제로 추진하고 있다. 현재 15MW급 프란시스 수차·발전기·제어시스템 등 대형 수력발전 주기기 설계를 완료한데 이어 예비검증을 마친 바 있다.

이번에 개발된 15MW급 프란시스 수차·발전기가 국산화제품으로 생산되면, 이 제품은 내년 5월까지 섬진강수력 2호기에 설치돼 실증시험을 거치게 된다.

배 실장은 “수력발전 국산화는 당장 우리나라의 노후화 된 수력발전을 교체하는 것도 있지만 장기적으로 해외수력발전사업이나 통일 후 북한의 수력발전 현대화사업 등을 감안한 것”이라고 설명했다. 또 “이 같은 맥락에서 한수원은 자체적으로 정비를 자체 수행하는 등 기술력을 축적하고 있다”고 덧붙였다.

현재 한수원은 네팔에서 총 발전설비용량 1만4800kW의 수력발전사업을 추진하고 있다. 또 키르기즈공화국·파키스탄 등에 대한 프로젝트를 추진하고 있는 가운데 키르기즈공화국 진출을 위한 기반을 마련하는데 성공했다.

한수원은 키르기즈공화국과 수력분야 인력·정보교류를 비롯해 우리나라 대외경제협력기금에 의한 방식이나 키르기즈공화국 주관 방식으로 진행되는 수력사업개발에 협력키로 하고 지난 2일 현지에서 수력분야 업무협력을 위한 양해각서를 체결했다.

키르기즈공화국은 지난 1991년 舊 소련연방에서 독립한 독립국가연합(CIS)의 일원으로 전체 수력발전 잠재력이 3700만kW에 달하지만 현재 300만kW 정도만 개발돼 앞으로 수력발전부문에서의 성장 가능성이 매우 높을 것으로 점쳐지고 있다. 게다가 현재 운영 중인 수력발전도 적절한 유지보수가 이뤄지지 않아 성능개선이 시급한 상황으로 알려지고 있다.

조석 한수원 사장은 “한수원은 지난 70여 년간 수력발전 건설·정비·운영 등의 경험을 축적해왔다”면서 “이를 바탕으로 키르기즈공화국 수력발전을 위해 최선의 노력을 기울일 것”이라고 말하는 등 가능성을 높이 평가하기도 했다.

한수원은 기후변화대응의 대표적인 원전과 함께 수력발전을 주력사업으로 추진하고 있으며, 국산화 과정을 거쳐 통일시대에 대비하고 해외수력발전시장으로의 진출에 드라이브를 걸고 있다. 

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