이석원 기자
나텔에너지(Natel Energy)가 전력망 개발사인 심비안파워(Symbion Power)와 제휴를 맺고 콩고민주공화국 전역에 환경 친화적인 소형 수력 발전 시스템인 RHT(Restoration Hydro Turbine) 배치 계획을 발표했다.
이곳에 배치 예정인 소형 수력 발전 시스템인 RHT는 저렴하고 지속 가능하면서도 어류가 안전하게 통과할 수 있는 장점도 있어 콩고 같은 후발개발도상국에게는 고마운 발전 시스템이라고 할 수 있다. 나텔에너지에 의하면 RHT는 송전망에 연결되어 있지 않은 태양광 발전 시스템보다 훨씬 저렴하게 설비를 정돈할 수 있다고 한다.
수력 발전이 주는 매력은 오염 물질을 배출하지 않고 깨끗하고 재생 가능한 에너지를 출력할 수 있다는 점에 있다. 하지만 수력 발전용 대규모 댐 등은 제대로 관리되지 않으면 야생동물에 해로울 수 있다.
터빈을 이용한 수력 발전 시스템을 하천에 설치한 경우 터빈을 통과한 물을 그대로 되돌려 물 순환을 만들 수 있으며 이를 통해 무한이라고도 할 수 있는 사이클로 깨끗한 전력을 공급하는 게 가능하다.
하지만 하천에 터빈을 설치하면 물고기에 악영향을 미칠 가능성이 있기 때문에 물고기가 터빈에 들어가지 않도록 궁리할 필요가 있다고 한다. 또 하천용 터빈은 수두(hydraulic head)가 낮아지도록 설계해야 한다는 제한이 있다.
수두란 미터나 피트 같은 길이로 표현되는 유체 중 일정 지점에서의 압력이다. 예를 들어 컵에 물을 뿌리 상태를 상상해보면 컵 위에 물 가중치가 있기 때문에 컵 바닥 압력은 위 압력보다 높다. 다시 말해 수두 10m 수차가 있다면 입구 부분에는 10m 물기둥이 있는 것 같은 압력이 걸려 있다는 뜻이다.
여기에서 나텔에너지가 개발한 게 RHT다. 이 터빈은 블레이드 부분에 두께가 있으며 특별한 기울기를 갖고 있기 때문에 물고기가 안전하게 통과할 수 있다. 이로 인해 물고기 침입을 막기 위한 철망이 불필요해져 비용 절감으로 이어진다는 것이다.
나텔에너지 RHT에서 물고기 생존율은 99% 이상이 되고 있어 그만큼 콤팩트한 터빈으로서는 높은 수치라고 한다. 덧붙여 RHT 터빈 직경은 0.5∼2.5m 정도로 콤팩트하다. 따라서 RHT는 수두를 낮게 설치하는 데에도 적합하다.
나텔에너지의 RHT를 보급하기 위해 나텔에너지와 심비안파워는 아프리카에서 전력 투자 벤처인 마이하이드로(My Hydro)를 설립했다. 마이하이드로는 콩고 33개 후보지에 RHT를 설치할 예정이다. 덧붙여 나텔에너지 RHT는 이미 2020년 9월 먼로수력발전 시설에서 수두 5m, 300kW 터빈을 이용해 대규모 실증 실험을 했으며 호주에서도 터빈 직경 60cm, 수두 2m짜리 RHT가 실용화에 성공했다.
콩고에 설치되는 RHT 최대 출력은 4.5kW로 터빈 출력은 1년 평균으로 최대 출력 25∼75% 정도이기 때문에 평균 출력을 50%라고 가정하면 1년간 발전량은 20GWh 정도가 될 전망이다. 이 정도 발전량이면 미국 일반 가정 2,000채분, 아프리카 농촌 일반 가정이라면 4만채분 전력 충당이 가능하다. 콩고 내 RHT 설치 지역 일반 가정 전력 수요는 더 낮기 때문에 더 많은 가정에 전력을 공급할 수 있을 것으로 보인다.
콩고는 전 세계 수력 발전 시설 13%를 소유하고 있음에도 인구 10%만 전력을 이용할 수 있다. 따라서 마이하이드로의 RHT 설치 프로젝트는 중요한 의미를 가진다. 또 나텔에너지의 RHT 평생 에너지 비용은 송전망에 연결되어 있지 않은 태양광 발전 시스템(Off-Grid Solar)과 비교하면 상당히 저렴하다. 또 RHT 비용은 수두 크기나 설치 장소에 따라 다르지만 평균적인 평생 에너지 비용은 불과 4∼6c/kWh로 발표되고 이는 대규모 태양광 발전 시스템과 동등하다.
수력 터빈이 24시간 365일 발전을 계속할 수 있다는 점을 감안하면 대규모 에너지 저장 시스템이 필요하지 않은 만큼 비용 절감을 실현 가능하다고 한다.
정용환 기자
