기후변화, 아마존유역 수력발전 저해 요소?

황원희 기자 | eco@ecomedia.co.kr | 입력 2021-10-17 16:21:16
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[이미디어= 황원희 기자] 수력 발전은 세계에서 가장 큰 강 유역이자 미래 아마존 지역의 주요 에너지원으로 자리매김되고 있다. 하지만, 새로운 지구 환경 변화로 인해 향후 수십 년 동안, 기후 변화로 인한 강수량 감소와 강 유량이 아마존의 수력 발전 능력을 감소시킬 것이라고 경고하는 연구결과가 나와 눈길을 끈다.

 

캐리 생태계 연구소(Cary Institute of Ecosystem Studies) 연구진은 아마존 유역에서 제안된 351개의 수력 발전 프로젝트를 조사했다. 연구저자들은 이를 통해 세기 중반까지 수문학적 변화가 많은 지역에서 수력발전을 감소시킨다는 예상을 했다. 이에 하천 유량이 점점 더 다양해지고 수력 발전량이 감소함에 따라 태양열과 풍력과 같은 대체 에너지원이 더욱 중요해질 것으로 예상된다.

 

그에 따르면 “아마존 유역의 수력발전 프로젝트는 강 수위에 기초한 흐름 하에서 운영되도록 설계되었다. 기후변화는 이러한 패턴을 방해하고 있는데 이는 기존 프로젝트와 제안된 프로젝트가 미래 상황에서만큼 효율적일 것 같지 않다는 것을 의미한다”고 밝혔다.

 

IPCC에 의해 정의된 몇 가지 기후 변화 시나리오를 사용함으로써, 연구진은 수력 발전 생산이 어디에서 어떻게 바뀔지 확인하기 위해 강수량과 하천 방류량의 대륙간 규모 변화를 모델링했다. 그들은 또한 수력 발전 비용을 아마존 지역의 태양 에너지와 풍력 에너지와 비교하면서 에너지 비용의 변화를 추정했다.

 

강 유량에 영향을 미치는 대륙 규모의 강수량 및 유출량 변화는 미래의 강수 추세를 예측하기 위해 기후 데이터를 사용, 일반 순환 모델을 사용하여 추정되었다. 입력 정보에는 대기 온도, 습도, 풍속, 일사량, 압력 및 강수량에 대한 정보가 포함된다. 제안된 댐 현장의 전력 생산량은 현재와 미래 기후 조건에서 각 현장의 최대 및 최소 하천 흐름에 대한 정보를 사용하여 추정되었다.

 

또한 기후 변화가 에너지 비용과 프로젝트 타당성을 어떻게 변화시킬지를 결정하기 위해 에너지 생산 프로젝트의 단위 가격인 LCOE(에너지 평준화 비용)을 사용했다. LCOE는 제안된 에너지 발전소의 건설, 운영 및 유지관리 비용을 고려한다. 또한 이 팀은 현재, 중급, 최악의 기후 변화 시나리오에서 예측을 실행했다. 그밖에 수력 발전의 예상 비용을 풍력이나 태양열 발전 프로젝트의 실행 비용과 비교했다.

 

연구진은 아마존 유역을 가로지르는 제안된 댐 지역의 강의 흐름이 지역적 편차가 심해 전체적으로 13-20% 감소할 것으로 예측된다는 것을 발견했다. 동쪽(브라질 아마존)의 감소율은 18-23%에 달한다. 강우량이 증가할 것 같은 서부 (안데스 아마존 국가들)에서는 흐름이 1.5-2.5% 증가할 수 있다. 에너지 생산량은 하천 유량의 이러한 변화를 반영할 것으로 예상된다. 브라질 아마존 지류에서 점점 더 다양한 흐름이 있다는 것은 이 지역이 가장 심각한 영향을 받을 가능성이 높다는 것을 의미한다.

 

따라서 수력 발전 에너지 생산이 감소할 것으로 예상되는 일부 지역에서 에너지 비용이 급격히 증가할 것으로 보인다. 브라질에서는 제안된 댐에 대한 에너지 평준화 비용이 52 내지 105% 증가할 수 있다.

 

연구진은 기후변화로 아마존 수력발전의 경쟁력이 떨어질 것으로 예상했지만 그 규모는 엄청난 것이었다. 브라질에 제안된 댐을 살펴보면, 자본 투자를 완전히 회수하기 위해 전기를 팔아야 하는 비용이 제안된 부지의 4분의 1에 비해 두 배 이상 증가할 수 있다고 한다. 

 

수력발전소는 계획하고 건설하는 데 오랜 시간이 소요된다. 제안된 프로젝트 중 다수는 완성될 경우 거의 세기 중반에 온라인에 접속하게 되며 댐들이 건설될 때쯤, 많은 댐들이 기후 변화로 인해 기대만큼 신뢰하기 힘들거나 비용 효율성을 갖지 못할 것이다. 한편, 태양열과 풍력은 수력 발전보다 더 적은 환경 비용으로 더 높은 보안성을 보장하면서 경제적으로 더 경쟁력을 갖추게 될 것으로 예상된다. 댐은 물고기들의 이동을 막고, 상류 환경을 범람시키고, 하류의 하천의 흐름을 바꾸는데, 이 모든 것들이 심각한 생태적, 사회적 영향을 끼친다.

 

수력 발전은 태양과 바람과 같은 대체 에너지원과 연계하여 작동하도록 설계되어야 한다. 그렇기에 수위가 낮은 강의 흐름은 도시와 산업에 필수적인 전력을 공급하는 전기 그리드를 방해하지 않는다. 새로운 수력 발전 시설은 보다 신뢰할 수 있는 흐름의 위치에 조심스럽게 배치되어야 하며, 과거 경험에서 알 수 있는 것보다 더 광범위한 흐름에서 작동되도록 설계되어야 한다.

 

연구진은 에너지 계획자들은 기후 회복력에 초점을 맞출 필요가 있다. 예를 들어 브라질에는 2억 명 이상의 인구가 있고 수력발전이 주요 에너지원이다. 올해, 브라질의 수력 발전 저수지는 극심한 가뭄으로 인해 사상 최저치를 기록하고 있다. 그 결과, 브라질은 전력 공급을 시작해야 할 지도 모른다. 미래의 에너지 보안을 보장하려면 태양과 바람을 포함하도록 에너지원을 다양화하고 수력 발전 계획을 역사적인 하천 흐름이 아닌 미래에 맞게 조정해야 할 것이라고 제안했다.


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