물 배터리 양수발전, AI와 함께 주목받는 이유는?

물 배터리 양수발전, AI와 함께 주목받는 이유는?

대학생신재생에너지기자단 29기 박승준

전력 먹는 하마 AI, 물 배터리에서 해답을 찾나

흔히 물 배터리라고도 불리는 양수발전은 전력 수요가 적은 심야의 저렴한 전력을 이용하거나, 과잉 생산된 신재생 에너지를 이용해 하부 저수지의 물을 상부 저수지로 올려 위치에너지로 변환시킨다. 그리고 전력 수요가 증가할 때 상부 저수지의 물을 하부 저수지로 흘려보내면서 터빈을 통해 전력을 생산하는데, 이는 간접적으로 에너지를 저장해 이용하는 저장 장치와 유사한 역할을 한다.

최근 AI 산업의 급격한 발전과 신재생 에너지의 확대로 전력난이 예상되는 가운데 원자력 발전과 양수발전이 다시금 주목받고 있다. 아직 개발 중인 소형모듈원자로 SMR과 달리 양수발전은 즉시 착공이 가능하다. 충청북도 영동과 경기 포천의 양수발전 건설 소식, 그리고 DL이엔씨의 양수발전 관련 신기술 개발 등으로 주목받고 있는 양수발전의 장단점과 현주소를 담아보고자 한다.

[자료 1. 양수발전]

출처 : 한국수력원자력 

발전 원가 절감과 비상시 5분이면 충분한 양수발전 

양수발전은 전력 수요가 적은 시간대의 여유 전력을 사용해 물을 상부 저수지로 끌어올려 위치에너지를 증가시킴으로써, 전력계통 전체로 봤을 때 발전원가를 절감시킨다. 또한 대규모 정전 시 자체 기동 발전을 통해 타 발전소에 최초로 전력을 공급할 수 있다. 석탄화력발전은 약 4시간이 소요되지만, 양수발전은 단 5분 만에 전력 생산이 가능해 최근 다시 주목받고 있다.

현재 충청북도 영동에서는 국내 최초의 가변형 양수발전이 건설 중이다. 기존 양수발전이 단지 물을 올리고 내렸다면, 가변형 양수발전은 펌프의 회전속도를 조절할 수 있다. 발전량이 불규칙한 태양광, 풍력 등 신재생 에너지가 과잉 공급될 때 에너지를 흡수하고, 전력망의 주파수를 일정하게 유지하는 역할을 한다. 나아가 현재 한국수력원자력을 중심으로 하이브리드 양수 발전기 개발을 진행 중이다. 하이브리드 양수발전은 기존 양수발전과 배터리 에너지저장장치(BESS)와 AI 예측 기술을 더한 개념이다. AI로 불규칙한 전력을 분석, 예측하고 BESS에 저장한다. 그 후 양수 발전기를 차례대로 가동하여 에너지를 저장하는 기술이다.

발전소를 넘어 관광 명소로서 지역 경제를 살리는 양수발전

양수발전은 발전뿐 아니라 관광명소로서의 활용 가치도 크다. 국내 최초로 가동한 청평 양수발전소의 상부 저수지 호명호수는 한 해 수만 명이 찾는 관광명소다. 특히 인공호수인 호명호수가 많은 관광객을 끌어오는데, 주변의 울창한 숲과 호명산의 풍경이 어우러져 마치 백두산 천지와 흡사한 경관을 보여준다. 가평군에 따르면 2025년 약 7만 명이 찾았고, 2026년 올해에는 10만 명 이상의 관광객이 방문할 것으로 기대하고 있다.

충북 영동군 양강면 또한 현재 양수발전을 건설 중이고 '은하수가 쏟아지는 숲 영동 미리내 포레스트’를 기본 틀로 주변 관광 자원과 연계해 지역 경제 활성화와 전국적인 에너지 관광명소로의 자리매김을 목표로 하고 있다.

[자료 2. 호명호수]

출처 : 가평군청

DL이엔씨의 신기술, 양수발전의 건설 기간을 줄일 수 있나

양수발전의 단점으로는 지형적 한계와 긴 건설 기간이 있다. 낙차가 큰 지형을 찾아야 하며, 산을 뚫어 수백 미터의 수직 터널과 거대한 지하 발전소를 건설해야 하기에 공사 난이도가 매우 높다. 이러한 대규모 토목 공사를 해야 하기에 막대한 건설 비용과 약 10년 이상의 시간이 소요된다는 점이 큰 단점이다.
하지만 최근에 긴 건설 기간을 극복한 DL이엔씨의 신기술 ‘양수발전 특화 슬립폼’이 등장하였다. 슬립폼이란 유압 거푸집의 일종으로, 콘크리트를 쳐서 시설하며 거푸집을 상승시켜 구조물을 연속적으로 작업하는 공법이다. 기존에는 유압잭으로 슬립폼을 밀어 올리는 방식이 일반적이었다면, DL이엔씨의 기술은 슬립폼을 와이어에 매달아 공중에 부유한 상태로 설치하는 구조를 적용하여, 상하부 공간에서 차례대로 공사가 진행되었던 한계를 극복해 동시에 작업을 진행할 수 있게 되었다. 그 결과 공사 기간을 약 20%, 10년 중 2년을 단축할 수 있음을 기대하고 있다.

탄소 중립과 전력난을 대비할 양수발전의 미래는

양수발전은 이제 단순한 발전 시설을 넘어 AI 시대의 전력난과 탄소중립을 동시에 해결할 수 있는 최적의 대안으로 거듭나고 있다. 가변형 양수발전과 한국 수력 원자력의 주도로 개발 중인 하이브리드 양수발전이 빠른 시일 내에 개발돼, 우리나라가 에너지 강국으로 나아가도록 정부와 기업의 기술 투자, 그리고 사람들의 관심이 필요하다.

양수발전에 대학생신재생에너지기자단 기사 더 알아보기

1. "양수발전,미래의 재생 에너지로 자리 잡을 수 있을까?", 23기 김용대, https://renewableenergyfollowers.tistory.com/4386

2. "재생에너지 간헐성,ESS와 함께 갈 해법은?", 28기 박지혜, http://www.engjournal.co.kr/news/articleView.html?idxno=2983

참고문헌 

[전력 먹는 하마 AI, 물 배터리에서 해답을 찾나]

1) 김하늬, "기후위기 대응, 양수발전이 전력망 안정화의 ‘열쇠’", 공학저널 ,2024.10.07, http://www.engjournal.co.kr/news/articleView.html?idxno=2983

2) 한국수력원자력, 양수발전이란(회사소개), https://www.khnp.co.kr/main/contents.do?key=218

[발전 원가 절감과 비상시 5분이면 충분한 양수발전]  

1) 김기범, "양수발전, AI발 전력난 대안으로…DL·현대 수주전", 오피니언뉴스 , 2026.03.03, https://www.opinionnews.co.kr/news/articleView.html?idxno=134341

2) 에너지정보문화재단, 가역형·가변속 양수발전기와 하이브리드 양수발전기, 2025.06.04, https://blog.naver.com/energyinfoplaza/223887961327

[발전소를 넘어 관광 명소로서 지역 경제를 살리는 양수발전]  

1) 이도환, "가평의 자랑 ‘호명호수’, 긴 겨울방학 끝내고 문 활짝", 프레시안, 2026.03.09, https://www.pressian.com/pages/articles/2026030911245344165?utm_source=naver&utm_medium=search

2) 임재업, "영동양수발전소 ‘가치 극대화’, 주변지역개발 밑그림 나왔다", 동양일보, 2021.09.30, http://www.dynews.co.kr/news/articleView.html?idxno=642617

[DL이엔씨의 신기술, 양수발전의 건설기간을 줄일 수 있나]

1) 황보준엽,DL이앤씨, "양수발전 수직터널 공법 특허…신재생 수주 경쟁력 강화", 뉴스1 , 2026.03.03, https://www.news1.kr/realestate/general/6088579