[인터뷰] 코리아츠쿠바 고민지 대표가 말하는 양수발전이 ‘보물 같은 설비’로 불리는 이유

[이넷뉴스] “전력계통을 제어하는 전 세계 전력거래소 종사자들은 양수발전에 대해 보물 같은 설비라고 말합니다.”

한국과 일본 수력∙양수발전의 가교역할을 하고 있는 코리아츠쿠바 고민지 대표는 양수발전에 대해 이같이 표현했다. 전력거래소 종사자들이 양수발전을 이처럼 극찬하는 이유가 무엇인지 독특한 이력으로 눈길을 끄는 고 대표를 만나 물었다.

2002년부터 전력분야에 몸담고 있는 고 대표는 특별한 계기로 수력산업에 뛰어들었다. 와세다대학교와 동 대학원을 다닌 고 대표는 일본 유학시절 번역 일을 맡아 하곤 했다. 당시 번역 일을 맡긴 사람 중 한 명이 일본의 수력발전소에 히타치의 수력기기를 납품하고, 한국전력 그룹사에 화력기기를 납품하는 츠쿠바덴키에 다니던 이였다.

훗날 상사가 된 이와의 이 같은 인연으로 2002년부터 전력분야에서 영업을 하게 됐다. 인문계 출신으로서는 흔치 않은 선택이었다. 고 대표는 “당시 저를 고용한 대표님이 저에게 ‘머지않은 미래에 북한수력시장이 열릴 것이다. 그때 활약하는 것을 꿈꿔보라’며 수력분야 영업을 권했다. 그리고 입사 5년 뒤인 2007년 귀국해 코리아츠쿠바의 지사장을 맡게 됐다”고 설명했다.

고 대표가 수장을 맡고 있는 코리아츠쿠바는 수력산업 분야에서 주로 히타치 수력 영업 에이전트 역할을 해왔다. 이와 함께 국내 수력발전소의 주기기 상태 진단, 수차효율시험 및 성능개선방안제시 등 기술자문을 수행해왔다. 한국수자원공사의 수력기기 국산화 프로젝트에서 선진기술의 이전과 자문을 수행하기도 했다. 2015년 10월에는 한국수력원자력(사장 정재훈, 한수원) 청평수력발전 1∙2호기 성능개선, 노후양수 성능개선 용역을 수행했다. 국내 소수력 기기를 일본에 납품하는 일도 하고 있다.

◇ 수력∙양수발전이 확대돼야 하는 이유

인터뷰를 통해 만난 고 대표는 수력∙양수발전의 중요성을 강조하고 나섰다. 그는 “발전연료를 수입에 의존하는 한국에서 재생에너지 사업을 확산시켜야 하는 것은 당연한 일이다. 재생에너지 중에서도 기술이 안정적으로 정착돼 있으면서 동시에 가장 친환경적인 발전형식은 수력이라고 말할 수 있다”고 말했다.

특히, 양수발전은 잉여전력을 저장해 수요 피크 시 발전하는 배터리에서 최근에는 개념이 더욱 확장되고 있다. 재생에너지의 급증으로 인한 수요와 공급의 밸런스 유지 문제 해결, 그리고 계통의 불안정한 출력과 주파수를 조정하는 역할로 확대되고 있다.

고 대표는 “전력계통에서는 재생에너지로 공급이 증가하고 상대적으로 수요가 적을 때, 공급을 줄여주는 조정력이 필요하다. 조정력이란 발전소가 가진 주파수를 조정할 수 있는 용량을 말하는데, 조정력이 부족하면 주파수가 상승할 우려가 있다”고 설명했다.

또 태양광이나 풍력의 짧은 주기의 출력변동에 대한 조정력도 필요한데, 현재로서는 이에 대응할 수 있는 해결책으로 양수발전이 가장 유력하다고 덧붙였다.

화력발전소의 조정력은 용량대비 약 5%에 불과하지만, 양수발전의 조정력은 출력대비 20%나 되기 때문이다. 고 대표는 “특히, 신기술인 가변속양수는 발전뿐만 아니라, 양수 시에도 조정이 가능하다는 장점이 있다”고 짚었다.

◇ 양수발전에 '이 별명' 붙은 까닭

그러나 이 같은 여러 장점에도 아직 한국에서는 양수발전의 필요성을 크게 대두되지 못하고 있는 것이 현실이다. 그렇다면, 해외에서는 양수발전을 어떻게 바라보고 있을까.

고 대표는 탄소중립의 중요성을 말하면서 양수발전의 필요성을 크게 느끼지 못하는 것은 심각한 문제라고 지적했다. 그러면서 전력계통을 제어하는 전력거래소 종사자들은 양수발전을 ‘보물 같은 설비’라고 칭한다고 전했다.

그러나 양수발전을 어느 국가에나 설치 가능한 것은 아니다. 고 대표는 “양수발전은 발전으로 수익을 창출하는 설비가 아니다. 잉여전력을 양수로 저장하거나 주파수 조정을 하는 전기 품질 유지 설비이자 고가의 설비이기 때문에 생활 수준이 높은 국가에 적합하다”고 설명했다.

양수발전이 안정적으로 자리 잡은 국가 중 하나인 일본은 수력산업의 국산화∙현대화를 이뤄낸 바 있다. 이에 대해 고 대표는 “일본은 근대화 과정에서 빠른 속도로 산업을 발전시키기 위해 광산을 개발하고, 에너지를 만들어내야 했다. 광산 개발에 필요한 모터를 유럽에서 수입해서 쓰다가 고장 나면 유지보수에 오랜 시간이 걸리는 등 많은 불편함을 느꼈다. 그래서 우선, 자체 기술로 모터를 개발했고, 모터 제작기술을 기반으로 수력발전기도 개발했다”고 말했다.

◇ 일본, 대규모 수자원 기반 수력발전 국산화·현대화 이뤄

일본의 수력역사는 120여 년을 훌쩍 넘는다. 고 대표는 일본이 수력기술에서 앞선 이유는 당시의 시대적 배경도 있지만, 가장 큰 원인은 수자원의 규모 때문이라고 짚었다. 일본은 수력산업을 발전시킬 수 있는 많은 잠재력을 보유하고 있다. 고 대표는 “니폰코에이(Nippon Koei) 조사결과에 따르면 현재, 대규모 입지는 포화상태지만, 소수력 개발입지는 아직도 만 군데가 넘는다”고 덧붙였다. 이에 따라 이미 건설된 노후수력의 현대화 사업의 수요도 많다.

그렇다면, 한국 수력산업의 국산화∙현대화 가능성은 어느 정도일까. 고 대표는 “우리나라의 경우, 수력자원이 더 풍부했다면, 설계와 제작기술을 많이 보유할 수 있었을 것”이라고 안타까움을 나타냈다.

그러면서 여러 조건의 입지에서 많은 시행착오를 거친 후에야 비로소 자체 설계기술을 얻을 수 있다고 조언했다. 고 대표는 “1,000메가와트(MW) 규모 가스터빈도 국산화하는데, ‘작은 용량의 수차와 발전기는 왜 못하나’라고 생각하면 이는 큰 오산이다. 수력은 입지마다 낙차와 유량이 다르기 때문에 기기의 표준화가 불가능하고, 입지마다 설계가 달라 건설이 매우 어렵다”고 설명했다.

수력터빈의 설계는 유체설계와 구조설계로 이뤄지는데, 컴퓨터상으로 아무리 높은 효율의 유체설계를 하더라도 구조적으로 탄탄하지 않으면 사고가 발생할 수 있다는 것이다. 고 대표는 그 합의점을 찾기 위해서는 경험치가 필수라고 강조했다.

하지만 우리나라는 수력입지가 적기 때문에 경험치를 쌓기 쉽지 않다는 것이 한계로 작용하고 있다. 고 대표는 “기존 설비를 개선하는 역설계는 근본적인 국산화 기술이 아니라 기술모방에 그치는 것”이라며 역설계에 대해서도 회의적 입장을 나타냈다.

◇ 효율적 운영 및 제어기술 국산화 중요

고 대표는 시급한 것은 효율적인 운영 및 제어기술을 국산화하고 향상하는 것이라고 밝혔다. 일본은 오래전부터 양수발전의 무인화가 이뤄져 있는데, 이를 가능케 한 것은 센서와 원격제어 기술이라는 것이다.

수력산업의 국산화∙현대화를 위해서는 정부와 기업의 역할도 중요하다. 고 대표는 정부와 발전사업자의 적극적인 지원이 있어야 한다고 강조했다. 그는 “연구∙개발(R&D) 기술개발비는 일반적으로 실제 구매가의 3배 이상이 든다. 앞으로 국내 수력시장이 어느 정도 증가할 지 예측하고, 그에 따른 국산화의 필요성을 정확하게 판단하지 않으면, 불필요한 지출이 발생할 수도 있다”고 우려했다.

이어 “국내에도 소수력시장에서 경험을 쌓고 자체 설계기술을 보유한 중소기업들이 적지만 분명히 존재한다. 어려운 시장 환경 속에서도 그 기술을 유지하고 키워나갈 수 있도록 정부와 발전사업자가 적극 지원해주고 기회를 주는 것이 중요하다”고 말했다. 이와 함께 최저가 입찰제도를 개선하고 입찰제도의 경우, 선진사례를 벤치마킹할 필요가 있다는 것이 고 대표의 생각이다.

◇ ‘수급 균형 및 조정력 균형의 검증 플로우’ 우선돼야

한국에 양수발전 추가 건설이 필요하다는 의견이 있다는 말에 고 대표는 “‘입지만 있다면 양수발전소를 무조건 증설해야 한다’는 단순한 논리가 아닌, ‘수급 균형 및 조정력 균형의 검증 플로우’가 우선시돼야 한다”고 말했다.

원자력, 일반수력 및 화력의 경제적 부하를 배분하고, 불가능할 때는 수요의 능동화와 양수발전의 이용을 선택할 수 있어야 한다는 것이다. 그래도 불가능할 때에는 재생에너지의 출력을 제한하는 계통운용 플로우를 전국 단위, 시간 단위로 시뮬레이션했을 때, 과연 현재 우리나라 계통에서 필요한 양수발전의 조정력은 어느 정도이고, 앞으로 어느 정도가 더 필요하게 될지 정부와 계통 운영 측이 검증해야 한다는 것이다.

고 대표는 “한반도 국토에서 설치 가능한 재생에너지의 한계와 계통연계의 한계치가 어느 정도인지는 잘 알지 못한다. 그러나 현재 계획 중인 신규 양수발전소 건설은 다소 늦은 감이 있다”면서 “재생에너지의 출력제한 문제와 계통의 불안정 문제는 계속 발생할 수 있을 것”이라고 예측했다.

고 대표는 양수발전의 필요성은 다시 한 번 강조해도 지나치지 않다고 말했다. 그는 “배터리 에너지저장장치(ESS) 기술이 안정화되고 경제성이 높아지는 것을 기대함과 동시에 예산과 입지만 허락한다면 양수 시 입력조절도 가능한 가변속양수의 도입은 한국에 반드시 필요한 일”이라고 힘주어 말했다.

고 대표가 비교 조사한 바에 따르면, 현재 계획된 신규 양수 3개 소의 발전용량이 추가돼도 일본에 비해서는 턱없이 부족한 상황이다. 재생에너지 증가를 고려하지 않더라도, 한국은 현재 양수발전의 두 배를 뛰어 넘는 추가 건설이 이뤄져야 한다는 것이 고 대표의 주장이다.

일본 양수발전 산업에서 벤치마킹해야 할 점이 또 있다. 바로 양수발전 생태계를 정부 또는 한 기업이 이끌어가는 것이 아니라, 여러 주체가 함께 만들어나가고 있다는 점이다. 고 대표는 “일본은 전력산업을 주도하는 9개 전력사업자와 중전 메이커가 함께 관련 협회 및 학회를 운영한다”면서 수력기술과 관련된 협∙학회에 대해서도 소개했다.

▲전기학회(1888년 창립. 과학자, 엔지니어, 학생 23,000명 이상) ▲전기협회(1929년 창립. 4800개 기업 및 개인회원으로 이뤄짐) ▲전기협동연구회(1967년 창립. 화력∙원자력을 제외한 전기분야 기술을 대상으로 함) ▲터보기계협회(1973년 창립. 증기∙가스터빈∙수력터빈∙풍력터빈 등의 기술 대상) ▲수력발전사업간담회(1966년 창립)가 그것이다.

일본에서는 산∙학이 연계해 끊임없이 논문을 발표하고 있으며, 경험과 기술을 축적해 발행한 간행물은 기술자들에게 사전처럼 활용되고 있다.

◇ 다양한 수력산업 주체 함께 해야

한국에도 수력산업 발전을 위해 힘쓰는 다양한 단체가 있다. 특히, 한수원과 그 산하의 한국수력산업협회(회장 정재훈) 등이 한국 수력분야 발전을 위해 애쓰고 있다. 고 대표는 “한국수력산업협회에 수력발전설비를 운영하는 사업자가 얼마나 많이 함께하고 있는지 궁금하다”면서 “한국수자원공사나 소수력사업자들도 함께 한다면, 더욱 많은 데이터와 힘이 모일 수 있을 것”이라고 제언했다.

이와 함께 에너지와 산업과 관련된 정부기관과 외부단체의 참여도 적극적으로 추진해야 한다고 말했다. 이를 통해 수력발전 운영에 필요한 제도적 문제가 해결되거나 에너지정책의 방향성을 도출하는 노력이 더해질 수 있다는 것이다.

또 수력 분야에는 주기기 보조기기만 있는 것이 아니라, 토목설비도 중요하기 때문에, 댐∙수로 관련 기술분야도 함께 하게 되면 좋을 것 같다는 의견을 덧붙였다.

아울러 고 대표는 “수력 분야의 인재양성을 위한 교육자료, 교육세미나, 문제 사례집, 유지보수 관련 참고자료 등도 체계적으로 한국수력산업협회에서 만들어 나가면 수력산업에 큰 도움이 되지 않을까 생각한다”고 전했다.

◇ 무인화∙원격제어 기술 개발해야

수력 분야 뼈대가 굵은 고 대표. 그가 바라보는 미래 수력∙양수발전 산업의 전망은 어떨까. 고 대표는 “일본은 기술력과 품질은 높지만 고가이고, 중국은 가격 경쟁력이 있지만 품질 신뢰도가 떨어지는 경향이 있어 한국에 의뢰하고 싶어하는 해외바이어들이 많다. 그러나 아쉽게도 한국은 자체 설계기술을 축적하기까지 굉장히 많은 경험과 시간이 필요하다”고 분석했다.

대규모 양수발전 및 가변속양수는 수요가 있지만, 글로벌 메이저 메이커들도 아직 시행착오를 겪고 있는 기술일 만큼 고난도이기 때문이다.

고 대표는 “북한의 노후 수력을 한국이 현대화할 수 있다면 아주 좋은 기회가 되겠지만, 미국의 제재가 있고, 이미 값싼 중국제품이 일부 들어서고 있다”고 짚었다.

그러면서 “국내 신규사업이나 해외에서 수주한 설계·조달·시공(EPC)사업에서 품질 좋은 제품을 선정하고, 유지보수 비용을 낮출 수 있는 엔지니어링 기술과 운영기술을 먼저 확보하는 것이 지름길이다. 국내시장에서 수요가 적은 발전기, 터빈 등의 주기기 기술 개발보다 무인화∙원격제어 기술을 개발하는 것이 정보기술(IT) 강국인 한국에서 시급하다”고 강조했다.

고 대표는 한국과 일본이 수력∙양수발전 산업 발전을 위해 함께 할 수 있는 일들도 여럿 있다고 밝혔다. 일본은 성숙한 기술을 보유하고 있지만, 수력 분야에 종사하는 인재가 많이 감소해 인력난을 겪고 있다. 또 일본은 수력발전 종사자가 발전소 및 변전소의 기계, 전기, 제어를 모두 담당하고, 신규발전소의 종합설계도 담당하고 있다.

한국은 수력발전 현장에 종사하는 인력은 많지만, 수력 운영의 전반적인 지식을 보유하고 있는 인력이 많지 않다.

따라서 고 대표는 “정부 또는 한국수력산업협회와 같은 기관에서 전기사업자들의 지원을 받아, 기술을 습득할 수 있도록 인재를 양성해 일본, 미국 등 선진시장에 진출하는 것도 고려해볼 만 하다”고 말했다.

수력∙양수발전 산업의 장밋빛 미래를 위해 끊임없이 달려갈 고 대표는 인터뷰를 마무리하며 향후 계획을 공유했다.

“지금까지는 국내 수력시장 규모가 작았지만, 에너지 전환시대를 맞이해 앞으로는 신규양수 건설, 가변속양수 도입, 소규모 양수의 계획 등 해야 할 과제들이 많이 생기고 있습니다. 선진기술 도입과 종합설계 및 건설과정에서의 해외기술자문의 협력이 가능할 수 있도록 해당 분야에서 경험이 풍부한 일본 전문가들을 모아 자문팀을 만들고 있습니다. 니즈가 있는 분들이 찾아준다면, 아낌없이 협조하고자 합니다.”

[이넷뉴스=임효정 기자] im@enetnews.co.kr