탄소중립 실현 친환경 물에너지 3총사 '수상태양광·수열·그린수소'

▲합천댐 수상태양광 전경. (사진제공=한국수자원공사)

2030 국가온실가스 감축목표 달성과 2050 탄소중립 실현을 위해 수상태양광과 수열에너지, 그린수소 등 친환경 물에너지가 저탄소 청정에너지로 주목받고 있다. 이들 대표 재생에너지는 온실가스 감축과 미세먼지 저감뿐만 아니라 일자리 창출 등 국민 체감형 사회적 가치 사업으로도 자리잡고 있다.

한국수자원공사는 지난해 국내 최초로 '물분야 2050 탄소중립 로드맵'을 수립했다. 로드맵은 탄소중립 비전과 감축수단, 속도 등에 대한 방향성을 제시하고, 2050년 780만 톤의 온실가스를 감축해 2050년 온실가스 전망치 대비 9배를 감축한다는 계획을 수립했다.

수자원공사는 이를 위해 △탄소제로 물관리 △물에너지 확대 △그린수소 활성화 △흡수원의 조성의 4대 전략 수립과 12가지 이행과제 선정으로 수단과 방향을 구체화했다.

◇물에너지 맏형 '수상태양광'…주민참여형 모델로 개발 가속도

물에너지 가운데 가장 활성화하는 분야는 수상태양광이다. 수상태양광은 재생에너지와 해양기술이 결합된 융복합 시설로 태양광 모듈을 댐, 저수지 등 수면을 활용해 설치하는 친환경 발전시설이다.

호수나 댐 저수지 물 위에 태양광을 설치함으로써 넓은 공간에 발전시설을 설치할 수 있고, 수면 위 냉각효과로 육상태양광에 비해 약 5%가량 높은 발전량을 갖고 있어 친환경발전설비로 조명받고 있다.

수자원공사는 2011년부터 댐 수면 활용과 더불어 주민참여라는 새로운 관점으로 접근해 개발·설치 중이다. 현재 주민참여형 수상태양광 사업인 합천댐 41.5㎿ 발전 규모를 포함해 보령댐과 소양강댐, 충주댐 등 총 47.5㎿의 수상태양광을 운영 중이다.

수자원공사 관계자는 "합천댐의 경우 20여 개 마을에서 1400여 명의 주민이 약 31억 원을 투자했고, 발전소 운영 기간인 20년 동안 투자수익이 제공될 예정"이라며 "지역 주민이 참여해 수익을 공유하고 지역사회 이익 환원, 일자리 창출 등 사회적 가치 향상은 물론 사업 수용성을 높여 친환경에너지 사업으로 각광받고 있다"고 설명했다.

올해 13개 댐, 16개 사업을 통해 389㎿ 규모를 추가 개발하고, 나아가 전국 34개 댐을 대상으로 확대할 계획이며 2030년까지 온실가스 576만 톤을 감축할 수 있을 전망이다.

▲강원도 수열클러스터 조감도. (자료제공=한국수자원공사)

◇수온 활용 냉난방 '수열에너지' 강원도·부산서 본격 조성

냉난방 에너지를 획기적으로 줄일 수 있는 수열에너지도 물에너지에서 빼놓을 수 없는 역할을 하고 있다. 수열에너지란 여름철 수온이 대기보다 낮고, 겨울철에는 높은 특성을 활용해 물을 열원으로 냉난방하는 시스템이다.

수열을 이용하면 평균 35%의 에너지를 줄일 수 있고, 화석연료 대비 약 38%의 온실가스 배출량을 줄일 수 있다. 대규모 냉방설비에서 필수적으로 사용하는 냉각탑을 제거해 진동 제거, 옥상 녹지화, 건물 하중 감소 등 효과도 가져올 수 있다.

특히 수열에너지는 2019년 신재생에너지법 시행령 개정으로 기존 해수표층에서 하천수(댐·광역원수 포함)까지 확대돼 수자원을 활용한 수열에너지 또한 신재생에너지로 인정받게 됐다.

아울러 지난해 3월 4대강 수계법 시행령 개정에 따라 수열에너지 생산을 위해 하천수 사용 시 물이용부담금(한강 기준 170원/톤)이 면제되고, 면제되고, 하천법 시행령 개정으로 하천수 요금(52.7원/톤)이 발전용수 단가(0.00633원/톤)으로 낮아졌다.

수자원공사 관계자는 "하천수를 활용해 수열에너지를 생산하면 하천수 이용단가가 대폭 감면되며, 공공건물, 국책사업, 민간의 에너지 다소비 건물 등을 대상으로 수열에너지 사용이 활성화될 전망"이라고 밝혔다.

실제로 수자원공사는 강원도 수열에너지 클러스터와 부산에코델타시티 내 수열 공급 사업을 추진 중이다.

◇탄소배출 제로 '그린수소'…초순수 기술 바탕 경쟁력 확보

재생에너지에서 생산해 생산과정에서 탄소배출이 아예 없는 그린수소도 부상하고 있다. 특히 수자원공사는 그린수소 생산과정에서 재생에너지와 함께 꼭 필요한 고순도의 물을 생산하는 기술을 확보하고 있다. 수자원공사는 연간 300건 이상의 물관리 전 분야 기술개발 및 실증화 경험을 통해 세계적 수준의 수전해 기술을 보유하고 있다.

수자원공사는 축적된 기술을 바탕으로 지난해 그린수소 실증사업 2건과 그린수소 국가 연구개발(R&D)에 참여해 기술력 상용화에 속도를 높이고 있다.

이 중 성남수소 실증사업은 수자원공사 자체적으로 성남정수장의 소수력 2기(700㎾)를 설치해 하루에 수소 188㎏(수소버스 6대분) 생산이 가능한 시설을 구축하는 사업 올해 구축을 완료하고 내년부터 본격적인 실증 및 상용화 연구 돌입할 예정이다.

또 안산시 수소인프라 구축사업은 풍력(3㎿)·태양광(1㎿)을 설치해 하루에 수소 240㎏을 생산 가능한 시설을 구축하는 사업으로, 역시 올해 안에 설치 및 시운전을 완료한 뒤 내년부터 본격적인 상용화 연구를 시작한다.