ESS 화재 안전성 개선됐지만…설비 수명 등 한계 극복해야
양수발전 50~100년 장기간 운영 가능…에너지 저장 용이

2023년 8.4% 수준인 국내 재생에너지 발전 비중이 2038년에는 29.2%까지 늘어난다. 재생에너지는 일조량, 바람량·풍속 등 자연환경 변수로 생산량이 일정하지 않다는 '간헐성' 문제가 있다. 이에 정부는 재생에너지 확대와 함께 에너지 저장 장치(ESS), 양수 발전 등으로 간헐성 문제를 극복해 나갈 방침이다.

27일 산업통상자원부 등에 따르면 최근 확정된 국가 에너지 정책인 제11차 전력수급기본계획(전기본)에는 2023년 49.4TWh(테라와트시)인 재생에너지 발전량을 2038년 205.7TWh로 4배 가까이 늘린다는 내용이 담겼다.

간헐성 문제는 재생에너지의 대표적인 한계점으로 꼽힌다. 발전량이 부족해서 수요를 충족하는 문제는 물론 과잉 생산 시에는 전력 계통에 과부하를 가하는 문제도 발생한다.

이를 해결하는 대표적 기술 수단이 ESS다. ESS는 재생에너지에서 과잉 생산된 전력을 저장했다가 부족할 때 출력하는 장치다. 주로 에너지를 저장하는 핵심 부품인 이차전지와 전력 변환 장치, 관리 시스템 등으로 구성된다.

산업부는 2028~2029년 시점에 필요한 2.1GW(기가와트) 규모의 ESS를 2026년부터 확보하는 것을 시작으로 점차 ESS를 늘려나갈 방침이다.

과거 2010년대 ESS 화재 사건이 빈발하며 산업이 위축되기도 했지만 배터리 관리 시스템, 열 관리·화재 진압 시스템이 개선되며 현재는 안전성이 상당히 개선된 상태다. 대신 ESS는 배터리 수명 문제로 지속적인 설비 교체, 높은 초기 투자비라는 한계는 여전하다.

이에 대한 또다른 대안으로 꼽히는 것이 양수 발전이다. 양수 발전은 저수지를 배터리처럼 활용하는 것이다. 재생에너지로 생산된 전력으로 물을 높은 지대로 끌어올려 가두고 필요할 때 수력 발전으로 전력을 생산한다.

댐, 수력 발전 설비에 따른 토목 공사 등으로 환경 파괴 우려가 나오기도 하지만 배터리 생산, 폐기 과정에서 발생하는 오염과 비교하면 양수발전이 나은 대안으로 여겨지기도 한다.

양수 발전 시설 수명은 50~100년 단위로 장기간 운용이 가능하다. 또 ESS 대비 대규모 에너지 저장이 쉽다는 장점도 있다.

중국의 경우 2020년 31GW 수준인 양수 발전량을 2030년까지 120GW로 늘린다는 계획을 추진 중이다. 유럽도 '엑스플렉스 하이드로'(XFLEX HYDRO)라는 이름의 프로젝트로 양수 발전 효율을 높이고 환경 영향을 최소화하는 연구를 추진 중이다.

한국에서는 합천, 구례, 영양, 봉화, 곡성, 금산 등에 양수발전소 설치가 추진되고 있다.

출처: [뉴스1] 김승준 기자