2017년 12월, 제8차 전력수급기본계획에서 재생에너지 증가에 따른 발전량의 간헐성과 변동성 보완을 위한 백업 설비로 2GW 규모의 3개 신규 양수발전소 건설 계획이 반영됐다. 이에 국내 유일의 양수발전소 운영사인 한국수력원자력(이하 한수원)은 양수발전소 건설사업을 신성장사업으로 추진키 위해 2018년 9월 신규 양수 건설추진계획을 수립한 다음 2019년 6월 전국 7개 지역을 대상으로 지자체 자율유치 공모방식을 통해 영동, 홍천, 포천 지역을 선정했다. 이후 2020년 12월 제9차 전력수급기본계획에서 선정된 3개 지역, 총 1.8GW 규모가 확정돼 공공기관 예비타당성조사를 완료하고 인허기 등을 진행하고 있다.

현재 국내 양수발전은 청평(1980년), 삼랑진(1985년), 무주(1995년), 산청(2001년), 양양(2006년), 청송(2006년), 예천(2011년) 등 7곳에 16기가 운영되고 있다. 전체 설비용량은 4,700MW로 전원구성 가운데 약 4%를 차지하고 있다. 

2011년 9월 15일 예상을 넘어선 전력수요 급증으로 순환정전 사태가 발생해 블랙아웃 위기에 직면했다. 당시 양수발전소는 상부댐에 저장돼 있던 물을 떨어뜨려 즉각 전기를 생산해 전국적인 대규모 정전 사태를 막았다. 또한 2022년 3월 울진·삼척 산불로 인한 원전 감발 시 계통안정에 양수발전(2.1GW)이 투입된 바 있다. 

원전의 경우 전기 생산까지 수십 시간, 석탄화력은 6~10시간, 복합화력 1~2시간인데 반해 양수발전은 약 3~5분 만에 전기 생산이 가능해 갑자기 전력이 부족한 위기상황에서 비상전력으로서 역할을 한 것이다. 

양수발전이 이러한 기능을 할 수 있는 것은 양수발전소가 에너지를 생산할 뿐만 아니라 저장하는 역할도 하기 때문이다. 수차를 시계 방향으로 돌리면 발전, 시계 반대방향으로 돌리면 양수를 하는데 양수 작업은 주로 전기가 남는 시간대에 전기를 이용해 물을 상부댐으로 올려놓는 것을 말한다. 

이렇게 상부댐에 저장해 놓은 물을 전기가 필요할 때 하부댐으로 떨어뜨려 전기를 생산한다. 특히 블랙아웃 등 대규모 정전이 발생할 경우에는 자체 기동발전을 통해 주변의 대형 발전소에 기동용 전력을 공급함으로써 전력수급 비상시에 전력계통의 마지막 보루 역할을 할 수 있다.

지역경제 활성화 기여 - 양수발전소 건설사업이 자율유치에 성공할 수 있었던 것은 양수발전소 대부분의 설비가 지하에 위치해 외부노출에 의한 환경 피해가 거의 없을 뿐만 아니라 지역경제에 미치는 효과가 커 다른 발전원과는 달리 주민들로부터 환영받고 있기 때문이다. 

양수발전소 건설지역에는 발전소 건설 시 총사업비의 1.5%를 특별지원사업비로 지원되며, 연평균 2,000억원(7년간) 내외의 생산유발 효과, 400억원 내외의 소득유발 효과, 1000명 이상의 고용유발 효과가 예상된다. 

또한 발전소 건설 및 가동기간에는 지자체와 한수원이 기본지원사업(소득증대사업, 공공복지사업, 주민복지사업 등) 및 사업자지원사업(교육 및 장학지원, 지역복지, 지역문화 진흥 등)을 통해 지역사회에 긍정적인 영향을 지속 미칠 것으로 전망된다. 아울러 양수발전 설비의 관광 상품화에 따른 지역 방문객 증가, 특산물 판매 증대 등의 효과를 기대할 수 있고, 가뭄 시 용수 공급, 산불진화 용수 활용 등의 장점을 지니고 있다.

이러한 이유로 양수발전소 유치에 따른 지자체 및 지역주민의 만족도가 높다. 지난 1995년에는 국내 최초로 지자체와 주민이 유치위원회를 결성해 유치 성공까지 이끈 청송양수발전소 사례가 있다. 

안전성 강화, 첨단 가변속시스템 적용 - 건설 예정인 3개 신규 양수발전소는 지진 등 자연재해에 대비해 안전성을 강화하고, 환경훼손을 최소화한 최적 시설배치를 통한 친환경 설계를 진행할 예정이다. 또한 국내외에서 발생한 운영상의 보완점을 사전에 면밀히 검토하고, 다각적으로 분석해 최적 개선방안을 도출함으로써 안정성이 한층 강화된 발전소를 건설할 계획이다.

최근에는 바람과 햇빛에 따라 전력생산이 변동폭이 커져 일정한 주파수를 내는 데 어려움이 있는 재생에너지의 출력 변동성을 보온해주는 ‘전력계통 안정화’ 수단으로서 양수발전의 역할이 중요해지고 있다. 또한 재생에너지 발전량의 비중이 특정시간대에 높아질수록 출력제한(Curtailment)이 발생한다.

최근 제주도에서 이러한 출력제한이 빈번하게 이뤄지고 있는 점을 감안하면 신재생에너지 확대에는 계통잉여전력을 저장해 출력제한을 최소화하는 노력이 필요하다. 

이러한 정부 정책에 부응해 영동·홍천·포천양수에는 국내 최초로 차세대 수차발전기로 불리는 ‘첨단 가변속시스템’을 적용할 예정이다. 기존에는 발전할 때만 출력을 조절할 수 있는 정속 양수를 사용했지만 신규 양수발전소에는 발전은 물론 양수 과정에서도 출력을 조절할 수 있으면서도 대응 속도는 훨씬 빠른 시스템을 갖출 계획이다. 

지역과 상생하는 발전소 건설 - 한수원은 발전소 부지가 확정됨에 따라 2019년 11월 영동, 홍천, 포천에 각각 지역사무소를 설치하고, 지역주민과 함께 상생 발전할 수 있도록 주민체감형 소통 활동을 진행하고 있다. 

코로나19 위기상황 극복을 위해 지역과 상생하는 다양한 활동을 전개했다. 한수원은 판로가 막힌 지역 농가를 돕기 위해 영동, 홍천, 포천에서 각각 지역 농특산물을 구입해 서로 교차 지원하는 방식으로 전달했으며, 이는 농가의 시름을 덜어주면서 지역이 취약계층도 돕고 농특산물을 홍보하겠다는 취지에서 이뤄졌다. 

또한 소비 위축으로 농민들이 어려움을 겪고 취약계층 지원도 발길이 끊겼다는 소식에 홍천군으로부터 감자를 구매해 본사가 위치한 경주지역의 취약계층을 위해 전달키도 했다. 

아울러 태양광을 활용하는 안심가로등 설치, 지역아동센터에 안심카 지원, 취약계층 돕기 및 농가 일손돕기, 도서관 설치 등 지역 맞춤형 사회공헌활동을 건설지역에서 진행하며 이웃사랑과 행복더함을 실천하고 있다. 이 뿐만 아니라 각 지자체에서 실시하는 행사와 축제에도 동참하며 지역 홍보에도 힘을 보태고 있다. 

특히 한수원과 지자체는 협력을 통해 영동·홍천·포천양수의 기반시설을 활용해 주변지역 관광사업화를 추진할 예정이다. 이를 통해 양수발전소가 단순히 전기만 생산하는 시설이 아니라 지역의 관광명소가 됨으로써 지자체와 한수원이 상생발전할 수 있도록 적극 지원할 방침이다.