[양수발전 세미나 토론] “데이터센터·해상풍력과 결합 가능…소형·국산화 위해 수익 개선 필요”

▲25일 서울 여의도 국회의원회관에서 열린 '제3회 양수발전 국회 세미나'에서 참석자들이 기념촬영을 하고 있다. 사진= 유병욱 기자

“양수발전은 재생에너지 확대에 따라 에너지장장치(ESS)로의 역할이 커지고 있다." “양수발전은 해상풍력과 데이터센터와도 결합이 가능하다." “양수발전의 중형 및 소형화와 기술 국산화를 위해 수익을 개선할 필요가 있다."

에너지분야 전문가와 양수발전 사업자들은 25일 에너지경제신문, 국민의힘 김용태·김소희 의원, 더불어민주당 박지혜 의원, 무소속 김종민 의원, 한국수력산업협회가 공동 주최하고 산업통상자원부와 한국수력원자력 후원으로 서울 여의도 국회의원회관에서 열린 '제3회 양수발전 국회 세미나' 패널토론에 참석해 이같이 의견을 모았다.

양수발전이란 전력이 넘칠 때 잉여전력을 이용해 댐 상부로 물을 끌어올리고 전력이 부족할 때 낙차를 이용해 발전을 하는 자연환경을 이용한 거대한 ESS이다.

▲조홍종 단국대 경제학과 교수(좌장)가 '제3회 양수발전 국회 세미나'에 토론에 참석, 발언하고 있다. 사진= 유병욱 기자

현재 연료비가 저렴한 순서대로 발전하는 시장 체계에서는 양수발전과 같은 발전원은 전력계통에 기여하는 수준에 비해 제대로 보상을 받지 못하고 있다는 전문가들의 주장이 나왔다.

토론 좌장을 맡은 조홍종 단국대 경제학과 교수는 “지금까지 변동비반영(CBP) 시장을 오랫동안 유지해왔다 연료비 순번을 세워서 경쟁을 해왔는데 이제 연료비가 들지 않는 재생에너지가 주력 전원으로 등장하고 있다"며 “다른 발전원들은 연료비가 들어가지 않는 발전원을 맞춰주면서도 CBP 시장의 보상을 받으러 발버둥치고 있다"고 설명했다.

이어 “재생에너지가 들어오면서 나머지 발전원은 재생에너지를 보조하는 역할을 하는 상황"이라며 “이 보조하는 역할이 굉장히 중요해지고 있다. 관성 및 주파수를 맞춰주는 보상해주는 제도가 분명히 있어야 한다. 앞으로 우리가 전력시장을 개편하는 하나의 큰 그림이 돼야 되지 않을까 생각한다"고 강조했다.

▲주원구 연세대학교 기계공학과 교수가 '제3회 양수발전 국회 세미나'에 토론에 참석, 발언하고 있다. 사진= 유병욱 기자

주원구 연세대학교 기계공학과 교수는 “양수발전 분야에서 기술적인 관점에서 지속적인 연구와 발전이 필요하다"고 강조했다.

주 교수는 “양수발전이 과거 원전의 백업 용도로 사용됐으나, 현재는 재생에너지 확대에 따라 변동성 감소와 장주기 에너지저장 용도로의 역할이 커지고 있다"며 “이에 따라 주요 기기인 수차발전기의 운영 방식도 많은 변화가 요구되고 있다"고 언급했다.

그는 “수차발전기는 효율이 높고 기계 수명이 보장되지만, 재생에너지의 간헐성과 유연성을 고려할 때 수차발전기는 저출력 영역에서 주로 사용된다"며 “빈번한 발전 및 정지로 인해 기계에 무리가 가고 수명이 짧아진다"고 지적했다.

이를 해결하기 위한 기술로 가변속 양수발전을 언급하며 “이 기술은 저출력 영역에서도 안정적으로 운전할 수 있게 해주지만, 아직 완전한 성숙된 기술은 아니며, 추가적인 개발이 필요하다"고 말했다.

이어 “가변속 양수발전은 기존의 정속형 발전기에 비해 구입 비용이 20~30% 증가하는 문제점이 있어 건설 비용의 증가를 고려해야 한다"며 “이를 위한 요금 체계와 지원 방안을 고민해야 한다"고 덧붙였다.

주 교수는 또 “과거에는 원전에 맞는 양수발전만 있으면 충분했으나, 현재는 재생에너지 확대에 따라 양수발전소의 역할이 확대되고 있다"며 “양수발전에서 사용하는 주기기와 보조 기기들의 대부분이 외국 제품으로 수입되고 있지만, 향후 지속적인 물량 증가로 인해 국내에서의 산업 생태계를 활성화할 필요성이 있다"고 강조했다.

그는 “양수발전 기술의 경쟁력을 확보하기 위해서는 기술 개발과 연구 개발에 대한 정부의 투자와 지원에 대한 고민이 필요하다"고 덧붙였다.

▲김재경 에너지경제연구원 선임연구위원이 '제3회 양수발전 국회 세미나'에 토론에 참석, 발언하고 있다. 사진= 유병욱 기자

양수발전이 데이터센터 및 해상풍력 발전과 함께 사용될 수 있다는 활용 방식이 소개됐다.

김재경 에너지경제연구원 선임연구위원은 “양수발전이 데이터센터와 결합해 중요한 역할을 할 수 있을 것"이라며 “특히 장주기 저장 시스템으로서의 기능이 더욱 강조될 것"이라고 강조했다.

그는 “배터리 ESS는 여러 장점이 있지만, 그 안에 포함된 중금속 문제나 환경 오염 우려도 있다. 이런 점이 결국 주민들로부터 수용되는 데 문제가 될 수 있다"며 “만약 호남 지역에 충분한 양수발전이 있다면, 해상풍력과 결합해 사용할 수 있을 것이다. 또한, 양수발전이 데이터센터와 결합되는 형태는 상당히 유망할 것"이라고 말했다.

그는 이어 “양수발전이 직면한 가장 큰 문제는 적자 구조"라며 “재생에너지 확대와 전력도매가격(SMP)의 변동성 감소가 주요 원인"이라고 설명했다. 김 연구위원은 “현재 양수 발전의 효율과 수익 구조가 악화되고 있으며 이는 사업자들에게 큰 부담이 될 수 있다"고 덧붙였다.

김 연구위원은 “공기업들이 사회적 책임을 다하기 위해 양수발전을 운영하고 있지만, 민간 참여를 유도하려면 적자 구조 해소가 필요하다"며 “정부에서 양수발전의 보상 체계를 재정립하는 방안을 긍정적으로 검토해야 한다"고 주장했다.

▲정병수 한국수력원자력 그린사업본부 수력처장이 '제3회 양수발전 국회 세미나'에 토론에 참석, 발언하고 있다. 사진= 유병욱 기자

양수발전을 실제 운영하는 사업자들도 양수발전이 수익을 낼 수 있도록 지원해야 한다고 강조했다.

정병수 한수원 그린사업본부 수력처장은 “한수원에서 양수발전소와 수력발전소 전체를 운영하고 있는데, 양수발전소 7개는 그동안 매년 50억에서 100억원 정도 손실을 보고 있었지만 지난 2022년부터 용량요금 보상 체계가 개선되면서 수익이 발생하기 시작했다"고 말했다.

그는 또한 “청평 양수발전소의 현대화 사업은 1860억원 규모로, 토목 구조물을 제외한 기계, 전기, 제어 설비를 모두 교체하는 작업"이라고 설명하며 “영동 양수발전소는 가변속 기술이 도입돼 예산이 약 3200억원 정도로 반영되었고, 기존의 예산보다 약 50%에서 60%가 추가로 들게 됐다"고 말했다.

정 처장은 “양수발전의 경제성 분석을 할 때, 제도 개선이 반드시 반영돼야 한다"며 “그렇지 않으면 신규 양수발전이 수익을 내는 데 어려움이 있을 것"이라고 우려를 표했다.

또 “한수원은 내년까지 1메가와트(MW)급 마이크로 양수를 국산화할 계획을 가지고 있다"면서도 “중형 양수발전과 대형 양수발전에 대한 국산화는 여전히 어려운 상황이다. 국내 기업들이 참여를 주저하고 있는 상황에서, 이런 기술 개발을 위한 경영진 설득이 필요하다"고 말했다.

▲최경순 한국수력산업협회 상근부회장이 '제3회 양수발전 국회 세미나'에 토론에 참석, 발언하고 있다. 사진= 유병욱 기자

최경순 수력산업협회 상근부회장은 “양수발전은 설계 기준을 초과한 운영으로 기계 고장이 많아지고, 관리 비용 상승 및 저출력 운영으로 기계 수명이 단축되는 문제가 있다"며 “이로 인해 총체적인 난관에 직면해 있다"고 말했다.

이어 “양수발전이 제대로 된 보상을 받지 못하고 있어 안타깝다"며 “국가 에너지 전략과 안정 측면에서 공기업의 책무로 어쩔 수 없이 양수 발전을 계속 운영하고 있지만, 보조서비스 시장과 같은 근본적인 보상 체계가 반드시 필요하다"고 강조했다.

그는 “현재 우리나라는 200MW 이상의 대형 양수발전만 추진하고 있는데, 대형 양수발전은 주파수 조정 시 필요한 용량이 많아 기계에 무리가 갈 수 있다"며 “중형 양수발전의 필요성도 커지고 있다"고 설명했다.

이어 “대형과 중소형 양수발전이 양립할 수 있는 전략을 고민할 필요가 있다"며 “1980년부터 45년 동안 양수발전에 대한 기술 개발과 해외 진출이 부족했다는 점을 반성하고, 앞으로는 기술 자립과 산업화, 해외 진출을 위한 고민이 필요하다"고 덧붙였다.

▲문양택 산업부 전력산업정책과장이 '제3회 양수발전 국회 세미나'에 토론에 참석, 발언하고 있다. 사진= 유병욱 기자

산업통상자원부는 양수발전의 보상에 대해서는 많은 기술 및 정책적 논의가 필요하다는 입장을 보였다.

문양택 산업부 전력산업정책과장은 “양수발전의 확대를 위해서는 단순 보상 논의를 넘어 시장제도 정비, 기술 검토, 현실적 사업 여건을 종합적으로 고려해야 한다"고 강조했다.

문 과장은 “한수원과 한전은 사실상 암묵적 수직통합 구조에 가까워 보상 논의는 경영평가 등 내부 경영성과 지표와 밀접한 관련이 있다"며, 단순히 '수익성'만으로 보상 체계를 논의하기 어려운 구조임을 지적했다. 그는 “현행 전력시장에는 예비력이나 유연성 자원에 대한 보상이 제대로 작동하지 않는다"며, “양수발전뿐 아니라 가스발전도 예비력을 제공하고 있지만 이에 대한 보상이 없다"고 말했다.

또한 그는 “양수발전은 향후 마이너스 전기요금(Minus Pricing)이 확대되면 전기를 무료에 가깝게 사서 비싸게 파는 구조로 수익성이 확보될 수 있다"며 “그러나 아직 그 수익 구조를 시뮬레이션하거나 예측할 수 있는 역량과 시장지표가 부족하다"고 지적했다. 이에 따라 “보조서비스시장 개설, 미래 수익 시뮬레이션 역량 강화가 병행돼야 한다"고 덧붙였다.

기술 측면에서도 그는 현실적 제약을 지적했다. “가변속 양수발전기는 우리나라에서 처음 시도하는 기술로, 현재 영동 양수에만 도입 예정이지만 기술 운영 경험이 없다"며, “유럽에서 기술을 보유한 기업 사례를 철저히 벤치마킹해야 한다"고 주장했다. 그는 “전력거래소가 미국 ISO로 파견을 가듯, 한수원도 가변속 양수 관련 글로벌 사이트에 파견을 보내는 운영 경험 프로그램이 필요하다"고 제안했다.

민간 양수발전 사업에 대해서도 신중한 입장을 보였다. 문 과장은 “양수발전은 막대한 토목 공사와 40년 이상의 장기 투자 회수 기간이 요구돼 민간기업이 감당하기 어렵다"며, “배터리는 15년 안팎으로 투자회수 설계가 가능한 반면, 양수발전은 50~100년 수명을 가진 장기 인프라이기 때문에 정부 역할이 중요하다"고 설명했다.

소형 양수발전 기술 개발에 대해서도 그는 “양수발전이 작아질수록 저장 지속시간이 줄어 ESS에 비해 경쟁력이 급격히 떨어진다"며 “지역균형발전 차원의 정책 논리는 가능하겠지만, 전력시스템 차원에서는 설득력이 약하다"고 덧붙였다.

문 과장은 “양수발전 확대는 시장제도 정비, 기술역량 확보, 산업계 현실 인식이 맞물려야 가능한 과제"라며 “정부도 보다 현실적이고 전략적인 접근이 필요하다"고 말했다.

전지성·이원희·윤수현 기자 jjs@ekn.kr