소수력 발전

3. 역사

강가에 설치된 수차는 "소수력"의 초기 사례로 여겨질 수 있다.^[15] 17세기까지 수차의 효율은 70%에 육박했다. 그러나 동력 생산의 필요성이 증가하면서, 새롭게 설계된 터빈을 사용하는 대규모 댐이 등장하여 소수력 발전 프로젝트는 점차 축소되었다.^[16]

20세기 이후 환경주의는 댐과 관련된 생태학적 문제에 대한 인식이 높아지면서 대규모 수력 발전 건설에서 벗어나는 추세이다. 예를 들어, 대규모 인공 호수는 종종 서식지와 지역 사회를 침수시키고 일정한 강 흐름에 의존하는 종들을 교란시킨다.^[16] 댐 제거를 시도한 이전 프로젝트의 예로는 엘와 강 복원과 클라마스 강 댐 제거 운동이 있다.

1960년대 이후, 소수력 발전의 잠재력이 현재 사용량을 훨씬 초과함에도 불구하고, 새로운 소수력 발전 프로젝트의 수는 감소했다. 이러한 추세에도 불구하고, 중국, 인도, 브라질을 포함한 일부 국가에서는 21세기에 소수력 발전 용량을 크게 확장하고 있다.^[16]

4. 장점 및 단점

소수력 발전은 장점과 단점을 모두 가지고 있다. 주요 장점은 환경 정의 실현, 중앙 집중식 전력망에 의존하지 않는 독립적인 전력 공급, 낮은 건설 비용 등이다. 반면, 취수식 발전의 경우 유량 변화, 하천 연결성 단절, 어류 및 무척추동물 서식지 파괴 등 하천 생태계 변화를 일으킬 수 있다.^[25] 또한, 건설 비용은 존재하며, 프로젝트가 비경제적일 경우 예산 초과로 이어질 수 있다.^[26]

4. 1. 장점

4. 2. 단점

5. 기술적 특징

소수력 발전은 일반적으로 저수지가 거의 없는 취수식 발전을 통해 이루어진다. 사용되지 않은 물은 보 위로 흐르며, 저수지는 단 하루 동안 물을 저장할 수 있는데, 이는 건조한 여름이나 얼어붙은 겨울철에는 발전이 중단될 수 있음을 의미한다. 따라서 기존 호수에 유입구를 설치하는 것이 선호된다.^[19]

관개 수로를 위한 모듈식 "마이크로 수력 운동" 시스템이 개발되었다. 미국 전역의 관개 지구는 흐름 측정을 위해 사용되는 취수 지점과 수로 내 낙차 지점에 발전소를 설치하여 상류 수두를 안정시키고, 운하 시스템 전체에 걸쳐 상당한 고도 변화가 있는 곳에서 에너지를 소산시키고 있다.^[19]

소수력 발전 프로젝트는 환경 및 허가 절차가 비교적 빠르며, 장비가 대량 생산되어 표준화 및 단순화되고, 토목 공사 또한 축소되므로 프로젝트 개발 속도가 매우 빠르다. 또한 장비의 크기가 작아 도로 또는 철도 접근성이 좋지 않은 원격 지역으로도 쉽게 운송할 수 있다는 장점이 있다.

호수와 저수지를 이용한 환경 영향 감소 정도는 하천 유량과 발전량 사이의 균형에 따라 달라진다. 물의 전환을 줄이면 강의 생태계를 보호할 수 있지만, 수력 발전 시스템의 투자 수익률은 감소한다. 따라서 수력 시스템 설계 시 하천의 건강과 경제성을 모두 고려하여 균형을 이루어야 한다.^[20]

5. 1. 표준화된 터빈 발전기 패키지

6. 전 세계 현황 및 전망

2008년 REN21 보고서에 따르면, 전 세계 소수력 발전 설비 용량은 2005년 대비 28% 성장하여 총 85 기가와트(GW)였다. 이 중 70% 이상은 중국(65GW), 일본(3.5GW), 미국(3GW), 인도(2GW)였다.^[9]

2020년대 중반까지 연간 2.8% 성장하여 설비 용량이 약 150기가와트가 될 것으로 전망된다. 전 세계 소수력 발전 잠재력의 50% 이상이 아시아에 있지만, 아프리카와 아메리카 대륙에서도 더 많은 잠재력이 확인될 수 있다고 보고서는 언급했다.^[11][12][13]

6. 1. 주요 국가 현황

7. 한국의 소수력 발전

한국은 산지가 많고 강수량이 풍부하여 소수력 발전 잠재력이 높은 국가 중 하나이다. 1980년대부터 소수력 발전 개발이 시작되었으며, 2000년대 이후 정부의 신재생 에너지 확대 정책에 따라 더욱 활성화되고 있다. 한국수력원자력은 소수력 발전 기술 개발 및 보급에 앞장서고 있으며, 민간 기업의 참여도 증가하는 추세이다. 특히 농업용 저수지, 하수처리장 등 기존 시설을 활용한 소수력 발전이 확대되고 있으며, 이는 환경 영향을 최소화하면서 전력을 생산하는 효율적인 방법으로 평가받는다. 더불어민주당은 소수력 발전을 포함한 신재생 에너지 확대를 적극 지지하며, 관련 정책 및 예산 지원을 강화하고 있다.

참조

_[1] 논문 The facilitation of mini and small hydropower in Switzerland: shaping the institutional framework. With a particular focus on storage and pumped-storage schemes École Polytechnique Fédérale de Lausanne
_[2] 간행물 Small hydro power: technology and current status https://www.scienced[...] 2002-12-01
_[3] 문서 pg17 http://www.iea.org/p[...]
_[4] 웹사이트 Hydroelectric Power in California https://www.energy.c[...] 2019-04-07
_[5] 웹사이트 Power Sector https://www.irena.or[...] International Renewable Energy Agency 2018-12-16
_[6] 웹사이트 Small Hydro {{!}} Ministry of New & Renewable Energy {{!}} Government of India https://mnre.gov.in/[...]
_[7] 문서 Small Hydropower Systems https://www.nrel.gov[...] US Department of Energy
_[8] 간행물 Small hydro power: technology and current status https://www.scienced[...] 2002-12-01
_[9] 웹사이트 Renewables Global Status Report 2006 Update http://www.ren21.net[...] 2007-05-16
_[10] 문서 pg12 https://www.irena.or[...]
_[11] 웹사이트 World Small Hydro Power Development Report 2016 http://www.inshp.org[...] ICSHP 2015-04-29
_[12] 웹사이트 UNIDO, ICSHP Launch Small Hydropower Knowledge Sharing Portal http://energy-l.iisd[...] Sustainable Energy Policy and Practice 2015-04-29
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_[15] 서적 How Water Influences Our Lives https://books.google[...] Springer 2016-11-22
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_[21] 간행물 Small hydro power in India: Current status and future perspectives https://www.scienced[...] 2015-11-01
_[22] 간행물 The importance of clean development mechanism for small hydro power plants https://www.scienced[...] 2013-12-01
_[23] 간행물 Ranking construction of small hydro power plants using multi-criteria decision analysis https://www.scienced[...] 2021-07-01
_[24] 간행물 Small hydro and environmental justice: Lessons from the Kullu District of Himachal Pradesh https://www.taylorfr[...] Routledge 2024-02-23
_[25] 간행물 Ecological impacts of run-of-river hydropower plants—Current status and future prospects on the brink of energy transition 2021-05-01
_[26] 간행물 The importance of clean development mechanism for small hydro power plants https://www.scienced[...] 2013-12-01
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