▲경북 청정양수발전소의 하부 댐 전경. 사진=한국수력원자력
김성환 환경부 장관이 양수발전의 저장된 물을 보다 효율적으로 활용하면 기후대응댐을 새로 짓지 않아도 된다는 발언을 하자 에너지 전문가들이 큰일 날 소리라고 지적했다. 양수발전은 대형 에너지저장장치(ESS)로, 안에 담긴 물은 위치에너지이기 때문에 이를 다른 용도로 활용하면 자칫 전력수급에 차질이 발생할 수 있기 때문이다.
김 장관은 지난 9일 서울 서초 한강홍수통제소에서 가진 기자간담회에서 기후대응댐 예정지 14곳 중 주민 반발 등으로 포기한 3곳과 지방정부에서 추진하는 1곳을 제외하고 10곳을 둘러봤다고 설명했다.
앞서 윤석열 정부에서는 홍수와 가뭄을 예방하기 위해서는 대형 물그릇이 필요하다며 기후대응댐 14곳 건설을 발표했다. 전체 저장규모는 3억톤이고, 이를 위해 4조7000억원 예산을 편성했다. 김 장관은 “참고로 소양호 하나가 29억톤"이라고 비교하며 그만큼 기후대응댐 규모가 크지 않다고 주장했다.
김 장관은 “중앙부처 간의 협업이 중요하다는 생각을 했다. 200만톤 규모의 댐을 짓는데 그 밑에 900만톤 규모의 양수발전댐이 있다. 양수발전댐 900만톤 규모를 조금만 더 효율적으로 쓰면 200만톤짜리 댐을 안 만들어도 되는데 굳이 필요 없는 댐을 추가로 만들겠다고도 한다"며 “호남은 광주시가 쓰는 동댐이 있고 밑에 주암댐 있는데 그 사이에 억지로 또 만든다고 하는 등 문제가 있다"고 지적했다.
그는 신규 댐 건설과 관련해서는 10개 후보 중 절반 정도는 추진을 접는 방향을 검토하겠다고 덧붙였다.
양수발전은 물을 가두는 형식이라 얼핏보면 일반 댐과 별반 다를 게 없어 보인다. 하지만 양수발전은 그 용도가 댐과 전혀 다르다.
양수발전은 대형 전력 저장장치이다. 전력이 남을 때는 하부의 물을 끌어 올림으로써 전력을 소비하고, 전력이 부족할 때는 저장한 물을 밑으로 쏟으면서 발전기를 가동해 전력을 생산한다. 최근처럼 간헐성이 높은 재생에너지 발전량이 많을 때는 양수발전의 가동률이 더 높아진다.
▲양수발전소 운영 현황(단위: MW, 백만톤) 자료-= 한국수력원자력 양수발전 일반현황
김 장관이 언급한 200만톤 규모 댐은 경북 예천군에서 추진 중인 용두천댐이다. 예천군에는 설비용량 800메가와트(MW) 규모의 예천양수발전소가 있다.
김 장관은 한국수력원자력(양수발전)과 한국수자원공사(다목적댐)가 시설을 분리 운영하면서 비효율이 발생한다며, 가뭄 등 기후위기 대응 차원에서 양수발전을 더 효율적으로 활용할 수 있다고 본 셈이다.
그러나 전문가들은 양수발전은 전력계통 안정을 위한 '5분 대기조' 성격의 대규모 에너지저장장치이기 때문에 저장된 물을 과도하게 방류해버리면 필요 시점에 출력 투입이 지연·불능해져 계통 안정성(주파수·전압 유지)에 치명적 위험이 생길 수 있다고 지적한다.
전력당국은 최악의 시나리오인 대정전을 상정해 예비력과 빠른 기동력을 보수적으로 관리하는데, 이를 효율 제고 관점만으로 다룰 수 없다는 지적이다. 따라서 가뭄 시 용수 공급 기능을 강화하려면 기존 설비의 저장수 운용을 억지로 전환하기보다, 신규 양수발전 확충 논리로 접근해야 한다는 주장이다.
한 에너지 전문가는 “양수발전의 본래 목적은 대기전력이다. 가뭄 때문에 물을 비워버리면 전력계통의 주파주 및 전압 조정을 위한 '5분 대기조' 역할을 어떻게 하겠는가"라며 “하루에도 양수발전은 일곱 번씩 펌핑을 하고 있다. 양수발전이 제 역할을 못하면 전력계통이 붕괴될 수 있다"고 지적했다.
실제로 올해 여름철 중 최고전력수요를 기록한 지난달 25일 전력거래소의 전력수급현황을 보면 해가 진 19시 40분 태양광 발전의 순간 출력이 '0'으로 떨어졌을 때 양수발전은 총 2284MW를 기록했다. 반대로 태양광 발전이 순간 2만1240MW까지 치솟던 13시에는 양수발전이 2171MW 규모의 전력을 소비하면서 상부로 물을 끌어올렸다. 원전 1기 설비가 대략 1000MW임을 감안하면, 양수발전이 원전 2기에 준하는 역할을 한 셈이다. 재생에너지 발전 비중이 커질수록 양수발전의 보완 기능은 더 중요해진다.
올해 4월 28일 스페인에서 발생한 대정전도 1만5000MW 규모의 출력이 수초 만에 끊기면서 발생했다고 전해진다.
지난 3월 전국 각지에 발생한 대형 산불 당시 청송양수발전의 물을 헬기가 진화에 사용한 사례가 있었다. 다만. 화재 진압용은 일시적·소량 사용이 가능하지만 생활·공업 용수로의 상시 전용은 저장수·예비력 관리 측면에서 차원이 다른 문제일 수 있다.
김희집 에너지미래포럼 사무총장(서울대 교수)은 “양수발전이 재생에너지 간헐성을 해결하기는 데 큰 역할을 하고 있다. 양수발전 물을 화재 진압 같은 데는 쓸 수 있지만 그 외 다른 데로 써야 한다면 바로 채워 넣어야 한다"며 “양수발전의 역할은 대단히 크고 앞으로도 중요해진다. 양수발전이 가뭄대책으로 쓰인다면 양수발전을 더욱 늘려야 한다"고 밝혔다.
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