"저수지는 물배터리"…양수발전의 재발견

호주 등 양수발전소 건설 '붐'

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신재생에너지는 에너지 생산이 들쭉날쭉하다. 어떨 때는 많이, 어떨 때는 적게 생산되는 에너지는 전력망 안정성을 떨어뜨리고 가격 변동성을 높인다. 이 문제를 해결하기 위한 에너지저장장치(ESS) 외에도 세계 각국에서는 다양한 보완기술 개발이 한창이다.

신(新)기술은 아니지만 최근 다시 주목받고 있는 기술은 위치에너지를 활용하는 양수발전이다. 전기가 남을 때 하부 댐에 있는 물을 상부로 끌어올려(펌프) 저장했다가 전력 수요가 많을 때 하부 댐으로 물을 떨어뜨려(터빈) 전기를 만드는 것이다. 기존 수력발전소와 다른 점은 ‘전기 저장 능력’에 있다. 기업들은 남아도는 전기를 싼값에 사들인 뒤 상단 저수지에 저장했다가 낙차를 이용해 만든 전기를 비싼 값에 되파는 과정에서 차익을 남긴다. 발전소 수명이 수십 년 이상으로 긴 것도 장점이다.

국제에너지기구(IEA)에 따르면 양수발전은 세계 전력 저장 시장의 90% 이상을 차지하며, 그중 상당수가 중국(30%) 미국(14%)에 있다. 파이낸셜타임스(FT)는 “양수발전의 필요성은 신재생에너지가 확대됨에 따라 더욱 커지고 있다”며 “업계 관계자들은 양수발전소를 일종의 ‘물 배터리’로 부른다”고 전했다.

스페인 에너지 대기업 이베르드롤라는 최근 포르투갈 타메가강 부지에서 양수발전소를 운영하기 시작했다. 터빈의 용량은 880㎿(메가와트·최대 출력으로 1시간 동안 발전할 수 있는 전력의 양)다. 최대 24시간 동안 발전할 수 있다는 점을 고려하면 상부 저수지에 저장되는 전력의 총량은 21GWh(기가와트시)를 웃돈다. 이는 전기자동차 배터리 40만 대를 충전하거나 포르투갈의 240만 가구에 하루 종일 전력을 공급할 수 있는 양이다.

호주 연방정부는 호주 전역의 수력발전소와 댐을 터널 및 송수로로 연결해 초대형 양수 저장장치를 짓는다는 ‘스노위 2.0 프로젝트’를 진행하고 있다. 2028년 완공될 예정인 프로젝트에는 총 120억호주달러(약 10조원) 이상의 비용이 투입된다. 에너지 컨설팅기업 리스타드에너지에 따르면 동남아시아가 최대 양수발전 시장으로 떠오를 전망이다. 향후 10년 동안 재생에너지의 간헐성을 관리하기 위해 양수발전 시스템에 700억달러가량의 투자가 이뤄질 것이라고 이 회사는 분석했다.

김리안 기자 knra@hankyung.com