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50MW급 ‘수차 러너’ 국산화…효율 ‘세계 최고’국내 개발 중 최대 용량 최초 사례, 세계 최고 수준 94.7% 효율 달성 ‘쾌거’
전용훈 기자  |  et9@ecotiger.co.kr
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승인 2020.10.27  07:57:11
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환경부 산하 한국수자원공사(사장 박재현)가 최근 50메가와트(MW)급 규모의 수력발전설비의 핵심부품인 수차 ‘러너(Runner)’를 100% 국산기술로 개발하는 데 성공했다.

27일 수자원공사에 따르면 이번 국산화 개발은 한국에너지기술평가원의 ‘에너지기술개발사업’의 일환으로 2015년부터 올해까지 5년 4개월간 진행됐다.

사업 주관기관인 한국수자원공사가 설계 검증 및 품질관리를 맡고 한국기계연구원은 러너 설계, ㈜금성이앤씨에서 모의실험용 수차 제작, 모의실험은 한국수자원공사 수차성능시험센터에서 담당하고 ㈜이케이중공업이 실물 러너에 대한 제작과 설치를 맡았다.

수차 러너(Runner)는 물의 위치에너지를 기계적 회전에너지로 변환시키는 부품이다. 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는 물이 수차 러너를 회전시키며 이때 발생하는 회전에너지로 발전기를 가동해 전기를 생산하게 된다.

   
▲ 최근 100% 국산화 개발에 성공한 50메가와트급 수차 러너의 실증을 위해 한국수자원공사 합천댐지사의 합천수력발전소에 설치하고 있다(2020년 6월).

이번에 개발한 50메가와트급 수차 러너는 설계부터 제조 및 실험까지 모든 과정을 국산화했으며, 50메가와트급 개발은 국내 최초 사례로 관련 설비 중 국내 최대 용량이다.

50메가와트급 수력발전설비는 약 2,400가구가 1년 동안 사용 가능한 연간 약 7.5만 메가와트아워(MWh)의 전기를 생산할 수 있다.

또한 수차 효율이 세계 최고 수준인 94.7%에 달하며, 기존의 외국산 설비보다 높다. 이에 따른 발전량 증가는 연간 533.3이산화탄소톤(tCO2)의 온실가스를 절감하는 효과를 얻을 수 있다.

이번 러너는 국내에서 사용 중인 중규모급 수력발전설비(25MW~60MW) 교체 시 외국산 설비와의 경쟁에서 성능과 가격, 설치 측면에서 우위에 설 수 있다.

현재 국내에서 사용되고 있는 중규모 급 수력발전용 수차는 대부분 1970~1990년대에 설치된 일본 또는 유럽 기업의 제품이다.

이번 수차 러너의 성능을 실증한 한국수자원공사 합천댐지사의 합천수력발전소의 경우, 1989년 준공 이후 30년 이상 운영해온 노후 설비를 국산 설비로 교체하며 약 28억 원의 도입 비용을 절감했다.

   
▲ 수차러너 세계시장 규모. 출처 : 2020 hydropower status report.

세계수력협회(IHA, International Hydropower Association)는 2050년까지 전 세계에 약 850기가와트의 수력발전 용량이 추가 설치될 것으로 전망하고 있으며, 이는 국내 수력발전 용량(6,728MW)의 320배 규모다.

한국수자원공사는 이번 수차 러너 국산화 개발 성공으로 국내 노후 수력발전설비 교체 시 비용 절감과 국내기업의 기술력 향상 및 해외 수력발전시장 진출과 이에 따른 고용 창출을 기대하고 있다.

한국수자원공사는 2030년까지 사업비 6,428억 원을 투입해 10개 수력발전소의 노후 설비를 점진적으로 교체할 계획이다.

한국수자원공사 박재현 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.

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