수력발전소의 전력생산과 전력난 극복

이석천

K-Water 대청댐관리단 단장

기나긴 여름장마가 끝난 뒤 35도를 오르내리는 불볕더위가 지속되면서 전기사용량이 사상 최대로 올라가 요즘 뉴스는 전력난을 극복하기 위한 절전운동으로 국민들의 참여를 유도하고, 전력회사는 전력예비율 확보에 총력을 기울이고 있다.

이 시점에서 우리나라의 발전방식과 무공해 청청에너지인 수력발전소의 전기생산과 전력난 극복을 진단해본다.

먼저 우리나라의 전력생산 과정을 발전원별로 구분하여 보면 원자력, 석탄, 가스, 유류, 수력, 신재생에너지 등으로 구분할 수 있다. 그중 수력발전이 차지하는 비중은 전체 설비용량의 약 10%에 불과하다.

유럽국가인 오스트리아의 경우 수력, 풍력, 바이오매스, 태양열 등 신재생에너지 부문이 오스트리아 전체 에너지 생산량의 31%를 차지한다. 특히 수력발전 부문이 오스트리아 전체 전력 생산량의 57.4%를 차지한다.

이러한 시장상황과 정부 및 산업계의 적극적인 관심, 지원 노력 등이 맞물려 오스트리아 신재생에너지 시장은 꾸준한 성장하고 있다.

우리나라는 어떠한가! 발전시설용량 대부분이 이산화탄소를 배출하는 화석연료나 핵연료에 의존하고 있는 실정이다. 원자력발전은 경제적인 측면에서 살펴보면 단위출력이 대용량으로 발전단가가 싸서 건설비용이 저렴하다는 이점과 탄산가스(온실가스)를 전혀 배출하지 않는다는 장점이 있지만, 환경적인 위험측면에서 볼 때 선호하지 않는 발전방식이다.

화력발전은 입지 선정 조건이 비교적 용이하여 대도시 · 공업 단지 등 전력소비가 많은 도시부근에 건설되고 있고 건설비가 적게 드는 장점이 있다. 반면 연료비 때문에 발전 단가가 비싸고 대기 오염이 발생하는 등 단점이 있다.

무공해 청정에너지인 수력발전은 강이나 하천을 막아 댐의 상류와 하류 사이의 수위 차를 이용하여 발전하는 원리로 발전기의 기동과 정지, 출력조정 시간이 빨라 전력수요가 급증하는 피크부하를 신속하게 조절하는 발전방식이다.

또한 정지된 수차발전기를 기동하여 가정까지 전력을 공급하는 시간은 약 3분이 소요되는 반면 원자력 15시간, 화력 4시간 이상 걸린다.

이러한 발전방식의 특성상 대용량 발전시설인 원자력이나 화력발전은 전력계통에서 24시간 또는 일정시간 동안 계속적으로 걸리는 기저부하를 담당하는 역할과 수력발전은 피크부하의 수급조절을 담당한다.

전력회사는 대 정전 사태에 대비하여 전국 곳곳에 외부전원 없이도 발전이 가능한 자체기동 발전소를 미리 지정하고 있다. 이런 정전복구 작업은 빠른 시간 안에 발전기를 가동할 수 있는 수력발전소, 가스터빈 발전소 등이 주로 담당하고 있다.

충주, 대청수력발전소도 중부지역 일부를 담당하는 시송전발전소로 블랙아웃(대 정전) 상태를 대비하여 정전복구시나리오를 준비해 놓고 정기적인 설비점검과 자체기동훈련을 실시하고 있다, K-Water는 총 133만kW의 발전시설용량을 보유하고 있어 비상시 위기단계를 1단계이상 낮출수 있어 발전기운영관리에 총력을 다 하고 있다.

우리나라도 전력난 극복을 위해서는 수력개발은 물론 시화조력발전소나 수상태양광과 같은 신재생에너지원을 발굴하여 이산화탄소 방출을 제한하고 지구 온난화 방지를 위해 화석연료를 자연에너지로 바꾸어 나가는데 앞장서야 할 때가 아닌가 생각한다.