​[에너지 지식백과] 재생에너지편 ⑥ 수력(hydropower)

수력

[hydropower]

[한줄 정리] 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는 물의 위치에너지를 운동에너지로 바꾸고, 이를 통해 수력터빈을 돌려 전기를 만드는 것.

수력 발전은 높은 곳의 물을 낮은 곳으로 흘려보내며 그 위치에너지를 운동에너지로 바꾸는 방법이다. 이 운동에너지로 수차, 즉 수력터빈을 돌려 전기를 만든다. 물레방아와 그 원리가 같다.

수력발전소는 일반적으로 물의 양이 많고, 높낮이가 큰 하천에 위치한다. 댐을 통해 평소 많은 양의 물을 모아놓다가 이를 흘려보내 전기를 만든다. 그런데 가끔은 반대 경우도 생긴다. 전기 사용량이 적은 밤, 남아도는 잉여전기로 아래에 있는 물을 위로 퍼올려 저장한 다음 전기 사용량이 많은 낮에 다시 아래로 흘려보내 전기를 생산하는 것이다. 이를 양수발전이라 하며, 주로 일정하게 많은 전기를 생산하는 원전과 같이 활용한다.

[그림 1] 양수발전은 전기 사용량이 적은 시간대에 남는

잉여전기를 활용해 물을 끌어올리고, 전기 사용량이

많은 시간에 그 물을 흘려보내 전력 수요에 대응하는 방식이다.

많은 전력을 일정하게 생산하는 원자력 발전과 궁합이 좋다.

출처: 한국수력원자력

수력 발전의 가장 큰 장점은 빠른 발전시간이다. 1~5분 정도의 짧은 시간 안에 바로 전기를 생산할 수 있어 급박한 전기 수요에 대응할 수 있다. 수자원만 충분하다면 외부 도움 없이 발전망을 가동시킬 수 있기에, 에너지 안보에 중요한 역할을 담당하기도 한다. 다만 연료(물) 자체의 총량이 한정적이라 발전량의 한계가 분명하다. 태양광, 풍력에 비해 발전소 입지가 까다로운 것도 단점에 속한다. 

수력 발전은 2019년 기준 전 세계 발전량의 무려 15.6%를 담당하고 있는 근본 에너지원이다(BP 세계 에너지 통계 리뷰 2020 기준). 이는 다른 재생에너지(10.4%)를 모두 합친 것보다 많지만, 기후변화로 인해 그 위상이 다소 흔들리고 있다. 가뭄으로 수자원 확보가 어려워지고 있기 때문이다. 최근 수력발전이 태양광, 풍력 등 다른 재생에너지원에 비해 상대적으로 주목받지 못하는 이유다.

[그림 2] 수력발전은 발전시간이 빠르고, 외부 도움 없이

발전망을 가동시킬 수 있어 각국의 전력망 구축에 있어 최우선으로

고려되는 근본 에너지원이다. 다만 발전량 한계가 명확하고,

 최근 기후위기로 수자원 확보가 어려워지면서 그 위상이 다소 변하고 있다.

출처: pxhere