한국, 수력시장 세계 경쟁에서 승리 방안 모색해야
한국, 수력시장 세계 경쟁에서 승리 방안 모색해야
  • 박노현 금성이엔씨 상무
  • 승인 2016.02.29 09:58
  • 댓글 0
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국내외 수력기술 동향과 다양한 수력기술 적용 -1-

[한국에너지신문]

수력에너지 동향

최근 국가별로 에너지의 확보가 미래 생존의 전략으로 부각되면서 기후 변화의 문제를 해소하려는 노력으로 국가적 제약과 규범을 명시하고 신·재생에너지원의 개발, 연구 등 국운을 걸고 진행하는 에너지 경쟁이 이루어지고 있다.

또한 새로운 신·재생에너지원에 대한 연구개발을 지속적으로 추진하고 있으며, 특히, 선진국의 경우 신·재생에너지원 중 수력에 대한 부분은 효율, 성능 등의 연구개발은 이미 최상위 수준에 도달해 원천기술 개발이나 성능 향상 연구보다는 환경과 건설조건, 경제성 분석과 내구성 확보 방안 등의 수력의 적용 방법에 대한 기능과 다양성을 신기술로 접목시키는 중이다.

최근 선진국의 에너지 기술 개발 및 연구 동향은 기존의 수력을 재활용하거나 주요 부분의 첨단소재 및 코팅 기술, 제어설비 및 송배전 설비의 고효율 제어기술에 대해 지속적인 연구개발로 전력생산량과 효율 개선에 대한 방안을 모색하고 있다

그러나 우리나라의 경우 아직도 기본과제인 원천핵심기술의 국산화 개발과 효율, 성능 향상 수준으로, 수력 검증기술과 다양한 적용 방법에 대한 두 마리 토끼를 잡아야하는 어려운 상황에 직면하고 있다.
 
수력시장 국내외 현황

최근 수력동향이나 시장 전망자료에 따르면 세계 수력시장의 규모는 2035년까지 약 1.6~1.9배 성장할 것으로 기대되고 있다. 남미 및 동남아시아 개발 국가를 중심으로 중·대규모 이상의 신규 수력개발이 700GW 정도라고 예상하고 있으며, 이는 신규 개발에 따라 기존의 소수력도 통계상 약 4~5GW정도의 시장은 형성될 것으로 예측된다.

수력시장의 선도 기술은 유럽 위주로 양적 성장은 중국에 의해서 주로 진행되고 있으며, 신규 수력의 개발도 기존의 기업-ANDRITZ, ALSTOM, VOITH-과 함께 저가의 경쟁력과 자국의 구매 특성이 강한 중국이 주도 할 것으로 예상하고 있다.

수력시장의 변화는 전통적인 방법의 신규 수력과 소규모 자원의 개발과 양극화된 다양한 소규모 수차의 적용과 마이크로 수차의 변형 및 개발이 주류를 이루고 있다.

특히 개발도상국에서 수력자원의 활용과 용수공급, 물의 재이용 측면의 경제성, 기술 신뢰성 등을 고려해 중·소수력의 개발이 중점을 이루고 있으며 이에 대한 시장 점유율 역시 전통적으로 수력의 기술력 차원의 유럽과 방대한 자본과 경제력을 내세워 양적인 팽창을 유지하려는 중국의 시장진입으로 각축전을 벌이고 있다.

우리나라의 경우, 대규모 수력에 대한 신규 개발지는 거의 없으나 기존 수력에 대한 현대화 사업과 개보수 시장의 개발과 더불어 중, 소규모 수력에 대한 개발의 양상으로 나타나고 있으며, 국내외 시장의 수력 기반 기술 여건이 한정된 관계로 이를 사업화하거나 수행하려는 대기업들이 없어 대부분의 5MW 이상 중규모 수력은 해외 기업들에 의한 수입에 의해 공급되고 있다.

소수력은 국내 중소기업 위주의 개발과 더불어 사업 참여가 확대되는 추세다. 중규모 수력설비의 개보수나 현대화 사업은 일정 규모 이상의 예산이 요구된다.

현재 한국수력원자력 및 한국수자원공사 두 기관의 주도하에 연구개발과 사업의 형태로 운영되지만, 소규모 수력에 대한 것은 일부 기관이나 지자체, 민간 사업자 등에서도 활발하게 제안을 하고 있는 상황이다.
 
기술 개발

최근 우리나라의 기술부분에서는 크게 수차 설계의 큰 틀 아래 세부적으로 러너와 베어링 설계 기술과 발전기의 회전체와 축 안정성, 회전체 동역학 기술 등이 개발되어지고 있으며, 이에 따라 다양한 형태의 수차 발전기의 개발과 접목이 이루어지고 있다.

이외에도 에너지 변환기술과 에너지 생산의 안정적인 운영을 위한 안정성, 수력발전을 운영하기 위한 최적의 자동제어 기술과 이를 통하여 원격제어 기술과 무인화, 원격 통제기술로서의 상태진단 및 패턴 분석 등이 부속기기와도 연동하여 완전 자동화를 가능하게 하고 있다.

또한 발전된 전력의 송배전기술을 주도하는 계통망의 효율성에 대한 기술과 전력 활용과 저장의 기술이 지속적으로 개발되어지고 있으며 효율적인 전력망 운용 기술 등으로 운영의 합리성을 도모하고 있다.

이러한 기술들은 발전의 영역에서 효율적인 관리의 전환으로 주목되고 있다. 특히 중규모 수력과 다르게 소수력 기술은 소규모설비의 경우 독창성과 다양성을 기술로 하여 적은 낙차와 유량을 활용하고 틈새시장을 활용하는 창의적 기술이 평가 받는다.

이에 따라 기존의 원자력 및 화력 등의 대규모 중앙 집중형 에너지 공급원의 건설이나 송·배전의 갈등과 문제점에서 탈피해 중규모 이상의 독립적이며 분산 형태의 에너지원으로 변화와 신·재생에너지원의 다양한 접목과 개발 방향을 찾아야하는 실정이 다가오고 있는 것이다.


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