양수발전은 수력발전 방식이 하나로 밤 같이 전력수요가 적은 시간에 여유전력을 이용해 하부저수지의 물을 상부저수지로 끌어올려 저장했다가 전력수요가 많은 시간대에 저장된 물을 낙하시켜 전력을 생산하게 된다. 

양수발전은 전력수요 급증할 때 발전 기동후 3분만에 전력을 생산해 공급할 수 있으며, 화력이나 원자력 등 대용량 발전소의 불시 정지 또는 광역정전이 발생할 경우 대용량 발전소에 불쏘시개 역할을 할 수 있다. 여기에 전력수요 변동에 따라 주파수, 전압 등이 수시로 변할 때 발전 출력을 조정해 공급함으로써 송전계통의 주파수, 전압 등을 일정한 수준으로 유지하는 기능을 한다. 

국내 양수발전은 청평, 삼랑진, 양양 등 모두 7곳에 16기가 있다. 전체 설비용량은 470만kW, 국내 전체 발전 설비용량의 약 4%를 차지하고 있다. 우리나라 전체 양수발전소는 한수원이 운영, 관리하고 있다. 

최대 낙차 819m 동양 최대 규모 양수발전소

이중 규모면에서 최고는 강원도에 위치한 양양양수발전소다. 상부댐의 총 저수량은 500만톤, 하부댐의 저수량은 1000만톤 가량 된다. 특히, 상부댐과 하부댐간 낙차가 819m로, 동양 최대를 자랑한다. 낙차가 크다보니 위치에너지의 차이가 커 발전효율도 좋다. 4기의 발전기로 총 100만kW의 설비용량을 갖춘 국내 최대 규모의 양수발전소이기도 하다. 이는 원자력발전소 1기와 맞먹는 규모다. 

홍보관 1층에는 양수발전의 원리를 직접 체험할 수 있는 ‘양수발전의 24시’, 물의 낙차, 태양의 열, 바람 에너지를 이용해 에너지 생성과정을 체험할 수는 ‘에너지체험존’이 마련돼 있었으며, 2층에는 지하발전소를 시뮬레이션으로 체험할 수 있는 공간과 양수발전의 전기 생산 및 공급과정으로 보여주는 3D영상관으로 구성돼 있었다. 

지하발전소는 약 2km의 긴 지하터널을 통해 들어갔다. 발전기 4대 중 1대는 계획정비중이었다. 발전기 하나의 규모는 부품 하나 하나를 해체해 정비하는 모습이 믿음직하다는 느낌을 받았다. 

수력발전소의 경우도 전력거래소에서 급전 지시가 내려지면 발전을 시작한다. 발전을 시작하면 발전기가 분당 600번의 회전을 통해 전기를 생산한다. 

발전소에서 나와 구불구불한 길을 따라 30분가량을 올라가니 해발 937m에 위치한 상부댐이 안개 속에서 희미하게 모습을 나타냈다. 고도가 높다보니 구름속에 쌓여 있거나 안개가 드리운 날이 많다고 한다. 

전력계통 안정화 기능 및 불쏘시개 역할

한국수력원자력 고창석 양수발전소장은 “원전이나 석탄처럼 국내 전력의 기저가 되는 대용량 발전소는 아니지만, 대용량 발전소들이 하지 못하는 중요한 기능을 하고 있다”고도 설명했다. 

양수발전소는 전력수요가 적은 밤과 새벽에 하부 댐에 있던 물을 상부 댐으로 끌어올린다. 그리고 전력수요가 급증하는 시간에 전력을 생산한다. 하지만 단순히 급할 때 전기를 생산하는 발전소가 아니라 가장 중요한 기능은 전력계통의 안정화다. 

전기는 일정한 주파수와 전압이 유지돼야 한다. 우리나라의 경우 주파수가 60Hz 수준으로 유지되고 있다. 우리나라가 반도체 강국이 될 수 있었던 주요 요인 중 하나는 바로 질 좋은 전기 즉, 안정적인 주파수와 일정한 전압 덕분이다.  

양수발전은 정지 상태에서 최대 출력까지 불과 3분 이내에 도달할 수 있다. 그렇기 때문에 원전 등 대형 발전소가 정지돼 갑작스럽게 부하가 변동됐을 때 신속하게 주파수 조절에 나설 수 있다.  

뿐만 아니라 양수발전소는 대규모 정전사태가 발생하면 일종의 ‘불쏘시개’ 역할을 한다. 전기 없이 가장 빠르게 전기 생산이 가능하기 때문에 초기 전력을 생산해 다른 전력원들을 복구시키는 기능을 하는 것이다. 

신규 양수발전소 건설 추진

한수원은 제8차 전력수급기본계획에 따라 신규 양수발전소 건설을 추진한다. 그리고 최근 부지선정위원회 심사를 거쳐 발전소 후보지로 충북 영동, 강원 홍천, 경기 포천을 선정했다. 

한수원은 3개 후보부지에 대한 전략환경영향평가 등 관련 절차를 거쳐 정부에 전원개발사업 예정구역 지정을 신청할 예정이며, 지정고시 후 부지별로 실시계획 승인 및 발전사업 허가를 받아 2029년에서 2031년 준공을 목표로 건설을 추진한다는 방침이다. 

한수원 관계자는 “양수발전소는 설비용량 면에서 그 비중은 작지만 다른 어떤 발전원보다도 큰 역할을 담당한다”며, “안전한 발전소 운영으로 안정적인 고품질 전기 공급에 최선을 다할 것”이라고 말했다.