신기술

국내 최대 용량 수력발전 핵심부품, 100% 국산화 성공

한국수자원공사, 국내기업 등과 함께 50㎿급 수차 ‘러너’ 개발
국내 개발 중 최대 용량 최초 사례…외국산 설비 대체·비용절감 기대

한국수자원공사(사장 박재현)가 최근 50㎿급 규모 수력발전설비의 핵심부품인 수차 ‘러너(Runner)’를 100% 국산기술로 개발하는 데 성공했다고 지난 10월 27일 밝혔다.

러너는 물의 위치에너지를 기계적 회전에너지로 변환시키는 부품이다. 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는 물이 수차의 러너를 회전시킬 때 발생하는 회전에너지로 발전기를 가동해 전기를 생산한다.

이번 국산화 개발은 한국에너지기술평가원의 에너지기술개발사업의 일환으로 2015년부터 올해까지 5년4개월 간 진행됐다. 사업 주관기관인 한국수자원공사가 설계 검증 및 품질관리를 맡고 한국기계연구원이 러너 설계, 한국수자원공사 수차성능시험센터가 모의실험, ㈜금성이앤씨가 모의실험용 수차 제작을 담당했다. 실물 러너는 ㈜이케이중공업이 제작·설치했다.

이번 개발로 ‘러너’의 설계부터 제조 및 실험까지 모든 과정을 국산화할 수 있게 됐다. 50㎿급 개발은 국내 최초 사례로 관련 설비 중 국내 최대 용량이다. 50㎿ 수력발전설비는 약 2천400가구가 1년 동안 사용 가능한 연간 약 7.5만㎿h의 전기를 생산한다.

또한 수차 효율은 세계 최고 수준인 94.7%에 달한다. 이에 따라 기존 수차 대비 효율이 1.5% 상승하고 온실가스는 연간 533.3이산화탄소톤(tCO2)을 절감하는 효과를 얻을 수 있다. 아울러 국내에서 사용 중인 중규모급 수력발전설비(25∼60㎿)를 국산 러너로 교체 시 외국산 설비보다 성능과 가격, 설치 측면에서 여러 이점을 누릴 수 있다. 현재 국내에서 사용되고 있는 중규모급 수력발전용 수차는 대부분 1970∼1990년대에 설치된 외국 제품이다.

이번 수차 러너의 성능을 실증한 한국수자원공사 합천댐지사의 합천수력발전소는 1989년 준공 이후 30년 이상 운영해온 노후 설비를 국산 설비로 교체하며 약 28억 원의 도입 비용을 절감했다. 한국수자원공사는 이번 수차 러너 국산화 개발 성공으로 국내 노후 수력발전설비 교체 때 비용 절감은 물론 국내기업의 기술력 향상 및 해외 수력발전시장 진출과 이에 따른 고용 창출을 기대하고 있다.

한국수자원공사는 2030년까지 사업비 6천428억 원을 투입해 10개 수력발전소의 노후 설비를 점진적으로 교체할 계획이다. 박재현 한국수자원공사 사장은 “민간기업과 공공부문이 5년 넘게 협력하여 이룬 국산화 성과를 통해 청정에너지인 수력발전의 대외의존도를 크게 낮춰 에너지 안보에 기여하는 한편 해외 수력발전 시장에서도 우위를 갖출 수 있도록 최선을 다하겠다”고 말했다. 

[『워터저널』 2020년 11월호에 게재]