소규모 수력 발전은 탄소 중립 목표 달성에 어떤 역할을 할까요?

중국의 소규모 수력 자원 개발률은 평균 60%에 달하며, 일부 지역은 90%에 육박합니다. 본 연구에서는 탄소 정점과 탄소 중립이라는 배경 속에서 소규모 수력 발전이 녹색 전환 및 신에너지 시스템 개발에 어떻게 기여할 수 있는지 탐구합니다.
소규모 수력 발전은 중국 농촌 지역의 전력 소비 문제 해결, 농촌 경제 및 사회 발전 지원, 그리고 기후 변화 대응에 중요한 역할을 해왔습니다. 현재 중국의 소규모 수력 자원 개발률은 평균 60%에 달하며, 일부 지역은 90%에 육박하고 있습니다. 소규모 수력 발전 개발의 초점은 점진적 개발에서 자원 개발 및 관리로 옮겨가고 있습니다. 최근 기자는 중국 수자원부 산하 국제 소규모 수력 발전 센터 소장이자 중국 수자원협회 수력 발전 위원회 위원장인 쉬진차이 박사를 만나 탄소 정점과 탄소 중립이라는 배경 속에서 소규모 수력 발전이 어떻게 녹색 전환과 신에너지 시스템 발전에 기여할 수 있는지에 대해 알아보았습니다.
소규모 수력 발전은 탄소 중립 목표 달성에 어떤 역할을 할까요?
지난해 말, 136개국이 탄소 중립 목표를 제시했는데, 이는 전 세계 이산화탄소 배출량의 88%, GDP의 90%, 그리고 인구의 85%를 포괄하는 수치입니다. 전 세계적인 녹색 및 저탄소 전환 추세는 거스를 수 없습니다. 중국 또한 강력한 정책과 조치를 채택하여 2030년 이전에 이산화탄소 배출량 정점을 찍고 2060년 이전에 탄소 중립을 달성하기 위해 노력하겠다고 제안했습니다.
전 세계 온실가스 배출량의 70% 이상이 에너지와 관련되어 있으며, 기후 위기에 대응하기 위해서는 온실가스 배출량을 엄격하게 통제해야 합니다. 중국은 세계 최대 에너지 생산국이자 소비국으로, 전 세계 에너지 생산량의 약 5분의 1, 소비량의 약 4분의 1을 차지합니다. 중국의 에너지 자원은 석탄이 풍부하고 석유와 천연가스 매장량은 적은 편이며, 석유와 천연가스에 대한 외부 의존도는 각각 70%와 40%를 넘어섭니다.
하지만 최근 중국의 신재생에너지 발전 속도는 누구에게나 명백합니다. 지난해 말 기준 중국의 신재생에너지 총 설치 용량은 12억 킬로와트를 넘어섰고, 전 세계 신재생에너지 설치 용량은 약 33억 킬로와트였습니다. 즉, 전 세계 신재생에너지 설치 용량의 3분의 1 이상이 중국에 있다고 할 수 있습니다. 중국의 청정에너지 산업은 태양광과 풍력 발전이라는 핵심 분야에서 세계 시장 점유율 70%를 차지하며 세계적인 선도적 위치를 확보했습니다.
재생에너지의 급속한 발전은 필연적으로 규제 자원에 대한 수요 증가로 이어질 것이며, 수력발전의 규제적 이점 또한 더욱 두드러질 것입니다. 수력발전은 가장 성숙한 재생에너지 기술로서 전 세계 탄소 중립 달성에 긍정적인 역할을 할 것입니다. 이에 따라 미국 정부는 전국 수력발전소의 현대화 및 개선에 6억 3천만 달러를 투자할 계획이며, 특히 수력발전소 유지보수 및 효율 향상에 중점을 둘 것입니다.
소규모 수력 발전은 중국 수력 발전 산업에서 차지하는 비중은 상대적으로 작지만, 여전히 매우 중요합니다. 중국에는 저수 용량이 10만 세제곱미터 이상인 소규모 수력 발전소가 1만 개 이상 있으며, 이는 지역 신에너지 통합 및 소비 비중이 높은 상황에서 에너지 저장 및 조절을 위한 독특한 자원입니다.
소규모 수력 발전 개발과 생태 환경과의 조화로운 공존
탄소 정점 및 탄소 중립이라는 맥락에서, 소규모 수력 발전의 개발 방향은 새로운 전력 시스템 구축에 적응하고 소규모 수력 발전 개발과 생태 환경의 조화로운 공존을 달성하는 방향으로 전환되었습니다. 2030년 이전 탄소 정점 대응 행동 계획은 에너지 녹색화 및 저탄소 전환 활동의 중요한 부분으로서 소규모 수력 발전의 녹색 개발을 가속화할 것을 명확히 제시하고 있습니다.
최근 중국은 소규모 수력 발전의 녹색 전환 및 개발에 있어 많은 실천적 조치를 취해왔습니다. 그중 하나는 소규모 수력 발전의 효율 향상 및 용량 확대 개보수입니다. 제12차 5개년 계획 기간 동안 중앙 정부는 85억 위안을 투자하여 4,300개의 농촌 수력 발전소의 효율 향상 및 용량 확대 개보수를 완료했습니다. 제13차 5개년 계획 기간 동안에는 총 46억 위안을 투자하여 22개 성의 2,100개 이상의 소규모 수력 발전소의 효율 향상 및 용량 확대 개보수를 완료했으며, 1,300개 이상의 하천에 생태 전환 및 복원 사업을 추진했습니다. 2017년에는 국제소규모수력발전센터가 "지구환경기금(GEF)" 중국 소규모 수력 발전 효율 향상, 확장 및 전환 부가가치 사업을 기획 및 시행했습니다. 현재 8개 성에서 19개 사업의 시범 사업이 완료되었으며, 그 경험을 정리하여 국제적으로 공유하고 있습니다.
두 번째는 수자원부가 시행하는 소규모 수력 발전소 정화 및 보수 사업으로, 하천 연결성 복원 및 건조된 하천 구간 복구 등이 포함됩니다. 2018년부터 2020년까지 양쯔강 경제벨트 사업에서는 2만 5천 개 이상의 소규모 수력 발전소를 정화 및 보수했으며, 2만 1천 개 이상의 발전소에 대해 규정에 따른 생태 유량 확보 및 다양한 규제 플랫폼 연계를 완료했습니다. 현재 황하 유역에서는 2,800개 이상의 소규모 수력 발전소에 대한 정화 및 보수 사업이 진행 중입니다.
세 번째는 친환경 소형 수력 발전 시범 발전소를 건설하는 것입니다. 2017년 친환경 소형 수력 발전이 도입된 이후, 지난해 말까지 중국은 900개 이상의 친환경 소형 수력 발전소를 건설했습니다. 현재 소형 수력 발전의 친환경 전환 및 개발은 국가 정책으로 자리 잡았습니다. 여러 성 및 시의 많은 소형 수력 발전소들이 친환경 소형 수력 발전 기준을 개선하고, 생태 유량 및 모니터링 시설을 확충하며, 하천 생태 복원 사업을 시행하고 있습니다. 우리는 이러한 모범적인 친환경 소형 수력 발전 시범 사업을 통해 하천 유역, 지역, 나아가 소형 수력 발전 산업 전반의 친환경 전환을 가속화하고자 합니다.
네 번째는 소규모 수력 발전소를 현대화하는 것입니다. 현재 많은 소규모 수력 발전소들이 기존의 독립적이고 분산된 개별 발전소 운영 방식에서 벗어나 지역 또는 유역을 기반으로 하는 발전소 클러스터의 통합 운영 방식을 구축하고 있습니다.
"이중 탄소" 목표 달성을 지원합니다.
전반적으로, 과거 소규모 수력 발전소 건설은 전력 공급 및 농촌 전력화 달성을 목표로 했습니다. 현재 소규모 수력 발전소의 개보수는 발전소의 효율성, 안전성 및 생태적 효과를 개선하고 고품질의 친환경 전환을 실현하는 데 중점을 두고 있습니다. 미래 소규모 수력 발전의 지속 가능한 발전은 에너지 저장 규제에 있어 독보적인 역할을 수행하며, "이중 탄소" 목표 달성에 기여할 것입니다.
앞으로 기존의 소규모 수력 계단식 발전소를 양수 발전소로 전환하여 다양한 재생 에너지의 소비를 촉진하고 소규모 수력 발전의 친환경적 전환을 이룰 수 있습니다. 예를 들어, 지난해 5월 쓰촨성 아바현 샤오진현의 춘창바 양수 발전소는 개보수를 통해 수력, 태양광, 양수 발전이 통합된 시스템을 구축했습니다.
또한, 수력 발전과 신에너지는 상호 보완성이 강합니다. 소규모 수력 발전소는 분포 범위가 넓고 수량이 많지만, 전력 공급 조절에 있어 그 역할을 제대로 수행하지 못하는 경우가 많습니다. 이러한 소규모 수력 발전소는 가상 발전소에 참여하여 운영 제어 및 시장 거래의 협력적 최적화를 달성하고, 전력망에 피크 부하 저감, 주파수 조절, 백업 등의 보조 서비스를 제공할 수 있습니다.
간과할 수 없는 또 다른 기회는 수력 발전과 녹색 인증서, 녹색 전력, 탄소 배출권 거래의 결합이 창출할 새로운 가치입니다. 국제 녹색 인증서를 예로 들면, 2022년 우리는 소규모 수력 발전을 위한 국제 녹색 인증서 개발을 시작했습니다. 국제 소규모 수력 발전 센터의 리수이 시범 구역에 있는 19개 발전소를 국제 녹색 인증서 개발 시범 사업으로 선정하여, 첫 번째 6개 발전소에 대해 14만 장의 국제 녹색 인증서 등록, 발행 및 거래를 완료했습니다. 현재 풍력, 태양광, 수력 등 모든 국제 녹색 인증서 중에서 수력 발전이 가장 많은 발행량을 기록하고 있으며, 그중 소규모 수력 발전이 약 23%를 차지합니다. 녹색 인증서, 녹색 전력, 탄소 배출권 거래는 신에너지 프로젝트의 환경적 가치를 반영하여 녹색 에너지 생산과 소비를 위한 시장 시스템과 장기적인 메커니즘을 구축하는 데 도움이 됩니다.
마지막으로, 중국에서 소규모 수력 발전의 친환경적 개발은 농촌 활성화에도 기여할 수 있다는 점을 강조해야 합니다. 올해 중국은 "수천 개의 마을을 위한 풍력 발전 사업"과 "수천 가구를 위한 태양광 발전 사업"을 시행하고 있으며, 전국적으로 분산형 옥상 태양광 발전 시범 사업을 꾸준히 추진하여 농촌 지역의 청정에너지 사용을 증진하고 농촌 에너지 혁명 시범 사업을 추진하고 있습니다. 소규모 수력 발전은 독특한 에너지 저장 및 조절 기능을 갖춘 재생 에너지원이며, 산간 지역에서 비교적 쉽게 가치 전환이 가능한 친환경 제품입니다. 이는 농촌 에너지의 청정 저탄소 전환을 촉진하고 공동 번영에 기여할 수 있습니다.