By MATT REYNOLDS, WIRED UK

2019년 11월, 엔지니어가 브라질 벨로 몬테 댐(Belo Monte Dam)에서 마지막 터빈인 18번째 터빈을 가동하기 시작했다. 약 50년 전 시작된 터빈 가동 계획이자 건설의 대장정의 마지막 단계였다. 현재 세계에서 4번째로 가장 큰 브라질의 대규모 수력 전기 단지는 아마존의 주요 하천 중 한 곳인 싱구강(Xingu River) 북부를 완전히 뒤덮었다. 하천의 물은 주요 댐 때문에 막혀 총 260제곱마일의 저지대와 숲으로 범람하면서 2만 명이 넘는 이재민이 발생했다.

주요 수력 전기 댐은 재앙과 같은 결과를 일으킬 수 있다. 주택가와 생물체 서식지로 범람하면서 지난 수십 년 동안 하천의 흐름과 기온, 강의 화학 구성요소를 변화시켰다. 벨로 몬테 댐처럼 넓은 영역은 드물지만, 세계 각지에는 새로 건설된 수력 전기 댐이 매우 많다. 2014년, 어느 한 연구팀은 전 세계에 건설 예정이거나 이미 설립 중인 주요 수력 전기 댐이 최소 3,700곳은 될 것이라고 추산했다. 대다수 신규 프로젝트는 저탄소 전력이라는 주요 자원으로 경제 성장을 더 활성화하고자 갈망하는 저소득 국가와 중간 소득 국가이다. 2020년, 전 세계 수력 전기 댐이 생성한 전기량은 핵발전소와 풍력발전소의 전체 전기 생산량을 합친 것과 같은 수준이다. 그러나 재생에너지 확보 목적으로 세계 각지의 강을 최대한 활용하고자 하는 경쟁은 다음과 같이 환경 측면에서 난해한 의문점을 제기한다. 수력 전기 댐 건설 이후 얻을 장점이 댐이 파괴하는 환경 혼란보다 훨씬 더 중요한가?

일부 전문가는 수력 전기 댐 건설의 난제를 영리하게 해결할 방법이 있다고 생각한다. 단순히 댐을 더 건설하는 대신 기존 댐을 더 활용하는 것은 어떤가? 이미 건설된 댐 대부분 전기를 전혀 생성하지 않는다. 모두 관개나 수자원 공급, 식량 통제, 수렵, 뱃놀이 목적으로 활용하는 시설이다. 보강공법에 따라 댐에 터빈을 설치할 방법을 찾아 수력 전기를 생성하도록 한다면, 그동안 활용하지 않았던 재생에너지를 활용할 수 있을 것이다. 

보강시스템을 적용하면, 댐으로 떨어지는 물은 발전기와 연결되도록 새로 설치된 터빈 블레이드를 회전할 것이다. 그리고, 현지 가정에 전력을 분배하거나 대형 전력 그리드와 연결할 수 있다. 텍사스주 베일러대학교 생태학자이자 전력 공급 능력이 없어 활용하지 않은 댐의 잠재성을 연구한 논문의 공동 저자인 라이언 맥마나마이(Ryan McManamay) 박사는 “단순히 수력 전기 댐을 확장하고 새로 짓는 대신 기존의 댐을 새로운 방식으로 활용하기까지 얼마나 기다려야 하는가?”라는 질문을 던졌다. (텍사스주 웨어코 지역에 있는 맥마나마이 박사의 사무실은 브라조스강의 댐 한 곳과 가깝다. 맥마나마이 박사는 코앞에서 기존 시설을 낭비하는 사례를 바로 찾을 수 있다고 지적했다.)

맥마나마이 박사 연구팀은 보강 댐과 기존 수력 전기 발전소 개선 작업으로 최대 78기가와트 수준으로 전기 생산량을 늘릴 수 있다고 추산한다. 벨로 몬테 댐 7곳의 전력 생산량 혹은 영국 전역의 평균 전기 수요 두 배와 맞먹는 수준이다. 신규 댐 건설 계획을 세우거나 이미 건설 중인 현장의 일부 지역에서 막대한 변화를 가져올 수도 있다. 아마존강 유역의 댐 보강과 개선 작업으로 신규 전기 생산량 1.6기가와트를 확보할 수 있다. 천연가스 발전소의 에너지 생산량과 맞먹는 수준이며, 심지어 소형 댐 17곳 추가 건설을 막을 수도 있다. 동남아시아 메콩강 유역의 댐 개선 작업과 보강 작업으로 생성하는 전기량이 지나치게 많아, 메콩강 일대에 설립할 예정인 모든 신규 수력 전기 댐은 필요한 수준 이상의 잉여 전력이 발생할 것이다.
 
일부 국가는 이미 기존 댐 시설의 잠재력을 최대한 활용하고 있다. 2000년부터 미국 댐 36곳은 터빈을 추가하면서 보강 작업을 마쳐 재생에너지 생산량 500메가와트를 추가 확보했다. 이 외에 더 큰 잠재력을 활용할 계획도 이어졌다. 2016년, 미국 에너지부가 발행한 보고서는 전력 생산 능력이 없는 댐 보강 작업을 30년간 진행한다면, 전력 생산량이 4.8기가와트 더 증가할 것이라는 사실을 입증했다. 20세기 중반 이후 댐 건설 열풍이 크게 사라진 미국과 서유럽 일대에서는 수력 전기 공급량을 조금이라도 더 늘리고자 하는 정부는 댐 보강 작업 이외 다른 방안을 선택할 수 없을 것이다. 맥마나마이 박사는 “온전한 상태로 남아있는 댐이 있다면, 수력 전기 공급량을 늘릴 해결책을 제시고자 노력하고, 가장 낙관적인 해결책을 찾기 위해 협력해야 한다”라고 주장했다.

어느 국가든 기존 댐 개선 작업을 시작하기 전 여러 번 보강 작업 진행을 되돌아볼 것이다. 모든 댐이 수력 전기 댐 전환에 적합하지 않아, 보강 시설의 실제 전기 생산량을 정확히 예측하기 쉽지 않기 때문이다. 수자원을 보관해 농지에 물을 공급할 용도로 설립된 댐에 터빈을 설치하고자 한다고 생각해보자. 농작물 성장 시기에는 무수히 많은 양의 수자원을 전력 공급용 댐이 아닌 작물에 평소와 같이 공급할 수 있을 것이다. 혹은 이미 1년간 전력을 생성하기 충분할 정도로 수자원이 넘쳐날 수도 있다. 갑자기 댐 보강 작업을 시행하는 것이 무조건 현명하다고 할 수는 없다.

마찬가지로 에너지부의 승인에 따라 이루어진 미국 내 보강 댐 관련 최신 연구 논문은 전력 생산량 투입이 급격히 낙관적인 방향으로 향할 수 있다는 사실을 발견했다. 일반적으로 전력 생산 투입량은 실제 생산량보다 3.6배 더 많다. 또, 해당 연구는 댐 보강 작업이 가장 성공적으로 이루어지는 곳은 초기 내비게이션 보조용으로 건설된 콘크리트 댐이라는 사실도 확인했다. (댐은 종종 수로를 넓히거나 더 깊이 만들어 보트 이동이 수월해지도록 만든다.) 맥마나마이 박사는 “다루기 복잡한 문제이다. 기존 댐을 고치기 쉽지 않다”라고 말했다.

그러나 브라질을 비롯한 많은 국가에서 대형 댐은 여전히 매우 중요한 사안이다. 야생동물 보존 협회(Wildlife Conservation Society)의 수석 수생 과학자인 마이클 골딩(Michael Goulding) 박사는 “댐 발전과 함께 국가 전체의 생활 표준을 높이고자 한다면, 에너지가 필요하다. 에너지가 가장 중요한 부분이다”라고 말했다. 브라질의 최근 10년간 에너지 계획은 신규 댐 시설 9곳을 2029년 전까지 완공할 계획을 자세히 설명한다. 신규 댐 건설 계획이 무산되기를 바라기보다는 제대로 연구를 진행해 환경 파괴 수준을 최소화하는 방향으로 댐을 건설하는 것이 중요하다. 골딩 박사는 “환경 영향 틀이 제대로 마련되지 않은 때가 많다. 신규 댐 건설 계획은 댐 인근의 이익을 누릴 지역을 정의하며, 해당 지역은 하류에 미치는 영향 설명을 포함하지 않는다. 반대로 상류 지역에 미치는 영향도 설명하지 않는다”라고 언급했다.

벨로 몬테 댐은 대규모 댐이 주면 환경에 긍정적인 영향을 준 대표적인 사례이다. 벨로 몬테 댐은 싱구강의 흐름 80%가 빅벤드(Big Bend)라는 이름으로 알려진 싱구강의 62마일 길이의 지역으로 흐르지 않도록 방향을 조정했다. 싱구강의 빅벤드 영역 일대는 어류 전문가가 매우 좋아하는 눈에 띄는 줄무늬가 돋보이는 메기 ‘지브라 플레코(Zebra Pleco)’의 서식지이기도 하다. 플로리다국제대학교 열대 강 연구소 소속 박사후 연구원인 티아고 B. A. 쿠토(Thiago B. A. Couto)는 “지브라 플레코는 멸종 위험성이 매우 큰 생물종이다”라고 말했다. 댐이 지브라 플레코를 포함한 여러 어종에 미치게 될 영향은 전 세계 어디를 가나 자세히 기술된 공식 문건을 찾아볼 수 있다. 워싱턴주의 엘와댐(Elwha Dam)이 엘와강 상류와 하류의 연결을 막은 탓에 연어 서식지 90%가 사라졌다. 강에 서식하던 일부 생물종은 아예 사라졌다. 치누크(Chinook)를 포함해 전체 개체 수가 급격히 감소한 생물종도 적지 않다.

그러나 결국 대규모 댐도 실제 유용하더라도 오래 존재하지는 못할 수 있다. 2014년, 엘와댐의 마지막 잔해가 완전히 사라졌다. 지난 수십년 동안 엘와댐 두 곳 때문에 강 상류와 하류를 이동하지 못한 채로 갇힌 치누크 연어는 서서히 상류로 이동하고 있다. 완전히 회복되기까지는 수십년이 걸릴 것이다. 쿠토는 “댐은 영구적으로 존재하지 않는다. 댐의 장점이 풍부하지만, 실제로 최소한의 장점도 제공하지 못한다”라고 말했다.

** 위 기사는 와이어드UK(WIRED.co.uk)에 게재된 것을 와이어드코리아(WIRED.kr)가 번역한 것입니다. (번역 : 고다솔 에디터)

<기사원문>
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