최근 수력 발전 속도는 꾸준히 발전하고 있으며, 발전의 강도 또한 높아지고 있습니다. 수력 발전은 광물 에너지를 소모하지 않습니다. 수력 발전은 온실가스 배출을 줄이고 생태 환경을 보호하며, 자원 활용도를 높이고 경제·사회 전반의 이익을 증진하는 데 도움이 됩니다. 탄소 중립이라는 배경 하에서 수력 산업의 발전 전망은 앞으로도 오랫동안 밝을 것으로 예상됩니다.
수력 발전은 탄소 중립을 달성하는 데 가장 적합한 전력원 중 하나입니다.
수력 발전은 청정 에너지로서 탄소 배출이나 오염을 발생시키지 않습니다. 재생 에너지로서 물이 있는 한 수력 발전은 무궁무진합니다. 현재 중국은 탄소 정점 달성 및 탄소 중립화라는 중요한 책임에 직면해 있습니다. 수력 발전은 깨끗하고 오염 물질이 없을 뿐만 아니라 환경 친화적이며, 정점 규제에도 참여할 수 있습니다. 수력 발전은 탄소 중립을 달성할 수 있는 가장 효과적인 전력원 중 하나입니다. 앞으로도 중국의 수력 발전은 "이중 탄소" 목표 달성에 중요한 역할을 할 것입니다.
1. 펌프 저장은 무엇으로 수익을 창출합니까?
중국의 양수발전소는 평균 4킬로와트의 전기를 소비하고, 양수 후 3킬로와트의 전기만 생산하며, 효율은 75%에 불과합니다.
양수발전소는 전력망 부하가 낮을 때 물을 펌프질하여 전기 에너지를 물의 위치 에너지로 변환하고 저장합니다. 부하가 높을 때는 물을 방출하여 전기를 생산합니다. 마치 물로 만들어진 거대한 재충전 가능한 보물과 같습니다.
양수 및 발전 과정에서 손실은 불가피합니다. 평균적으로 양수 발전소는 3kwh의 전력을 양수할 때마다 4kwh의 전력을 소비하며, 평균 효율은 약 75%입니다.
그러면 이런 의문이 생깁니다. 그렇게 거대한 "충전식 보물"을 만드는 데 비용이 얼마나 들까요?
양장 양수발전소는 중국에서 가장 큰 단일 유닛 용량, 가장 높은 순낙차, 그리고 가장 큰 매립 깊이를 자랑하는 최대 규모의 양수발전소입니다. 중국에서 독자적으로 개발 및 제조된 700m 낙차의 40만 kW급 양수발전소가 최초로 설치되어 있으며, 계획 설비 용량은 240만 kW입니다.
양장 양수발전소 프로젝트는 총 76억 2,700만 위안의 투자가 이루어지며, 2단계로 건설될 예정입니다. 설계 연간 발전량은 36억 kwh, 연간 양수 전력 소비량은 48억 kwh입니다.
양 저장 발전소는 광둥 전력망의 계절적 최대 부하를 해결하는 경제적인 방안일 뿐만 아니라, 원자력 및 서부 전력의 이용 효율과 안전 수준을 향상시키고, 신에너지를 개발하며, 원자력의 안전하고 안정적인 운영에 협력하는 중요한 수단입니다. 광둥 전력망 및 네트워크 시스템의 안정적이고 안전하며 경제적인 운영을 보장하고, 전력망 운영의 안전성과 신뢰성을 향상시키는 데 중요하고 긍정적인 의의를 지닙니다.
에너지 손실 문제로 인해 펌프 축전 발전소는 발전량보다 훨씬 많은 전기를 사용합니다. 즉, 에너지 관점에서 펌프 축전 발전소는 손실을 볼 수밖에 없습니다.
그러나 펌프 저장 발전소의 경제적 이익은 발전량 자체에 달려 있지 않고, 피크 셰이킹과 밸리 필링의 역할에 달려 있습니다.
최대 전력 소비 시 발전하고, 저전력 소비 시 양수 발전은 많은 화력 발전소의 가동 및 정지를 방지하여 화력 발전소의 가동 및 정지 과정에서 발생하는 막대한 경제적 손실을 방지할 수 있습니다. 양수 발전은 주파수 변조, 위상 변조, 블랙 스타트 등의 기능도 수행합니다.
지역별 양수발전소의 충전 방식은 서로 다릅니다. 용량 임대료 제도를 채택하는 지역도 있고, 이분형 전기요금제를 채택하는 지역도 있습니다. 용량 임대료 외에도 피크밸리 전기요금 차이를 통해 수익을 창출할 수도 있습니다.
2. 2022년 신규 펌프 저장 프로젝트
연초부터 펌프 저장 프로젝트의 체결 및 착공 소식이 꾸준히 보도되고 있다. 1월 30일, 투자액 86억 위안 이상, 설비용량 120만 킬로와트의 우하이 펌프 저장 발전소 프로젝트가 내몽골자치구 에너지국으로부터 승인 및 비준을 받았다. 2월 10일, 총 투자액 70억 위안, 120만 킬로와트의 샤오펑강 펌프 저장 발전소 프로젝트가 우한에서 체결되어 후베이성 이링에 정착했다. 2월 10일, 산시성 허진시 인민정부와 SDIC 전력회사가 펌프 저장 발전소 프로젝트에 대한 투자 협력 협정을 체결하여 120만 킬로와트 펌프 저장 프로젝트를 개발할 계획이다. 2월 14일, 총 설비용량 140만 킬로와트의 후베이성 뤄톈에서 후베이성 핑위안 펌프 저장 발전소의 착공식이 거행되었다.
불완전한 통계에 따르면, 2021년 이후 1억 킬로와트 이상의 양수 발전 프로젝트가 중요한 진전을 이루었습니다. 그중 국가전력망(State Grid)과 중국남방전력망(China Southern Power Grid)은 2,470만 킬로와트를 돌파하며 양수 발전 프로젝트 건설의 주력으로 자리매김했습니다.
현재 양수 발전은 제14차 5개년 계획 기간 동안 양수 발전과 관련된 양수 발전의 핵심 분야 중 하나로 자리 잡았습니다. 중국에서 가동 중인 양수 발전 발전소 중 국가전력망공사 산하 국가전력망신위안(新源)과 남전력망공사 산하 남전력망첨두저감 및 주파수변조회사가 주요 지분을 차지하고 있습니다.
작년 9월, 국가전력망공사(State Grid) 신바오안(Xin Baoan) 사장은 국가전력망공사가 향후 5년간 전력망의 전환 및 업그레이드를 촉진하기 위해 최대 3,500억 달러(약 2조 위안)를 투자할 계획이라고 공개적으로 밝혔습니다. 2030년까지 중국의 양수 발전 설비 용량은 현재 2,341만 킬로와트에서 1억 킬로와트로 증가할 예정입니다.
작년 10월, 중국남방전력공사 회장이자 당 지도조 서기인 멍진핑(孟振平)은 남부 5개 성(省) 양수발전소 건설 동원회의에서 양수발전소 건설을 가속화할 것이라고 발표했습니다. 향후 10년 동안 2,100만 킬로와트 규모의 양수발전소가 완공되어 가동될 예정입니다. 또한, 16차 5개년 계획 기간 중 가동될 예정인 1,500만 킬로와트 규모의 양수발전소 건설도 착공될 예정입니다. 총 투자액은 약 2,000억 위안으로, 남부 5개 성(省)의 약 2억 5,000만 킬로와트 규모의 신재생에너지 보급 및 소비를 충족할 수 있을 것으로 예상됩니다.
두 대형 전력망 회사는 적극적으로 웅장한 청사진을 그리는 동안 펌프 저장 자산을 재편했습니다.
작년 11월, 중국 국가전력망공사(State Grid Corporation of China)는 국가전력망신위안홀딩유한공사(State Grid Xinyuan Holding Co., Ltd.)의 지분 51.54%를 국가전력망신위안그룹유한공사(State Grid Xinyuan Group Co., Ltd.)에 무상 양도하고 양수발전 자산을 통합했습니다. 향후 국가전력망신위안그룹유한공사는 국가전력망 양수발전 사업의 플랫폼 기업이 될 것입니다.
2월 15일, 수력 발전을 주력으로 하는 윈난 원산전력(雲南文山電力)은 중국남방전력망(China Southern Power Grid Co., Ltd.)이 보유한 중국남방전력망 피크저감 및 주파수변조 발전(China Southern Power Grid Peak Shaving and Frequency Modulation Power Generation Co., Ltd.)의 지분 100%를 자산 교체 및 유상증자를 통해 인수할 계획이라고 발표했습니다. 이전 발표에 따르면, 원산전력은 중국남방전력망의 양수발전 사업의 상장 기업 플랫폼이 될 예정입니다.
"양수 발전은 현재 세계에서 가장 성숙하고 신뢰성이 높으며 깨끗하고 경제적인 에너지 저장 수단으로 인정받고 있습니다. 또한 전력 시스템에 필요한 관성 모멘트를 제공하고 시스템의 안정적인 운영을 보장합니다. 양수 발전은 신에너지를 중심으로 하는 새로운 전력 시스템을 뒷받침하는 중요한 기술입니다. 기존의 다른 피크 저감 및 에너지 저장 방식과 비교했을 때, 양수 발전은 훨씬 더 포괄적인 이점을 제공합니다."라고 시노하이드로(Sinohydro)의 수석 엔지니어인 펭 카이데(Peng Caide)는 지적했습니다.
물론, 전력망의 신규 에너지 수용 능력을 향상시키는 가장 좋은 방법은 양수 발전이나 전기화학 에너지 저장 장치를 구축하는 것입니다. 그러나 기술적 관점에서 볼 때, 현재 전력망에서 가장 경제적이고 효과적인 에너지 저장 방식은 양수 발전입니다. 이는 현재 국제 사회의 공통된 의견이기도 합니다.
기자는 현재 중국의 양수 및 저장 장치 설계 및 제조가 기본적으로 국산화되었고 기술도 성숙 단계에 접어들었다고 밝혔습니다. 향후 투자 비용은 약 6,500위안/kW 수준으로 유지될 것으로 예상됩니다. 석탄 발전의 유연변환에 필요한 피크 저감 용량은 kW당 500~1,500위안으로 낮을 수 있지만, 유연변환을 통해 얻는 피크 저감 용량은 kW당 약 20%에 불과합니다. 즉, 석탄 발전의 유연변환은 1kW의 피크 저감 용량을 확보해야 하며, 실제 투자 비용은 약 2,500~7,500위안입니다.
중장기적으로 양수 발전은 가장 경제적인 에너지 저장 기술입니다. 양수 발전은 새로운 전력 시스템의 요구를 충족하고 경제성이 더 뛰어난 유연한 전력원입니다. 업계 관계자는 기자에게 다음과 같이 강조했습니다.
투자가 점차 증가하고, 기술 혁신이 계속되고, 프로젝트가 빠르게 진행됨에 따라 펌프 저장 산업은 획기적인 발전을 이룰 것입니다.
작년 9월, 국가에너지국은 펌프 저장 중장기 발전 계획(2021-2035)(이하 "계획"이라 함)을 발표하였는데, 이 계획에 따르면 2025년까지 가동되는 펌프 저장 총 용량은 13차 5개년 계획의 두 배로 늘어나 6,200만 킬로와트가 넘을 것으로 예상된다. 2030년까지 가동되는 펌프 저장 총 용량은 14차 5개년 계획의 두 배로 늘어나 약 1억 2,000만 킬로와트가 될 것으로 예상된다.
새로운 전력 시스템 구축의 필수적인 부분으로, 에너지 저장의 하위 분야인 펌프 저장 시스템의 건설 진행률이 예상을 뛰어넘을 것으로 기대됩니다.
"14차 5개년 계획" 기간 동안 양수 발전의 연간 신규 설비 용량은 약 600만 킬로와트에 달할 것이며, "15차 5개년 계획"은 1,200만 킬로와트로 더욱 확대될 예정입니다. 과거 데이터에 따르면 양수 발전의 연간 신규 설비 용량은 약 200만 킬로와트에 불과합니다. 킬로와트당 평균 투자 규모를 5,000위안으로 가정할 때, "14차 5개년 계획"과 "15차 5개년 계획" 기간의 연간 신규 투자 규모는 각각 약 200억 위안과 500억 위안에 달할 것으로 예상됩니다.
계획에 언급된 "기존 수력 발전소의 양수 발전 전환" 또한 매우 중요합니다. 기존 수력 발전소를 하이브리드 양수 발전으로 전환하는 것은 운영 비용이 낮고 새로운 에너지 소비 및 신규 전력 시스템 구축에 유리한 경우가 많으므로, 이 점에 유의해야 합니다.
게시 시간: 2022년 8월 15일
