춘천발전소

지난 17일 경기도 가평군 북한강 인근, 호랑이 울음소리가 잦았다고 해 이름 붙여진 호명산(虎鳴山). 정상에 오르자 백두산 천지를 연상케하는 드넓은 호수가 펼쳐졌다. 이름하여 ‘호명호수’다. 

호명호수는 전력공급을 위해 청평댐 물을 끌어올려 조성된 인공호수로, 청평양수발전소의 상부 저수지이다. 15만㎡의 면적에 267만t의 물을 담고 있으며, 산 아래의 청평호와 어우러져 ‘2층 호수’ 같은 독특한 경관을 연출하고 있다. 또 호수 한가운데 유유히 떠있는 초대형 거북이는 길이 18m, 폭 10m의 태양광 집열판을 등에 매고 떠다니며 5.2kW(215W짜리 태양광 모듈 24장)의 전기를 생산한다고 한다.

호수를 지나 내려오자 양수발전소로서는 국내 최초이자 동양에서 두 번째로 건설된 한국수력원자력(사장 조석) 청평양수발전소가 자리하고 있었다. 청평양수발전소는 1980년대 경제 성장과 더불어 증가하는 전력 수요를 충당하기 위해 건설, 1980년 4월에 준공됐다.

최승경 청평양수발전소 소장이 브리핑을 하고 있다.

최승경 한수원 청평양수발전소장은 “청평양수발전소의 설비용량은 40만kW(20만kW 2대)로 다른 발전소들에 비해 작아서 그 역할이 미미하다고 생각하는 사람들도 있겠지만, 서울 근교에 위치하고 있어 수도권 전력비상 상황 발생시 신속하게 전력을 공급하는 막중한 역할을 수행하고 있다”며 “양수발전의 기능 중 가장 중요한 것은 전력계통 안정화”라고 강조했다.

이어 “올해는 폭염이 극심해 한여름이 지나도 전력수급은 안심할 수가 없는 상황”이라며 “전력계통의 ‘마지막 보루’ 역할을 담당하는 양수발전소가 제 임무를 차질 없이 수행토록 하겠다”고 말했다. 
 
전력수급 조절을 감당하는 전기저장 창고 양수발전
통상 전기사용이 가장 적은 심야시간대에는 전력 공급량이 수요량을 초과하므로 이 때 기저부하를 담당하는 대형 석탄화력, 원전 등의 발전량을 줄이거나 정지시켜야 하는데, 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라 비효율적 요소가 존재한다. 따라서 전력수요를 늘려 공급과 수요의 균형을 맞춰 주어야 하는데, 이러한 역할을 담당하는 것이 바로 양수발전이다. 전기는 저장이 불가능해 전력수요가 적은 심야의 잉여전력을 이용, 하부댐의 물을 퍼올려 상부댐에 저장했다가 전력수요가 급증할 때 물을 낙하시켜 전력을 생산하는 것이다. 양수발전은 타 발전원과 달리 전력을 간접적으로 ‘저장’해 이용하는 셈이다.

고품질 전기 생산에 한 몫
전기는 일정한 주파수가 유지되어야만 한다. 그렇지 않으면 반도체 및 자동차 등 대규모 공장들은 균일한 제품 생산이 불가능해 품질 경쟁력을 확보할 수 없게 된다. 우리나라 전기의 평상시 주파수는 60±0.2㎐ 정도이며, 이를 유지해야만 고품질 전기라 할 수 있다. 이를 위해서는 매 순간 전력 수요량과 공급량이 일치해야만 한다. 그렇지 못할 경우에는 공장이나 제품 생산에도 나쁜 영향을 주게 되며, 최악의 경우 대규모 정전사태가 발생할 수도 있다.

양수발전은 정지 상태에서 최대 출력에 도달하는 시간이 불과 3분 정도이다. 따라서 돌발적인 사고 등으로 갑작스런 부하 변동시, 즉각적으로 대응할 수 있는 것이 가장 큰 장점이다. 이러한 특징으로 고품질 전력공급의 최종 핵심역할을 수행하는 양수발전을 흔히 전력계통 ‘3분 특공대기조’ 또는 ‘구원투수’라고 부르기도 한다.

또한 양수발전은 외부 도움 없이도 스스로 신속하게 전력을 생산할 수 있는 또 다른 중요한 특징이 있다. 만일의 경우 우리나라 전체 전력공급이 중단되었을 때 양수발전소에서 생산된 전력으로 인근 대용량 발전소가 정상 가동될 수 있도록 도와주는 ‘불쏘시개’ 역할을 담당하고 있다.

수력교육훈련센터

글로벌 수력인재 양성의 요람
청평양수발전소를 둘러본 뒤 지난 7월 준공한 수력교육훈련센터로 자리를 옮겼다. 센터는 총면적 2,435m2 부지에 33개의 생활관, 각종 모의 훈련실 등 다양한 교육시설을 갖추고 있다. 기존 수력교육훈련센터는 강의실이 1곳밖에 없어 동시에 여러 과정을 교육할 수 없었고, 실습실도 없었다. 또 생활실과 식당 등 교육생 복지를 위한 공간도 없어 교육 여건이 열악했던 것이 사실이다. 이에 한수원은 센터를 새롭게 단장해 해외로 뻗어나가는 글로벌 수력인 양성에 박차를 가한다는 방침이다.

한수원은 현재 네팔 차멜리야 지역에 3만kW급 수력발전소를 건설하고 있으며, 최근에는 국내 최초로 중·대수력 설비의 원천기술 확보를 추진하는 등 해외수력 진출을 위한 인적·기술적 기반을 탄탄히 하고 있다. 센터 안내를 맡은 한가학 센터장은 “앞으로는 센터에서 체계적인 해외사업 관련 교육이 가능해 해외 진출에 탄력을 받게 됐다”고 말했다.

기자들의 방문 당시 센터에서는 시뮬레이터 설치가 한창이었다. 시뮬레이터는 올해 말까지 실전과 같은 훈련이 가능한 설비를 갖춰 양질의 교육훈련을 시행한다는 계획이다.

한강원격감시제어소

수력발전의 컨트롤타워 ‘한강원격감시제어소’
이튿날 아침 방문한 강원도 춘천시 신북읍 춘천수력발전소. 이곳에는 한강원격감시제어소가 자리하고 있다. 수력발전소는 발전만큼이나 수자원 관리도 중요하기 때문에 관리를 일원화하는 의미가 매우 크다. 이곳 제어소는 한강수계에 위치한 화천, 춘천, 의암, 청평, 팔당댐을 통합운영하는 한강수계 전체의 ‘컨트롤타워’다.

제어소에 들어서자 대형 화면에 각 발전소의 출력, 강수량, 유입량과 방류량 등의 현황과 수위변동현황 등이 한눈에 펼쳐졌다. 각 발전소별 현황을 한 눈에 볼 수 있는 것은 한수원이 여러 개의 댐을 유기적으로 운영하기 위해 구축, 운영하고 있는 ‘발전 및 수계운영시스템’, 즉‘PAROS(Power And Reservoir Operating System)’덕분이다.

한수원은 이 시스템을 통해 한수원이 운영하는 발전소 뿐 아니라 소양강이나 충주댐 등의 실시간 자료도 수신 받아 발전소 운영에 미치는 영향도 분석하고 있었다. 특히, 발전기를 운영하는 발전사, 송전선로를 운영하는 한전과 전체계통을 관리하는 전력거래소가 유기적인 협력체계를 구축해 운영하고 있다.

배봉원 한수원 운영실장은 “제어소는 발전소 운영 계획에 따라 각 발전소에 발전 및 수문조작을 지시하고 전체 발전소 운전현황을 감시, 제어하고 있다”며 “전체전력계통을 상시 모니터링하면서 계통상황에 즉각적으로 대응할 수 있는 대응체계를 갖췄다”고 설명했다.

화천수력발전소

화천수력발전소를 탈환하라!
“식량은 사올 수도, 빌려올 수도 있지만 전기는 그렇게 할 수 없는 귀중한 자원이니 발전소만은 꼭 탈환해달라”  1951년 5월 이승만 대통령의 한마디에 국군 제6사단은 대대적인 화천수력발전소 탈환 작전에 나섰다. 이 전투에서 중공군 6만2000여 명이 사살되거나 포로로 잡혀 저수지 일대는 피로 물들었고 결국 화천수력발전소를 탈환할 수 있었다고 한다. 이승만 대통령은 이를 기념해 당시 화천 저수지로 불리던 이 호수에 ‘오랑캐를 무찌른 곳’이라는 뜻의 ‘파로호(破虜湖)’라는 이름을 붙여줬다.

한강원격감시제어소를 거쳐 방문한 한수원 화천수력발전소에는 전쟁의 흔적이 여전히 남아있었다. 곳곳의 포탄 자국들은 당시의 전쟁이 얼마나 치열했는지를 보여주는 듯 했다. 

안내를 맡은 한수원 관계자는 “수차례 뺏고 빼앗기는 격전을 치른 뒤 1954년 1,2호기 설비 복구를 모두 완료하면서 화천수력발전소는 발전용량 5만4천kW로 당시 남한 전체 시설용량 19만8천kW의 30%가 넘는 엄청난 비중을 차지했다”고 말했다.

이후에도 휴전회담이 결렬되며 남한의 중요 전력설비인 화천수력을 차지하기 위한 북한의 총 공세는 계속됐다. 하지만 국군의 희생 덕분에 우리 군은 발전소를 지킬 수 있었고, 그 후 화천수력은 지속적으로 발전기를 증설했다. 57년 11월에는 3호기를, 68년 6월에는 4호기를 준공함으로써 시설용량은 10만8천kW로 늘어났다. 2003년 12월에는 비상 방류구에 영구수문을 설치해 최악의 가뭄이나 홍수상황에서도 수도권의 용수 공급과 홍수조절에 기여토록 했다.

실제로 지난 6월 극심한 가뭄으로 소양강댐과 충주댐의 저수량이 가파르게 낮아짐에 따라 한수원은 화천, 춘천 등 발전용댐의 발전방류량을 예년보다 높여 그동안 소양강댐 등에서 담당하던 일부 용수공급 역할을 맡으며 가뭄극복에 앞장서기도 했다. 이렇듯 수력발전소는 전기생산 뿐 아니라 홍수와 가뭄 등 자연재해에도 대응하는 역할을 하고 있다. 

하계·동계 전력수요 피크시의 마지막 보루
현재 국내에는 청평을 비롯해 삼랑진, 청송, 산청 등 7곳의 양수발전소와 춘천 및 화천 등 10곳의 수력발전소가 있다. 이들 발전소의 총 설비용량은 530만㎾로 원자력발전소 5기 용량을 넘는 수준이다. 이는 국내 전체 발전 설비용량의 6.5%를 차지하고 있는 만큼 여름 및 겨울철 전력수요 피크시 예비전력의 마지막 보루로서 매우 중요한 역할을 수행하고 있다.

한수원 관계자는 “상류의 화천댐에서 한강 최하류의 팔당댐에 이르기까지 한강수계 수력발전의 총 책임기관으로서 발전소의 안전운영을 위해 힘쓰고 있다”며 “첨두부하인 수력 및 양수발전의 효율적인 운영으로 전력계통의 안정화에도 최선을 다하겠다”고 말했다.