지역 공동체 소유 소수력 발전(PLTMH): 오래 가동되는 조건

인도네시아에서 PLTMH(pembangkit listrik tenaga mikrohidro)라고 부르는 공동체 소수력 발전소는 외딴 마을에 수십 년 동안 깨끗한 전기를 공급할 수 있습니다. 1990년대 이후 인도네시아에서는 대부분 정부 자금으로 1,300개 이상이 건설되었지만, 많은 발전소가 고장 나거나 방치되었고, 그 이유는 계획 단계에서 미리 예상할 수 있는 경우가 많습니다

공여 기관, 지방 정부, 에너지 분야 BUMN, NGO, 마을 지도자를 위한 이 가이드는 발전소의 작동 원리, 공동체의 운영 방식, 가동을 유지하는 조건, 성과 측정 방법을 설명합니다

소수력 발전이란 무엇이며 인도네시아는 PLTMH를 어떻게 정의하는가

대부분의 소수력 발전은 유입식입니다. 작은 보가 하천의 일부를 끌어오고, 물은 관을 따라 터빈으로 떨어진 뒤 저수 없이 또는 거의 저수하지 않고 같은 강으로 돌아갑니다. 출력은 취수구와 터빈 사이의 수직 높이 차인 낙차와 매초 흐르는 물의 양인 유량에 따라 결정됩니다

규모를 부르는 이름은 다양합니다. IRENA는 5~100 kW를 마이크로 수력, 100 kW~1 MW를 미니 수력이라고 부릅니다. ESDM의 2013년 농촌 에너지 보조금 지침은 PLTMH를 더 넓게, 강, 관개 수로, 폭포에서 물을 공급받는 1 MW 미만의 소규모 발전소로 정의했고, 2023년의 한 검토는 인도네시아에서 마이크로 수력은 보통 10 kW에서 1 MW 바로 아래까지를 뜻한다고 밝혔습니다. 대부분의 마을 발전소는 이보다 훨씬 작습니다. 세계은행 연구는 독립형 발전소 대부분을 5~40 kW로 봅니다

공동체 소수력 발전의 작동 원리

일반적인 발전 설비는 여섯 부분이 이어진 사슬입니다

1. 보와 취수구
2. 도수로
3. 헤드탱크
4. 수압관
5. 터빈과 발전기
6. 마을 배전망

취수구에는 이물질을 거르는 스크린과 수문이 있고, 필요하면 침사지가 퇴적물을 걸러 냅니다. 헤드탱크는 물의 흐름을 안정시키고, 물이 발전소로 내려가는 압력관인 수압관에 들어가기 전에 이물질을 걸러 냅니다. 발전소에서는 터빈이 발전기를 돌리고, 전자 부하 제어기가 이용자가 쓰지 않는 전력을 밸러스트 히터로 보냅니다. 방수로가 물을 다시 강으로 돌려보냅니다

공동체 소유가 중요한 이유와 조직 방식

2023년 검토는 가장 성공적이고 지속 가능한 사업은 지역에 경제적 이익을 가져오고 공동체에 소유권과 유지 관리 책임을 준다고 결론지었습니다

규칙은 자금 제공자에 따라 다릅니다. ESDM의 2013년 보조금 지침은 공동체가 마을 협의(musyawarah)로 관리 기구를 정하고, 공정한 가격의 이용료를 낼 준비를 하도록 요구했습니다. 부처가 건설하는 발전소의 경우 2018년에 개정된 ESDM 규정 39/2017은 신청한 지방 정부가 지방 공기업, 협동조합, 공동체 그룹을 관리자로 지정할 수 있게 하고, 인계 후 운영과 유지 관리 비용은 관리자가 부담하도록 합니다. 북칼리만탄주의 2019년 주지사 규정은 BUM Desa, 협동조합, 재단, 이용자 그룹을 관리자 후보로 들고, 대표, 총무, 회계, 운영자를 두며, 이용료로 비용과 비상 적립금을 충당하도록 합니다. BUM Desa의 관리에 대해서는 BUM Desa 강화 아티클을 참고하십시오

PLTMH를 오래 가게 하는 조건

인도네시아의 연구와 지침에는 일곱 가지 요인이 반복해서 나옵니다

계절에 걸쳐 강을 조사하기

건기를 기준으로 설계하십시오. EnDev Indonesia가 2012년에 47개 마을 발전소를 조사한 결과, 건기의 낮은 유량이 멈춘 발전소의 가장 흔한 원인이었고, 여러 검토는 제대로 된 타당성 조사 없이 지은 발전소를 지적합니다. 최소한 건기 한 번을 거쳐 유량을 측정하고, 산사태 위험을 확인하며, 수요를 검증하십시오. 이 조사에서 계획된 가구 중 실제로 연결된 곳은 약 60퍼센트뿐이었습니다

집수 구역 보호하기

EnDev는 여러 지점에서 산림 벌채가 성능 저하의 근본 원인으로 보였고, 그런 지점은 홍수와 산사태도 더 많이 겪었다고 밝혔습니다. IRENA는 숲이 우거진 유역이 건기 유량을 유지하고 침식과 토석류를 막는 데 도움이 된다고 지적합니다. 상류의 숲을 보호하고 관개와 물을 공정하게 나누는 마을 규칙을 계획에 넣으십시오

실제 비용을 충당하는 요금 정하기

많은 발전소가 계산이 아니라 지불 의사에 따라 요금을 정하며, 세계은행 연구는 요금이 수리비를 감당하기에 너무 낮은 경우가 많다고 밝혔습니다. 운영자 급여, 정기 유지 관리, 주요 부품을 위한 적립이라는 월 비용에서 출발해 지불 가능성을 확인하십시오. EnDev는 수요가 늘면 사용량 기반 요금을 권했고, 일부 마을은 가구별 차단기 용량에 따라 요금을 정합니다

운영자를 교육하고 예비 부품 확보하기

운영자는 취수구, 수로, 수압관을 점검하고, 이물질을 치우며, 베어링에 기름을 치고, 작은 누수를 일찍 고칩니다. EnDev 조사에서는 터빈, 발전기, 제어기, 수로, 헤드탱크가 가장 자주 고장 났습니다. ESDM의 2018년 보조금 지침은 공급업체가 주요 예비 부품, 공구, 매뉴얼, 2년 유지 보수 보증을 제공하도록 했으므로, 그 이후의 수리비를 누가 낼지 일찍 합의하십시오. 숨바섬의 카망기 마을에서는 젊은 주민 두 명이 직업 교육 장학금을 받아 운영자가 되었습니다

전기를 일에 쓰기

대부분의 발전소는 특히 낮 시간에 가정이 쓰는 양보다 훨씬 많은 전기를 만들 수 있습니다. EnDev 조사에서 대부분은 밤에만 가동했고, 저녁 공급을 지키려고 상업적 사용을 금지한 마을 규칙도 있었습니다. 생산적 이용은 수입을 만들고 더 많은 사람이 발전소에 관심을 갖게 합니다. 숨바와섬의 테팔 마을에서는 협동조합이 주로 커피 생산을 위해 소규모 발전소 두 곳을 운영하며 2014년의 고장을 외부 도움 없이 수리했습니다. 이는 에너지 사업인 동시에 농촌 개발입니다

소유와 책임을 분명히 하기

공공 자금으로 지은 발전소는 보통 공동체 기구가 운영하는 군이나 주의 자산으로 남으며, 인계가 늦어지면서 소유권과 법적 지위가 불분명한 곳도 생겼습니다. 누가 발전소를 소유하고, 누가 관리하며, 누가 요금을 정하고, 누가 큰 수리비를 낼지 문서로 합의하십시오. 운영 일지, 요금 장부, 현금 출납부를 쓰고 이용자에게 보고하십시오. EnDev의 47개 지점 중 충분히 적립하고 있는지 보여 줄 만큼 기록이 분명한 곳은 15곳뿐이었습니다

PLN 전력망의 도래에 대비하기

EnDev는 2~5년 안에 PLN 전력망이 확장될 가능성을 감안하라고 조언했습니다. 전력망이 닿은 인도네시아의 약 200개 발전소에 대해 세계은행 연구는 대부분이 방치되었고, 약 50곳은 PLN과 함께 계속 고객에게 전기를 공급했으며, PLN에 전기를 팔기 위해 연결한 곳은 9곳뿐이었다고 밝혔습니다. 2017년부터 ESDM 규정은 협동조합 같은 법인이 관리하는 경우 부처 자금으로 지은 발전소가 20년 계약으로 PLN에 전기를 판매하도록 허용하며, 그 수입은 운영과 유지 관리에 쓰입니다. 2013년 PLN이 카망기 마을에 들어왔을 때 마을 협동조합은 전력 구매 계약을 협상하고 37 kW 발전소를 계속 운영했습니다. 전력 회사 기준에 맞게 지은 배전망이 그 선택지를 열어 둡니다

소수력 발전소가 멈추는 이유

인도네시아의 연구에 따르면 원인은 대개 여러 가지가 겹쳐 있습니다

• 건기의 낮은 유량. 상류 숲이 벌채된 곳에서는 더 심해지는 경우가 많습니다
• 보, 수로, 발전소를 손상시키는 홍수와 산사태
• 돈, 기술, 부품이 없어 수리되지 않은 채 방치된 고장 설비
• 가구가 가전제품을 늘리면서 생기는 과부하
• 수리비를 감당하기에 너무 낮은 요금과, 많은 경우 부실한 장부
• 마을 내부의 갈등이나 농업용수를 둘러싼 갈등
• 계획 없이 들어온 PLN 전력망

EnDev 조사에서 47개 발전소 중 8곳은 조사 당시 전기를 공급하지 않고 있었고, 절반 이상이 적어도 한 번은 고장을 겪었습니다

성과를 측정하는 방법

건설 전에 확보한 기초선과 비교하여 첫 달부터 몇 가지 지표를 추적하십시오. EnDev Indonesia의 2012년 KPI 조사는 검증된 출발점이 되는 지표 묶음을 제시합니다

EnDev가 권한 대로 kWh 계량기를 다십시오. 조사 대상 발전소 상당수는 공급한 전력량을 보여 주지 못했고, 발전소의 평균 가동 시간은 기대 시간의 약 63퍼센트에 그쳤습니다

결론

공동체 소수력 발전소는 건설 사업이 아니라 마을 서비스로 다룰 때 오래 갑니다. 건기를 기준으로 설계하고, 상류를 보호하며, 비용을 충당하는 요금을 매기고, 명확한 권한을 가진 교육받은 사람들이 운영하며, 불빛뿐 아니라 소득에도 쓰이고, PLN이 들어오는 날에 대비되어 있을 때입니다. 자금 제공자는 처음부터 이 조건들을 사업 예산에 반영할 수 있습니다

SIDIA의 재생에너지 프로그램은 PLTMH의 타당성 조사와 설계, 설치와 유지 관리 체계, 공동체 역량 강화를 지원하며, Strategic Advisor인 Tri Mumpuni는 인도네시아 농촌에 전기를 공급하기 위해 소수력 기술과 공동체의 전면적 참여를 증진한 공로로 2011년 Ramon Magsaysay Award를 받았습니다