양수 발전 에너지의 필요, need for pumped-out energy

 태양이나 바람에서 얻는 재생에너지는 갑자기 생산량을 늘리거나 줄이기 어렵다는 단점이 있다. 이 문제를 해결하는 데 양수 발전이 활용되고 있다.

 

양수 발전은 필요 이상으로 발생하는 에너지로 물을 끌어올려 가둔 다음 필요할 때 흘려보내 수력발전을 하는 것이다. 저수지가 일종의 배터리가 되는 것이다.

 

기후변화 문제 심화에 따라 재생에너지 확보가 환경뿐 아니라 산업적으로 중요한 과제가 되며 양수 발전의 중요성도 부상하고 있다.

중국은 2020년 31GW(기가와트) 수준인 양수 발전량을 2030년까지 120GW까지 늘린다는 중장기 계획을 세웠다.

 

미국도 재생에너지의 20%를 양수 발전에서 얻고 2050년까지 발전량을 순차적으로 늘려나갈 예정이다.

 

유럽은 엑스플렉스 하이드로(XFLEX HYDRO)라는 프로젝트로 수력 발전 개선을 추진 중이다. 프로젝트에서는 양수 발전소의 기술적 개선뿐만 아니라 댐과 같은 인프라 건설 시 환경영향을 줄이려는 연구가 이뤄진다.

 

화학 배터리나 수소를 활용해 과도하게 만들어진 재생에너지를 저장하는 방법도 시도되고 있다.

다만, 화학 배터리 방식은 화재나 배터리 생산과정에의 환경영향 문제를 해결해야 하고 수소는 인프라 확보 및 기술 향상이 필요하다. 이런 문제를 해결하더라도 에너지를 대규모로 저장하기 어렵다는 한계가 있다.

 

양수 발전은 대규모 에너지 저장에 비교적 유리하다.

 

유럽연합(EU) 공동연구센터는 기술보고서에서 "양수 발전은 전 세계에서 가장 큰 에너지 배터리"라며 "풍력 및 태양광 발전소의 휘발성 에너지 출력에 잘 통합될 수 있다"고 평가했다.

 

한국도 충북 영동, 강원 홍천, 경기 포천, 경남 합천, 경북 영양 등에서 양수 발전소가 추진되고 있다.

 

양수 발전은 저장된 물을 흘려보내면 바로 전력 생산이 가능해 유연한 전력 활용에도 유리하다.

 

한국수력원자력은 "양수 발전은 다른 발전 설비보다 기동성이 상대적으로 우수하다"며 "대용량 발전소 고장, 전력 계통의 돌발 사고, 긴급한 부하 변동 등 예기치 못한 상황에 적극적인 대처가 가능해 양질의 전력공급에 중요한 역할을 담당한다"고 설명했다.

 

 

Renewable energy from the sun or wind has the disadvantage that it is difficult to suddenly increase or reduce production. Pumped storage is being used to solve this problem.

Pumped storage is the generation of excess energy that is used to pull up water and trap it, then let it flow when needed to generate hydroelectric power. The reservoir becomes a kind of battery.

As the climate change problem intensifies, securing renewable energy becomes an important task not only for the environment but also for industry, and the importance of pumping power generation is also emerging.

China has set a mid- to long-term plan to increase pumping power generation to 120 GW by 2030, which is 31 GW (gigawatts) in 2020.

The United States also plans to obtain 20% of its renewable energy from pumping power generation and sequentially increase power generation by 2050.

Europe is promoting hydroelectric power improvement with a project called XFLEX HYDRO. In the project, research is conducted to reduce the environmental impact when constructing infrastructure such as dams as well as technical improvements to pumped-out power plants.

A method of storing excess renewable energy using chemical batteries or hydrogen is also being attempted.

However, the chemical battery method must solve the problem of environmental impact on fire or battery production process, and hydrogen needs to secure infrastructure and improve technology. Even if this problem is solved, there is a limitation in that it is difficult to store energy on a large scale.

Pumped power generation is relatively advantageous for large-scale energy storage.

Positive power generation is the world's largest energy battery, the European Union (EU) Joint Research Center said in a technical report. "It can be well integrated into the volatile energy output of wind and solar power plants."

In Korea, pumping power plants are being promoted in Yeongdong, Chungbuk, Hongcheon, Gangwon, Pocheon, Gyeonggi, Hapcheon, Gyeongnam, and Yeongyang, Gyeongbuk.

Pumped storage power generation is advantageous for flexible power utilization as it can generate power immediately by letting stored water flow.



"Powered power generation is relatively superior to other power generation facilities," Korea Hydro & Nuclear Power said. "It plays an important role in supplying high-quality power by being able to actively respond to unexpected situations such as failure of large-capacity power plants, sudden accidents in power systems, and urgent load changes."