[공학저널 김하늬 기자] 최근 양수발전은 기후위기 대응과 에너지 안보를 동시에 달성하기 위한 필수 자원으로 주목받고 있다.

세계 각국은 기후위기에 대응하기 위해 출력 변동성이 큰 재생에너지를 빠르게 확대하고 있지만, 이로 인해 전력망 안정성이라는 새로운 문제에 직면하고 있다. 이의 해결책으로 부상한 양수발전은 잉여전력을 저장했다가 필요할 때 즉시 발전할 수 있어 전력망의 안정성을 높이는 핵심 역할을 한다. 또한, 현대화 사업을 통해 발전소의 수명을 연장할 수 있어, 다른 에너지 저장 기술에 비해 경제성 면에서도 경쟁 우위를 갖추고 있다는 점에서 차별화되고 있다.

이러한 양수발전은 기후변화로 인한 전력 수요 급증, 발전기 탈락 등 예기치 못한 전력 부족 상황뿐만 아니라 홍수나 가뭄 같은 국가 재난 상황에도 적기에 대응할 수 있어, 국가 에너지 안보에 크게 기여할 것으로 기대를 모으고 있다. 그러나 국내 양수발전 산업은 오랜 기간 동안 정체 상태에 머물러 있었다. 2011년 이후로 신규 양수발전소 건설이 중단되면서 전문인력 부족과 핵심 및 보조설비 기술개발이 미흡해, 대부분 기술을 해외에 의존해 왔기 때문이다. 이로 인해 국내 수력산업 전반에 부정적인 영향을 미쳐왔다.

다행히 최근에는 제9차 전력수급기본계획에 영동, 홍천, 포천 지역에서 1.8GW 규모의 신규 양수발전소 건설 계획이 확정됐고, 제10차 계획에서는 합천과 구례 지역에 1.75GW 규모의 발전소 건설이 포함됐으며, 제11차 계획에는 영양, 금산, 봉화, 곡성 지역에서 추가적인 양수발전소 건설 계획이 반영되면서 산업이 다시 활기를 되찾을 것으로 보인다. 특히, 국내 양수발전 산업은 다양한 재생에너지와의 융합을 통해 더욱 성장할 것으로 전망되고 있다.

한국수력산업협회 최경순 상근부회장(사진)은 “국내 수력산업계는 현 상황을 위기를 기회로 전환할 수 있는 역량을 갖추고 있다”며 “단순히 새로운 발전소를 건설하는 데 그치지 않고, 전문인력 육성과 핵심기술 국산화에 성공함으로써 양수발전이 재생에너지와 함께 지속 가능한 에너지 전환의 핵심 자원으로 자리매김할 것”이라고 말했다.

최 상근부회장은 양수발전 산업의 활성화를 위해 정책적 측면에서 인허가 절차 개선과 양수발전 요금제도 개선이 필요하다고 강조했다.

현재 양수발전소 건설사업은 복잡한 인허가 과정과 긴 소요 시간으로 인해 사업 추진에 어려움을 겪고 있다. 이를 해결하기 위해 인허가 절차를 간소화하고 기간을 단축하는 지원 정책이 필요하다는 것이 그의 생각이다.

최 상근부회장은 “양수발전 사업이 에너지 전환과 전력계통 안정성에 기여하는 중요한 역할임을 감안할 때, 예비타당성 조사 면제 방안도 고려해야 한다”며 “현재의 정산제도는 양수발전의 전력계통 기여도를 충분히 반영하지 못해 수익성 악화로 이어지고 있다. 이는 신규 양수발전소 건설에도 부정적인 영향을 미칠 수 있으므로, 요금제도를 개편해 양수발전의 경제적 가치를 올바르게 평가하고 수익성을 보장하는 체계를 마련해야 한다”고 설명했다.

또한, 최 상근부회장은 양수발전 핵심설비 국산화를 위한 연구개발(R&D) 지원이 필수적이라고 전했다. 현재 국내 양수발전 핵심설비는 전량 해외 업체에 의존하고 있어 국부유출과 국내 기업의 경쟁력 약화로 이어지고 있다. 이에 국내 기업들이 독자적인 기술을 확보할 수 있도록 연구개발 지원을 확대해 국부유출을 방지하고 국내외 시장에서의 경쟁력을 강화해야 한다는 의견이다.

이러한 배경에서 국내 수력산업 생태계 육성과 활성화를 목표로 설립된 한국수력산업협회는 수력 및 양수발전설비의 국산화를 위한 기술개발 과제를 꾸준히 기획해왔다. 협회는 국내 중소기업들과 긴밀히 협력해 연구개발과 기업지원을 수행하며, 노후 수력발전시스템 성능개선 및 상태진단 기술개발 과제 등을 통해 30MW 수차발전기 핵심설비의 개발을 지원했다. 그 결과, 대형 고하중 스러스트 베어링, 수력 부품용 주강 합금 설계 및 주조기술, DCS 시스템 국산화 등 여러 기술개발에 성공했다.

또한, 국내 중소기업들이 해외 건설시장에 진출할 수 있도록 친환경 고효율 양수발전플랜트 기술개발·실증 과제 참여 지원과 전주기 양수발전 국산화를 위한 다양한 기술 아이템을 도출하는 성과를 거뒀다. 더불어, 마이크로 WESS 국산화 기술개발 과제를 통해 중소기업들이 마이크로 양수발전 핵심설비를 개발하도록 지원하며, 중소기업의 기술 자립도를 높이고 중대형 양수발전설비 국산화 개발의 기반을 마련했다.

이를 바탕으로 현재 수력산업협회는 양수발전소 건설 활성화를 위한 다양한 용역사업을 수행하고 있다. 먼저 ‘양수발전소 건설 표준직제 개발 용역’을 통해 양수발전소 건설에 대한 체계적이고 표준화된 지침을 마련해 효율적이고 안정적인 사업 추진을 도모하고 있다.

또한 ‘양수발전 요금제도 개선방안 연구용역’을 통해 양수발전이 전력계통에 제공하는 서비스의 가치를 인정받고, 전력시장에서 수익성과 경제성을 높일 수 있도록 업계의 의견을 반영해 대정부 건의를 계획하고 있다.

이와 함께 최근 협회는 국내 수력산업계에 국내외 수력 시장·기술 동향 자료 정보 제공사업도 활발히 진행 중이다. 이를 통해 기업들이 최신 동향을 신속히 파악하고 전략적으로 대응할 수 있도록 해 해외 시장 진출을 촉진하는 데 힘쓰고 있다.

한편, 향후 양수발전 산업의 전망에 대해 최 상근부회장은 “앞으로 기후위기 대응을 위해 재생에너지의 비중이 확대되면서 전력계통의 안정성 문제가 점차 심화될 것으로 보인다”며 “이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 태양광-양수, 풍력-양수와 같은 하이브리드 방식이 더욱 주목받을 것”이라고 전망했다.

특히 국내에서는 호남 지역의 재생에너지 출력제한·보급 확대에 대응하기 위한 양수발전소 건설 시 재생에너지와 양수발전의 하이브리드 연계 방식의 한 사례가 될 것으로 기대를 모으고 있다.

기술적인 측면에서도 가변속 양수발전이 중요한 역할을 할 것으로 전망되고 있다. 기존의 고정속 양수발전에 비해 가변속 양수발전은 양수 시에도 출력 일부를 유연하게 변동시킬 수 있고, 유효·무효전력을 독립적으로 제어할 수 있어 전력계통 안정화에 큰 장점이 있기 때문이다. 이러한 배경에서 영동, 홍천, 포천에 건설될 신규 양수발전소들도 모두 가변속 양수발전 방식으로 계획돼 있어, 향후 전력계통 안정성 강화에 크게 기여할 것으로 기대를 모으고 있다.

최 상근부회장은 현재 재생에너지 출력 변동성에 대응하는 양수발전 운영패턴 최적화 기술개발을 수행하고 있으며, 양수발전 건설사업의 계획, 실행, 관리 단계에서 효율성을 높이고 일관된 운영 체계를 구축하기 위한 양수발전 건설 표준직제 개발에 공동으로 참여하고 있다.

또한, 그는 양수발전 요금제도 개선방안 연구용역을 주관해, 양수발전이 전력계통에 제공하는 서비스 가치를 제대로 인정받고 전력시장에서 수익성과 경제성을 향상시킬 수 있는 방안도 모색하고 있다.

나아가 최 상근부회장은 이러한 방안 모색과 더불어 양수발전 산업의 활성화를 위해 사회적 측면에서 주민 수용성 문제 해결이 중요한 과제라고 강조했다.

그는 “양수발전소 건설이 지역 경제에 미치는 긍정적인 효과를 명확하게 설명하고, 주민들과 긴밀히 소통할 수 있는 장을 마련해야 한다”며, “이를 통해 국민의 지지와 사회적 공감대를 형성함으로써 양수발전의 필요성과 가치를 널리 알리고, 산업 활성화를 위한 사회적 기반을 확립할 수 있을 것”이라고 말했다.

이에 수력산업협회는 수력발전의 중요성을 알리기 위한 ‘제1회 수력의 날 기념행사’ 개최를 통해 기후위기에 대응하고 에너지 전환에 기여하는 수력·양수발전의 역할과 가치, 필요성을 국민에게 전달할 계획이다. 특히 이번 행사에서는 정부 포상, 논문 및 사진 공모전, 취업박람회, 강원대 LINC 3.0 사업단 주관의 제2회 산·학 수력 Festa와 연계한 다채로운 행사가 준비되어 있다.

또한, 수력산업지원센터 구축을 통해 수력·양수발전 현장 맞춤형 전문인력 양성, 생태계 장기 모니터링, 표준화 인증, 지역 상생 프로그램 개발 등을 추진할 예정이다.

최 상근부회장은 “태양광 및 풍력산업은 정부의 지원을 통해 센터가 운영되거나 구축 중인 반면, 수력산업은 아직 체계적인 지원 시스템이 미흡한 실정이므로, 지원센터가 지속적인 성장 지원체계를 담당하는 핵심 인프라로 자리 잡을 수 있기를 기대한다”며 “수력산업이 보다 원활하게 발전할 수 있는 환경을 조성하고, 중소기업의 국산화 연구개발 과제를 적극적으로 기획·지원하며, 국내 기술의 자립을 강화할 수 있도록 산업체 의견을 수렴해 대정부 건의와 발전방안을 마련하겠다”고 전했다.

그는 이어 “국내 수력산업이 더욱 발전하고 성장하기 위해서는 협회를 중심으로 한국수력원자력, 발전 5사 및 한국수자원공사가 힘을 모으는 것이 매우 중요하기 때문에 협회가 제도개선 대정부 건의와 중소기업의 기술개발을 적극적으로 지원하는 창구 역할을 수행해 국내 수력·양수발전 활성화를 도모하겠다”며 “수력발전 EPC 사업수행 경험을 바탕으로 민간·공공 개발사, 발전사, 제조기업들이 ‘팀코리아’ 컨소시엄을 구성한다면, 해외 수력·양수 시장에서 국내 기업들의 입지를 더욱 공고히 하고 수주경쟁력을 갖추는 데 큰 도움이 될 것”이라고 덧붙였다.

한편, 한국수력산업협회는 2020년 3월 6일 산업통상자원부의 설립 인가를 받은 비영리단체로, 회원 상호 간 정보 교환, 국내 수력발전기업의 전문성 확보, 신기술 연구·상호교류, 인재양성 등을 통해 국가 경쟁력 강화와 경제발전에 기여하고 있다. 현재 협회는 고유 목적 사업 달성을 위해 국내외 수력산업 동향 정보 제공, 전문교육 시행, 정책·국산화 연구개발 참여, 정기적인 세미나 및 워크숍 개최 등을 점진적으로 확대하고 있다.