[탐방] 한수원, 종합 청정에너지 선도 공기업으로 도약
[탐방] 한수원, 종합 청정에너지 선도 공기업으로 도약
  • 조강희 기자
  • 승인 2018.07.27 19:46
  • 댓글 0
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국내 최대 규모 수력·양수발전 운영
수소연료전지·농가참여형 태양광 등
원자력·수력 넘어 신재생E 생산 속도

[한국에너지신문] 한국수력원자력(사장 정재훈)은 최근 종합 에너지기업으로의 도약을 공식 선언했다. 하지만, 이번 선언은 한수원이 이제까지 보여준 행보와 완전히 다른 방향은 아니다.

이 회사는 원자력과 더불어 수력·양수발전을 지속해서 운영해 왔다. 이외에 연료전지와 태양광·풍력 등 신·재생에너지 발전 사업에도 다양한 방법으로 참여해 왔고, 그 노력은 최근 들어 빛을 보고 있다. 한수원의 다양한 신재생에너지 관련 사업을 둘러보기 위해 지난 16일 현장을 탐방했다.
 
■ 수력과 양수 운영으로 전력생산과 수자원 관리 ‘1석 2조’

청평수력발전

한수원은 국내 유일의 원자력 사업자이기도 하지만, 국내 최대의 수력 사업자이기도 하다. 수력발전과 양수발전을 합쳐 발전용량은 5300㎿를 넘고 국내 수력발전 설비 가운데 점유율은 82% 이상이다.

사업소는 수력은 청평, 화천, 의암, 춘천, 팔당, 강릉, 칠보, 보성강, 괴산, 안흥 등에, 양수는 청평과 양양, 예천, 청송, 무주, 산청, 삼랑진 등에 자리 잡고 있다. 청평에서는 수력과 양수를 동시에 운영하고 있다.

청평수력발전소는 총 발전용량이 140.1㎿에 달한다. 특히 1·2호기는 지난 1943년에 준공돼 올해 10월이 되면 65주년을 맞게 된다. 3호기는 1968년에, 4호기는 2011년에 증설됐다. 지난 2014년까지 1·2·3호기의 노후설비 현대화작업이 완료돼 이날 역시 정상적으로 가동되고 있었다.

19.8㎿ 2기, 40.5㎿ 1기, 60㎿ 1기 등으로 구성돼 있으며, 전국 전력계통이 대정전 사태가 발생할 경우에 시송전을 수행하게 된다. 올해도 폭염에 따른 냉방 전력 수요가 증가하고 있어 청평수력 근무자들은 비상 상황에 대비해 설비 점검과 안전 관리에 최선을 다하고 있다.

청평수력은 지난해 무려 발전량 23만 7686㎿h를 기록했고. 올해는 7월까지 17만 9613㎿h의 전기를 생산했다. 이용률은 올해 기준으로 27.3%에 달한다.

한수원 보유 댐은 기본적으로 발전용이지만, 물이 모인다는 특성상 수자원 관리도 동시에 맡을 수밖에 없다. 대표적으로 팔당댐의 연평균 물 유입량은 199억 톤에 달하는데, 이 가운데 한수원 댐에서 105억 톤, 수자원공사 댐에서 94억 톤의 물이 흘러든다.

이 물은 연간 103억 톤이 수력발전 터빈을 돌리는 동시에 각종 용수로 공급된다. 광역상수도 공급을 위해서도 연간 13억 톤이 소요되며, 홍수조절량은 83억 톤에 달한다. 홍수조절은 ‘하천법’과 ‘댐과 보 등의 연계운영 지침’ 등에 따라 수행하고 있다.

한편, 한수원은 2025년까지 총 12기 1141㎿의 성능개선 및 현대화사업을 추진한다. 노후수력 현대화사업은 운전 수명이 한계에 도달한 노후 수력발전소의 수차 발전기 등 주요 기기를 교체해 계속운전을 할 수 있도록 해 준다.

청평 이외에도 춘천과 괴산, 의암, 섬진강 화천 등의 수력설비가 대상이다. 제어방식은 아날로그에서 디지털로 변경됐고, 터빈 베어링의 윤활 방식은 세계적 추세에 따라 기름 윤활에서 물 윤활로 바꿨다.

■ 수소연료전지 발전사업 통해 신재생에너지 선도자 각인

노을연료전지

한수원은 자회사를 통해 수소연료전지 발전사업도 수행하고 있다. 특히 서울 상암동에 자리 잡은 노을그린에너지 산하 수소연료전지 발전소는 2.5㎿ 8기로 총 20㎿ 규모의 시설을 보유하고 있다.

서울시, 한수원, 한난, 서울도시가스, 포스코에너지 등이 참여한 노을연료전지 사업에는 1219억원이 들어갔다. 한수원이 최대 주주로 지분비율은 29%다.

이 발전소는 지난해 연간 17만 1730㎿의 전력을 생산해 냈고 이용률은 98.41%에 달했다. 예상 발전량보다 무려 1만 8000㎿가량 더 많다. 난방열은 7만 7000Gcal 이상을 공급해 상암동 일대 9000여 세대에 공급하고 있다.

올해 상반기 설비이용률은 98.98%를 기록하고 있다. 발전 효율은 47%, 종합 효율은 80%에 달하지만, 질소산화물이나 황산화물 등의 배출이 거의 없고, 이산화탄소 배출과 소음 발생을 최소화했다. 이 덕분에 건립 준비 기간에 있었던 민원도 최근에는 거의 없다.

한편 수소연료전지 발전을 ㎿급으로 운용하는 곳 중에서 용량 기준 실적은 우리나라가 단연 앞선다. 이 사업에도 한수원은 큰 공헌을 하고 있다.

한수원이 참여한 수소연료전지 발전사업은 가동 중인 설비 250.1㎿ 가운데 109.6㎿에 달한다. 연료전지의 장점은 분명하다. 일단 ㎿당 연료소모량이 193N㎥에 불과하다. 디젤엔진 251, 가스엔진 259, 가스터빈 302에 비하면 가히 획기적인 수준이다.

또한 기상 조건에 관계없이 발전할 수 있어 다른 어떤 신재생에너지원보다 이용률을 높일 수 있다. 신재생에너지협회 등에 따르면 풍력과 태양광이 각각 25%와 15% 정도의 이용률을 보이는 데 반해 연료전지의 이용률은 92% 내외로 가장 우수하다.

또한 공간 효율성도 높다. 1㎿ 용량의 발전소를 짓는 데 필요한 태양광발전소의 면적은 1만 9800㎡에 달하고, 풍력발전소는 3만 9600㎡에 달한다. 하지만 연료전지는 평균 179㎡의 면적이면 1㎿를 지을 수 있고, 노을연료전지는 1㎿ 환산 시 필요면적이 340㎡다.

일례로 잠실야구장 정도의 크기(1만 2600㎡)에는 연료전지 68.5㎿를 설치할 수 있는 반면, 태양광은 0.6㎿, 풍력은 0.3㎿에 불과하다.

한수원은 노을연료전지 20㎿ 이외에도 현재 화성 발안산업단지의 경기그린에너지 58.8㎿, 부산 해운대 열병합발전단지 부산그린에너지 30.8㎿ 등을 운영하고 있다. 세 곳의 연료전지발전 자회사를 통해 확보한 신재생에너지공급인증서(REC) 용량은 78.5㎿에 달한다.

■ 벼농사로 쌀 생산, 햇빛농사로 전기 생산

농가참여형 태양광발전

한수원은 원자력발전 및 수력발전 사업소 주변 지역 주민들에게 실질적인 도움을 주기 위해 ‘농가참여형 태양광발전 설비’를 보급하고 있다. 우리나라 전 국토의 16%는 농경지인데, 영농방법을 바꾸지 않고 농경지에 적절한 전기생산 방식이 있지 않을까 고민하다가 나온 아이디어가 지난해 이미 실증사업까지 마쳤다.

현재 경기도 가평군 미사리 일원 농지 1988㎡에 2억 2000만원을 들여 계통연계형 73.125㎾ 용량의 태양광발전설비가 설치돼 있다.

이 설비는 영농을 위한 다양한 작업을 할 수 있도록 설계해 눈길을 끈다. 지면에서 모듈 하단까지의 높이, 구조물 사이의 간격 등을 넉넉하게 확보한 것이다. 사람이 호미와 곡괭이 등 도구로 작업할 수 있는 것은 물론, 필요할 때 이앙기와 트랙터, 콤바인 등 농기계를 운행할 수도 있다. 발전 용량과 농사 수확량의 적정비율을 맞추기 위해 노력한 것이다.

검증 결과 일반농지에 비해서도 86%의 수확률을 기록해 농사에 큰 영향을 주지 않고 태양광발전을 병행할 수 있음을 확인했다. 현재에도 이곳에서는 농업과 태양광발전이 함께 이뤄지고 있다. 국내 보급을 위해 한수원은 현재 충남 서산에서도 타당성 조사를 완료하고, 농지 임대차와 관련 인허가를 위한 논의를 진행하고 있다.

이 사업을 발전소 주변 지역 지원사업과 연계해 20년간 안정적으로 지원할 방안도 검토하고 있다. 수력발전 등을 수행하고 있는 각종 해외 사업지에서도 활용하는 방안을 연구하고 있다. 한편 한수원은 7㎿ 삼랑진양수 태양광을 비롯해 20㎿ 청송풍력, 40㎿ 인천연료전지, 220㎿ 광양 바이오매스 등을 추진할 예정이다.


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