[양수발전 세미나] “에너지전환의 핵심 인프라…시장에서 정당 가치 인정 못받아”

▲김진수 한양대학교 에너지공학과 교수가 25일 서울 여의도 국회의원회관 제4세미나실에서 열린 '계통변화에 따른 양수발전의 역할 증대 및 편익 보상 방안' 세미나에서 '양수발전의 가치와 전력시장 내 편익 보상 필요성'을 주제로 발표하고 있다.

“양수발전은 전력계통의 불확실성을 흡수하는 버퍼(buffer)이자, 전환기적 에너지 전환의 핵심 인프라다. 이러한 기능을 전력시장에서 정당하게 보상받지 못하고 있는 현실은 반드시 개선돼야 한다."

김진수 한양대학교 에너지공학과 교수는 25일 서울 여의도 국회의원회관 제4세미나실에서 열린 '계통변화에 따른 양수발전의 역할 증대 및 편익 보상 방안' 세미나에서 '양수발전의 가치와 전력시장 내 편익 보상 필요성'을 주제로 발표에 나서 이같이 강조했다.

김 교수는 양수발전이 단순한 첨두부하 대응 전원이 아니라 출력 조절, 주파수 제어, 계통안정성 확보 등 유연성 서비스 전반에 걸쳐 막중한 역할을 수행하고 있다고 진단했다.

그는 “태양광·풍력 중심의 재생에너지가 확대되면서 출력 변동성과 간헐성이 계통 운영에 심각한 부담이 되고 있다"며 “양수발전은 이러한 변동성에 즉각적으로 대응할 수 있는 몇 안 되는 기술이자 수단"이라고 설명했다.

이어 “양수발전은 주파수와 전압을 안정시키고, 낮은 부하 시간대에는 잉여전력을 저장하고, 높은 수요 시에는 신속히 발전기로 전환할 수 있는, 전력망 전체의 '완충지대' 역할을 하고 있다"고 강조했다.

미국 에너지부 산하 국립 연구소인 PNNL 연구에 따르면 양수발전은 4시간의 짧은 시간대에서는 비용이 높게 나타나지만, 10시간 이상의 긴 시간대에서는 가장 저렴한 수준의 비용을 보이는 것으로 나타났다. 연구에서는 압축공기가 가장 저렴한 ESS로 나왔지만, 이에 대해 김 교수는 한국 환경에는 맞지 않은 방식이라고 설명했다.

▲2023년 기준 주요 에너지저장장치의 비용(LCOS). 단위 : 달러/kWh. 자료=김진수 교수, PNNL(Pacific Northwest National Laboratory, 2024)

이처럼 양수발전은 경제성 등 여러 면에서 반드시 필요한 ESS 시스템이지만, 정부와 시장에서는 제대로 가치를 인정받지 못하고 있다.

김 교수는 “현행 전력시장에서는 이런 유연성과 계통기여도가 제대로 가격으로 반영되지 않는다"며, “양수발전이 제공하는 서비스 가치가 시장에서 사장되고 있다는 점이 문제"라고 꼬집었다.

특히 “급변하는 전력 수요 및 공급 조건에 대비해 유연전원의 확대가 중요한데, 이를 위한 정당한 시장 보상 메커니즘이 부재한 상태에서는 민간투자도 위축되고, 계통 안전성도 장기적으로 위험해질 수 있다"고 경고했다.

실제로 양수발전은 기존에는 야간에 물을 끌어올리고 낮에 발전하는 수급조절 전원이었지만, 최근에는 재생에너지 간헐성 확대에 따라 주간 기동 빈도도 급격히 늘고 있으며, 이에 따라 설비 노후화와 효율 저하, 기동 부담 증가 등 구조적 문제가 동반되고 있다.

김 교수는 “이러한 상황을 감안해 양수발전이 제공하는 서비스에 대해 별도 정산시장 신설, 계통기여도 기반의 보상, R&D 및 현대화 투자지원 등 다층적 대응이 필요하다"고 제안했다.

일본, 프랑스 등에서는 양수발전을 계통 유연성 확보 수단으로 재평가하며, 보상 제도를 마련하거나 투자지원을 병행하고 있다.

김 교수는 “이들 국가는 양수를 단순 발전원이 아닌, 장주기 에너지저장 시스템으로 정의하고, 전력망 최적화 전략 안에 포함시키고 있다"며, “한국도 이제는 신재생에너지의무보급(RPS) 중심 보급정책을 넘어, 계통연계성과 실시간 대응역량을 고려한 전력시장의 구조적 전환이 필요하다"고 밝혔다.

이날 세미나는 에너지경제신문과 국회의원 김용태, 김소희, 박지혜, 김종민 의원, 한국수력산업협회가 공동 주최하고, 산업통상자원부와 한국수력원자력이 후원했다. 현장에는 산자위와 에너지계 주요 인사, 관련 학계와 산업계 관계자들이 참석해 양수발전의 역할 확대와 정책·제도적 뒷받침에 대해 심도 있는 논의를 이어갔다.

전지성 기자 jjs@ekn.kr