‘소수력 발전’ 이용한 산단 경쟁력 제고

양주검준패션칼라사업협동조합(이사장 유인재·이하 ‘검준조합’)은 폐수를 정화처리 후 방류하는 물을 전력원으로 하는 수력발전시스템에 주목하고 있다.

매일 하천으로 방류되는 물을 이용해 전력 생산이 가능하다면 향후 입주기업들에게 양질의 전기를 공급하는 동시에 매년 인상되는 전기료 부담을 덜어줄 수 있을 것으로 기대하고 있다. 

검준조합이 주목하고 있는 발전 형태는 ‘수력’이며, 그 중에서도 100㎾ 미만의 전력을 생산하는 ‘마이크로 소수력 발전’이다. 수력발전은 댐 옆에 발전소를 건설해 100㎾ 이상의 전력을 생산하는 것이 일반적이다. 그러나 댐 건설로 주변 환경이 파괴되고 막대한 공사비용과 운영비용이 문제다.

이에 검준조합이 운영 중인 공공폐수처리시설, 폐수관로, 방류관로 등의 변형 없이 설치가 용이하면서 초기 투자비용이 적은 ‘마이크로 소수력 발전’이 적합하다고 판단하고 있다.

이와 관련해 국내 ‘저낙차 소수력 발전’으로 다양한 논문과 연구개발에 정통한 서일대 건설시스템공학과 김종우 교수와 한국생산기술연구원 자율형 제조공정연구부문 정기수 박사를 초청해 관련 내용을 공유하고, 아울러 공공폐수처리시설과 현장을 소개했다.

검준조합은 3월 14일 조합 회의실에서 ‘소수력 발전을 통한 검준염색뿌리기업의 경쟁력 제고 방안’이라는 주제로 세미나를 개최했다. 김종우 교수는 현재 개발 및 테스트 중인 ‘저낙차 소수력 발전시스템’에 대해 자세히 소개하고 국내외 사례를 공유했다.

김종우 교수는 “우리나라 역시 2034년까지 신재생에너지 비중을 25.8%로 확대하는 것을 목표로 하고 있다. 그러나 조력, 수력, 풍력 등 신재생에너지를 생산하기 위한 부대시설을 건립하는 과정에서 자연환경을 파괴하고, 막대한 비용이 소요되는 것이 문제로 지적되고 있다”면서 “그런 면에서 물의 낙차를 이용해 전기를 만들어 내는 저낙차 소수력 발전은 대안이 될 수 있다”고 강조했다.

김종우 교수 연구팀은 100㎾ 미만의 전력을 생산하는 소수력 발전시스템을 개발 중이다. 특히 마이크로 소수력은 댐과 같은 대형 수력발전과 비교해 물이 있고, 어느 정도의 낙차가 있으면 전력 생산이 가능하다. 

저낙차 소수력 발전은 유량, 유속, 낙차 3요소를 충족해야 전력 발전이 가능하다. 

특히 위에서 아래로 일정 높이 이상의 낙차(물이 흘러 떨어짐)가 수차를 회전시키고 발전기기에 의해 전기가 만들어지는 원리다. 

검준산단의 경우 이러한 3요소를 모두 충족하고 있다. 시간당 방류되는 물의 양이 500톤으로 수량이 풍부하고, 수차를 회전시킬 수 있을 만큼의 충분한 낙차(5m)를 가지고 있다. 이러한 낙차는 검준산단의 형태에서 비롯된다. 

검준산단은 통상 수평 형태의 부지가 아니라 위에서 아래로 경사진 계단식이다. 입주기업으로부터 발생하는 폐수는 자연스럽게 흐르면서 아래에 위치한 공공폐수처리시설로 유입된다. 

또한 하수종말폐수처리장인 검준조합의 폐수처리시설 특성상 정화처리된 물이 곧장 하천으로 방류되는 데 이 때 장마철 홍수로 인해 범람할 경우 수면이 2m까지 상승하기 때문에 이에 대비해 방파제 역할을 할 수 있도록 높여 충분한 낙차가 발생한다.

김종우 교수는 현재 테스트 및 개발이 한창인 ‘일체 원뿔형 와류(소용돌이) 수차’를 추천하고 있다. 이미 하천에서 와류를 이용한 외국 사례가 많다. 일체형으로 기존 시설의 변형 없이 설치만 하면 되기 때문에 설치가 용이하고 투자비용도 적게 들기 때문이다.

이날 세미나가 끝나고 김종우 교수와 정기수 박사는 공공폐수처리시설과 방류구 등을 둘러본 후 충분한 수량과 낙차 등에 만족하며, 소수력 발전 도입에 앞서 테스트를 진행해 그 결과를 가지고 재논의해볼 것을 제안했다. 

타 염색산업단지도 태양광 패널을 설치한 전력 생산 방식을 도입하고 있다. 하지만 현재 태양광 패널의 경우 입주기업들에게 공급할 만큼의 충분한 전력량 생산이 어려워 자체 수요 대신 생산된 전력을 한국전력 등에 판매해 수익원을 삼는데 중점을 두고 있다.

이에 반해 소수력 발전은 자체 수요 및 잉여 전력을 판매하는 식의 새로운 수익 창출로 입주기업들의 경쟁력을 높일 수 있는 대안으로 충분히 검토해볼만하다.

김성준 기자 tinnews@tinnews.co.kr

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