Droughts are cutting into California’s hydropower. Here’s what that means for clean energy.

가뭄 때문에 중단되는 캘리포니아 수력발전

캘리포니아에서는 기후변화로 인한 물 부족 현상으로 수력발전이 감소하고 천연가스 발전이 늘어나면서 온실가스 배출량이 늘고 있다.

2021년에 가뭄이 미국 서부를 휩쓸면서 산불과 농작물 피해가 발생했다. 그러나 큰 피해를 받은 곳이 또 있었다. 가뭄으로 인해 역사상 유례없는 수준으로 물이 부족해지면서 캘리포니아의 핵심 재생에너지원도 큰 타격을 받은 것이다. 그 핵심 재생에너지원이란 바로 ‘수력’이다.

미국 에너지정보국(Energy Information Agency)이 새로 발표한 자료에 따르면 2021년에 캘리포니아 수력발전소에서 생산한 전력량이 10년 동안의 평균 수력 발전량과 비교해서 48% 감소했다. 2022년의 전망은 더 암울하다.

수력은 전 세계의 주요 재생에너지원으로 2020년에는 전체 전력 생산량의 약 17%를 차지했다. 그러나 세계 여러 지역에서 가뭄이 발생하면서 수력발전에 의존하기가 점점 더 어려워지고 있다. 탄소 배출량이 적은 수력발전은 이산화탄소 배출을 줄이는 데 필수적인 발전 방식이다. 문제는 수력 발전량이 줄어들면 부족해진 전력 생산량을 벌충하기 위해 주로 화석연료가 사용된다는 것이다.

수력발전은 2019년에 캘리포니아 전체 전력 생산의 약 19%를 차지했다. 수력발전은 대부분 캘리포니아 북부 지역에서 이루어졌는데, 이 지역은 산에 쌓인 눈이 녹으면서 계속해서 저수지에 물이 흘러드는 곳이다. 그러나 지난 2년 동안 발생한 가뭄으로 저수지들의 물이 고갈되었다. 캘리포니아에서 두 번째로 큰 오로빌(Oroville) 호수에서는 2021년에 호수의 수위가 너무 낮아지면서 그곳의 수력발전소가 역사상 처음으로 가동을 중단하는 사태까지 벌어졌다.

수력발전이 중단되면 부족해진 전력량을 다른 재생에너지원으로 대체하기가 쉽지 않다. 예를 들어 풍력이나 태양광 같은 재생에너지원은 공급이 안정적이지 못하기 때문이다. 캘리포니아 에너지위원회(California Energy Commission)의 자료를 보면 2019년에서 2020년까지 캘리포니아의 수력 발전량이 줄어들자 부족해진 전력량의 대부분은 천연가스와 다른 주에서 수입한 전기에 의해 채워졌다.

수력발전은 환경에 미치는 영향으로 인해 비판받는 일이 많다. 수력발전 댐이 생태계를 교란하기 때문이다. 실제로 캘리포니아는 현재 재생에너지 발전 목표에 대규모 수력발전소는 포함하지 않는다. 그러나 캘리포니아가 수력발전을 어떻게 분류하든 수력발전이 화석연료를 대체하는 ‘탄소 배출량 적은’ 대안인 것은 사실이다.

캘리포니아대학교 어바인 캠퍼스의 에너지 연구원 브라이언 타로자(Brian Tarroja)는 수력발전소들이 가동을 중단하면서 캘리포니아가 전력 확보에 어려움을 겪는 동안 이미 다양한 문제가 발생했다고 설명했다.

지난해 캘리포니아 인근 오리건주에서 발생한 엄청난 규모의 ‘부트래그 화재(Bootleg fire)’로 인해 캘리포니아로 연결되는 일부 송전선에 문제가 발생했다. 당시 캘리포니아는 갑자기 기온이 상승하면서 전력 수요가 급증한 상황이었다. 결국 캘리포니아는 전력을 계속 공급하기 위해 가뭄으로 수위가 줄어든 상황에서도 수력발전소들을 가동하고 천연가스 발전소까지 가동해서 간신히 위기를 넘길 수 있었다.

타로자는 이와 같은 문제가 앞으로도 계속될 가능성이 있다고 설명했다. 총 강수량이 비슷하게 유지된다고 해도 기후변화로 인해 강수 패턴이 변하고 있으며 이상 고온도 자주 발생하고 있기 때문이다. 그는 이러한 현상으로 향후 수십 년 동안 수력발전이 어려움을 겪을 것이라고 전망했다.

수력발전 비중이 큰 지역들은 기후변화가 전력 생산에 미칠 영향에 대비하기 시작해야 할 것이다. 이는 캘리포니아만의 문제가 아니다. 브라질과 중국도 최근 몇 년 동안 가뭄으로 인해 수력발전소 가동에 어려움을 겪어왔다.

매년 상황이 달라지기 때문에 조금씩 차이는 있겠지만 빠른 시일 내에 상황이 완전히 해결되지는 않을 것이다. 캘리포니아 에너지위원회의 에너지평가부 차장 알리시아 구티에레스(Aleecia Gutierrez)는 이메일에서 “지난해와 비교했을 때 현재 저수지 수위는 상당히 좋지 않다”고 밝혔다.

전력망용 배터리(grid-scale battery) 설치 같은 기술의 도움을 받으면 나중에는 다른 재생에너지원들도 더 안정적으로 사용할 수 있게 될지도 모른다. 그러나 현재로서는 수력발전이 줄어들면 화석연료 발전 비중을 늘릴 수밖에 없으므로 결국 온실가스 배출량도 증가할 수밖에 없을 것으로 보인다.

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