2022년은 우크라이나-러시아 전쟁으로 인한 에너지(특히 천연가스) 위기, 글로벌적으로 나타난 기록적인 가뭄과 폭염으로 인한 수력, 원자력, 풍력, 석탄화력 등 여러 에너지원 들에서 다양한 문제들이 발생하면서, 그 어느때보다 에너지와 관련된 이슈가 많이 제기된 한해였습니다.
한쪽에서는 이번 에너지 위기를
최근 전 세계적인 가뭄 및 폭염으로 인하여, 유럽, 미국, 중국으로부터 아프리카까지 세계 곳곳에서 수력발전에 문제가 야기되고 있습니다.
수력발전은 Clean 에너지인 재생에너지 중 가장 많은 비중을 차지하고 있는 전력원이며, 전세계 전기 생산량의 18%를 차지할 정도로 매우 중요한 발전원입니다.
이번 가뭄으로 인한 수력발전의 문제는 비단 수력 발전량 감소로 인한 수력발전을 통한 전기생산량의 감소에만 있는 것이 아니라, 에너지 시스템 전반에 대한 다양한 문제가 제기되고 있는 상황입니다.
특히 수력발전은 주요 재생에너지 중 유일하게 에너지 저장(배터리)의 역할을 함께 수행함으로써 에너지 시스템 안정에 매우 큰 역할을 하고 있습니다.
수력발전은 유량을 조절함으로써 전기 발생량을 조절할 수가 있고(대표적인 유연성 발전원), 특히 양수발전 등과 같은 경우 전기부하가 낮은 시간대에 저렴한 전기를 이용하여 에너지를 저장하는 역할을 수행할 수 있습니다.
이러한 수력발전의 높은 유연성은 대표적인 경직성 전원이자 간헐성 전원인 태양광, 풍력과 같은 신재생에너지와 잘 조화를 이룰 수가 있습니다.
노르웨이와 같은 북유럽 국가들이 높은 신재생에너지 비율을 가지고 있는 이유도 에너지 저장의 역할을 수행할 수 있는 풍부한 수자원을 지니고 있기 때문입니다.
때문에 이번 가뭄으로 인한 수력발전의 문제는 비단 수력 발전량 감소에만 국한 된 것이 아니라, 에너지 시스템 전반에 대한 고민을 각 국 정부관계자들에게 안겨줄 수밖에 없습니다.
향후 기후변화로 인한, 극단적인 기후가 자주 발생될 것으로 보여지고 있기 때문에, 각 에너지 원들의 특성을 잘 파악하고 조화롭게 에너지믹스를 구축하는 노력이 향후 각 국가별로 진행될 것으로 보여집니다.
특정 전력원에만 의존한 에너지 믹스가 얼마나 위험한지를 우리들은 2022년 극단적인 모습으로 목격하고 있습니다.
기후위기에 대처하기 위한 빠른 에너지 전환이 오히려 의도치 않게 석탄화력의 증가로 이어져 탄소배출을 늘리고 있는 모습으로 나타나는 아이러니도 존재하고 있습니다. (특히 에너지 사용량 증가가 가장 빠른 중국은 현재 석탄발전 비중을 늘리고 있는 상황입니다.)
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Global Drought Saps Hydropower, Complicating Clean-Energy Push
2022년 글로벌적으로 진행되었던 기록적인 가뭄은 가장 비중이 높은 재생가능 에너지원인 수력발전에 커다란 문제를 일으켰음.
중국, 유럽 및 미국에서의 수력 발전량 감소는 일부 지역의 공장과 제련소 등의 가동을 중지시켰고, 캘리포니아는 높아지는 전기수요와 수력 발전량의 감소로 인하여 2020년 이후 가장 정전 위험에 직면하고 있는 상황임.
화석 연료를 자연으로부터 얻을 수 있는 재생에너지로 변환하는 과정에서, 재생에너지의 신뢰성의 문제가 야기되고 있고, 올해 나타난 글로벌 적인 가뭄은 수력발전의 문제는 에너지 믹스에 대해 생각하게 만들고 있음.
우리는 운송 및 열등의 사용에 있어 더욱 더 전기에 의존하고 있으며, 이는 에너지 시스템에 대한 위험을 증가시키고 있음.
오랫동안 안정적인 에너지 공급원이었던 수력 발전량의 감소는 에너지 기업의 경영진, 정부 관계자들에게 탄력적인 에너지 시스템에 어떤 영향을 미칠지에 대한 고민을 불러 일으키고 있음.
현재 전체 업계는 그리드에 대한 계획 및 스트레스 측면에서 올 가뭄으로 인한 수력 발전량 저하와 같은 극단적인 사건이 전기 인프라에 어떤 영향을 미칠지에 대해서 연구 중이라고 캘리포니아 Independent System Operator는 말하였음.
2021년 기준 수력발전은 전세계 발전량 중 16%를 차지하고 있으며, 모든 다른 재생가능에너지들(태양광, 풍력 등) 합친 것 보다 많은 비중을 차지하고 있음.
가뭄으로 인한 수력발전은 전기 생산량의 감소 뿐 아니라 나중에 사용해야하는 전기의 저장 측면(배터리의 역할)에서도 영향을 끼칠 수 있음.
중국의 양쯔강은 데이터가 집계된 이래 가장 낮은 수위를 기록하였으며, 인근 수력발전소로 유입되는 물의 량도 절반으로 줄어든 상태임.
미국에서는 가장 큰 저수지 중 두 곳인 미드 호수와 파월 호수가 역사적으로 가장 낮은 수준으로 떨어졌으며, 미국 서부의 많은 지역을 뒤덮고 있는 심각한 폭염으로 인하여 캘리포니아 ISO는 전력망의 부담을 완화하고 가용 자원을 재택근무와 같은 온라인으로 전환하기 위한 조치를 취하며 전기 절약에 대한 요청을 하고 있는 상황임.
유럽은 낮은 강우량과 기록적인 폭염 그리고 러시아의 천연가스 공급 중단 및 감소로 이미 에너지 위기에 봉착해 있음.
수력발전의 부족은 최근 전기 가격이 사상 최고치를 기록하게 하는데 중요한 역할을 하였음.
노르웨이는 유럽에서 가장 큰 수력발전 생산국이나, 노르웨이 정부는 8월초 영국, 독일, 스웨덴, 핀란드, 덴마크에 대한 전력 수출을 향후 몇 달 동안 제한 할 수 있다고 경고하기도 하였음.
수력발전(특히 양수발전)은 에너지 저장의 역할을 수행함으로써, 태양열과 풍력의 간헐성을 보충해주는 역할을 수행하는데, 물 부족은 수력 발전량의 저하 뿐 아니라, 다른 신재생에너지의 효율적 운영에도 영향을 미칠 수 밖에 없음.
수력발전의 문제는 의도치 않게 석탄 사용의 증가를 불러 일으키고 있으며, 중국과 같은 몇몇 에너지를 소비 대국들은 충분한 전기공급을 보장 받기 위하여 단기 석탄 구매를 늘리고 있는 상황임.
IEA에 따르면 전 세계적으로 석탄 소비는 2021년에 6%가 증가하여, 기록상 에너지 관련 CO2 배출량이 전년 대비 가장 큰 폭으로 증가한 것으로 나타났음. (2020년 코로나로 인한 생산활동의 감소의 영향도 고려해야함.)
https://www.wsj.com/articles/global-drought-saps-hydropower-complicating-clean-energy-push-11662758968