양수발전(PHS) 시장 규모 및 점유율 분석 – 성장 동향 및 전망 (2026-2031년)

양수발전(PHS) 시장: 성장 동향 및 2031년 전망 상세 분석

# 1. 시장 개요 및 주요 수치

양수발전(Pumped Hydro Storage, PHS) 시장은 2025년 199기가와트(GW) 규모에서 2026년 213.99GW로 성장한 후, 2031년에는 300.66GW에 도달하며 예측 기간(2026-2031년) 동안 연평균 성장률(CAGR) 7.03%를 기록할 것으로 전망됩니다. 이러한 성장은 그리드 규모의 재생에너지 추가 확대, 정부의 재정적 인센티브, 그리고 노후화된 수력 발전 자산의 현대화 노력에 힘입은 바 큽니다. 특히, 환경 발자국이 작은 폐쇄형(Closed-loop) 기술은 프로젝트 승인을 가속화하고 있으며, 자본 집약적인 특성을 고려하여 공동 소유 구조를 통해 개별 프로젝트 위험을 줄이는 추세입니다. 아시아 태평양 지역은 중국의 2030년까지 120GW 목표와 인도의 새로운 개발 지침에 힘입어 가장 큰 시장이자 가장 빠르게 성장하는 시장으로 부상하고 있습니다. 개발자들은 부유식 태양광 발전과 폐광산 전환을 양수발전 시설과 결합하여 잠재적인 입지 범위를 넓히고 있습니다. 그러나 장기간의 환경 평가와 그리드 요금의 불확실성은 단기적인 상업 가동 모멘텀을 저해하는 요인으로 작용하고 있습니다.

# 2. 주요 보고서 요약 (2025년 시장 점유율 및 2031년까지의 CAGR)

* 유형별: 폐쇄형 시스템이 2025년 양수발전 시장 점유율의 53.40%를 차지했으며, 2031년까지 7.56%의 CAGR로 성장할 것으로 예상됩니다.
* 정격 출력별: 200-1,000MW 부문이 2025년 양수발전 시장 규모의 45.20%를 주도했으며, 200MW 미만 프로젝트는 2031년까지 8.06%의 CAGR로 가장 빠르게 성장할 것으로 전망됩니다.
* 저수지 구성별: 지상-지상(Surface-to-surface) 발전소가 2025년 매출 점유율의 61.20%를 유지했으며, 지상-지하(Surface-to-underground) 설치는 2031년까지 7.89%의 CAGR을 보일 것으로 예상됩니다.
* 적용 분야별: 재생에너지 안정화(Renewable-firming) 용도가 2025년 양수발전 시장 규모의 50.30%를 차지했으며, 2031년까지 7.29%의 CAGR을 기록할 것으로 예측됩니다.
* 지역별: 아시아 태평양 지역이 2025년 매출 점유율의 48.40%를 차지했으며, 중국과 인도의 파이프라인에 힘입어 8.85%의 CAGR로 성장하고 있습니다.

# 3. 글로벌 양수발전 시장 동향 및 통찰

3.1. 성장 동력 (Drivers)

* 그리드 규모 재생에너지 통합 의무화: 청정에너지 목표는 양수발전 시장 확대를 촉진하고 있으며, 중국의 2030년까지 120GW 목표가 대표적인 정책 주도형 건설 사례입니다. 유럽연합(EU)의 ‘공동 관심 프로젝트(Projects of Common Interest)’ 목록에 12개의 저장 프로젝트가 포함되어 인허가 절차가 간소화되고 있으며, 스페인의 7억 유로 보조금은 투자자 수익의 불확실성을 줄여주고 있습니다.
* 노후 수력 발전소의 가역식 장치 현대화: 기존 댐에 가역식 펌프 터빈을 추가하여 노후 자산에 새로운 생명을 불어넣는 것은 신규 건설의 토지 이용 논란을 피하면서 잠재적 용량을 확보하는 방법입니다. 미국 에너지부의 4억 3천만 달러 규모의 국내 발전소 업그레이드 이니셔티브와 온타리오 발전(Ontario Power Generation)의 10억 달러 규모 8개 발전소 재건 프로젝트가 그 예시입니다.
* 미국 인플레이션 감축법(IRA) 인센티브: 독립형 에너지 저장 장치에 30%의 투자세액공제(ITC)와 국내 콘텐츠 보너스가 적용되면서 프로젝트 경제성이 개선되고 있으며, 39.5GW 규모의 미국 파이프라인이 형성되고 있습니다.
* EU 전략적 에너지 저장 자산 신속 인허가: EU는 2030년 기후 목표 달성을 위해 회원국들에게 우선순위 저장 프로젝트의 승인 주기를 단축하도록 지시했습니다. 영국의 ‘캡 앤 플로어(cap-and-floor)’ 제도는 최소 현금 흐름을 보장하여 투자자들을 시장 변동성으로부터 보호합니다.
* 부유식 태양광과의 연계: 부유식 태양광 발전과 양수발전 시설을 함께 배치하여 연중무휴 발전 용량을 높이는 모델은 아시아 태평양 지역을 중심으로 브라질, 지중해 지역에서도 부상하고 있습니다.
* 폐광산 및 채석장 활용: 폐광산 및 채석장을 저영향 폐쇄형 프로젝트에 활용하는 것은 호주, 미국, 유럽 등지에서 시범 프로젝트를 통해 전 세계적으로 확산되고 있습니다.

3.2. 제약 요인 (Restraints)

* 장기간의 환경 영향 평가: 지질, 생물 다양성, 문화유산에 대한 연구는 5~10년이 소요될 수 있으며, 이는 비용 초과와 인허가 피로도를 증가시킵니다. 폐쇄형 시스템은 수생 환경 영향을 완화하지만, 수문지질학적 위험은 여전히 사례별 검토를 요구합니다.
* 리튬 이온 배터리 대비 높은 초기 자본 지출: 100MW, 10시간 양수발전소는 kWh당 263달러의 비용이 드는 반면, 2-4시간 서비스를 위한 배터리는 초기 비용이 더 낮습니다. 긴 자산 수명은 수명 주기 비용을 완화하지만, 개발자들은 수익 실현까지 혼합 금융을 모색해야 합니다.
* 도시 중심지 내 적합한 이중 저수지 지형 부족: 밀집된 도시 지역에서는 적합한 고도 차이를 가진 이중 저수지 지형을 찾기 어렵다는 점이 제약 요인으로 작용합니다.
* 에너지 저장 차익거래 수익에 대한 그리드 요금 불확실성: 규제 완화 시장, 특히 미국과 EU에서는 에너지 저장 차익거래 수익에 대한 그리드 요금의 불확실성이 존재합니다.

# 4. 세그먼트 분석

4.1. 유형별: 폐쇄형 시스템의 혁신 주도

폐쇄형 시스템은 강과 분리되어 수생 생태계 교란을 줄이고 인허가 절차를 가속화한다는 장점 덕분에 2025년 양수발전 시장 점유율의 53.40%를 차지했으며, 2031년까지 7.56%의 CAGR로 성장할 것으로 예상됩니다. 미국 연방에너지규제위원회(FERC)는 이러한 프로젝트에 대해 2년의 가속화된 인허가 절차를 제공하여 배포 이점을 강화하고 있습니다. 폐쇄형 시스템은 또한 폐광산 및 채석장과 같은 새로운 지형을 활용하여 양수발전 시장의 지리적 범위를 넓히고 있습니다. 수명 주기 분석 결과, 낮은 퇴적 위험과 간단한 배수 과정으로 수십 년 동안 높은 왕복 효율을 유지할 수 있음이 나타났습니다.

4.2. 정격 출력별: 중규모 지배력과 소규모 가속화

200MW에서 1,000MW 사이의 발전소는 자본 지출과 그리드 흡수 한계를 조화시키면서 2025년 양수발전 시장 규모의 45.20%를 차지했습니다. Adani Green의 1,250MW Uttar Pradesh 프로젝트와 같은 사례는 송전망 업그레이드와 동기화된 시운전이 혼잡으로 인한 발전량 감소를 방지하는 방법을 보여줍니다. 분산형 아키텍처가 부상함에 따라 200MW 미만 설치는 2031년까지 8.06%의 CAGR을 기록하며 빠르게 성장하고 있습니다. 이는 환경 발자국이 작아 지방 당국의 승인을 더 빨리 얻을 수 있고, 모듈식 토목 공사가 일정 위험을 낮춰 투자자들의 관심을 끌기 때문입니다.

4.3. 저수지 구성별: 지상-지상 방식의 보편성과 지하 혁신

지상-지상(Surface-to-surface) 방식은 익숙한 댐 및 수압관 기술을 활용하여 학습 곡선을 단축하고 예측 가능한 운영을 보장함으로써 2025년 매출의 61.20%를 유지했습니다. 반면, 지상-지하(Surface-to-underground) 방식은 7.89%의 CAGR로 성장하고 있습니다. 켄터키의 Lewis Ridge 또는 뉴욕의 Mineville과 같은 폐광산은 기존 수직 갱도를 하부 저수지로 활용하여 토공 작업을 줄이고 고도 차이가 부족한 도시 또는 준도시 지역에 설치를 가능하게 합니다.

4.4. 적용 분야별: 재생에너지 안정화의 지배력

재생에너지 안정화(Renewable-firming) 용도는 2025년 양수발전 시장 규모의 50.30%를 차지했으며, 7.29%의 CAGR로 성장하고 있습니다. 풍력 및 태양광 잉여 전력으로 인한 발전량 감소는 저렴한 비피크 시간대 에너지를 생성하여 펌핑 주기에 이상적입니다. Kidston 프로젝트는 250MW 발전소를 현장 PV와 결합하여 기존 피커 발전소가 따라잡기 어려운 안정적이고 가동 가능한 출력을 시연합니다. 주파수 응답, 전압 지원, 회전 예비력과 같은 보조 서비스는 현재 프리미엄 노드 가격을 형성하고 있으며, 이는 30초 이내에 0에서 최대 전력으로 전환할 수 있는 가변 속도 기계를 갖춘 발전소 개조를 촉진하고 있습니다.

# 5. 지역 분석

* 아시아 태평양: 2025년 양수발전 시장의 48.40%를 차지하며 8.85%의 CAGR로 성장하고 있습니다. 이는 중국의 50.94GW 설치 기반과 300개 이상의 공격적인 프로젝트 파이프라인에 힘입은 바 큽니다. 인도의 103GW 기술 잠재력은 아직 대부분 활용되지 않았지만, 지원적인 요금 지침 발표 이후 건설 준비가 완료되었습니다.
* 유럽: EU의 5,840억 유로 규모 그리드 현대화 로드맵을 통해 정책적 지원을 받고 있으며, 이 로드맵은 에너지 저장을 우선 자산 등급으로 지정하고 있습니다. 유럽투자은행(EIB)과 같은 기관 대출 기관은 이베르드롤라(Iberdrola)에 2025년 1억 8백만 유로의 양허성 대출을 제공하여 이베리아 발전소의 효율성을 개선하고 피크 용량을 추가하고 있습니다.
* 북미: 인플레이션 감축법(IRA)에 따라 양수발전 시장이 배터리와 30% ITC 동등성을 확보하면서 회복세를 보이고 있습니다. 애리조나, 오리건, 애팔래치아 지역에 걸쳐 39.5GW 규모의 파이프라인이 형성되어 있으며, 3개 프로젝트는 이미 FERC 승인을 완료했습니다. 캐나다는 현대화에 중점을 두고 있으며, 온타리오 발전(Ontario Power Generation)의 10억 달러 프로그램은 노후 터빈 개조를 통해 새로운 토목 공사 없이 즉각적인 추가 메가와트를 확보하는 방법을 보여줍니다.

# 6. 경쟁 환경

양수발전 시장은 중간 정도의 집중도를 보이며, 수십 년간의 신뢰성을 제공하는 기존 터빈 제조업체 및 EPC 계약자들이 주도하고 있습니다. Andritz는 독점적인 가변 속도 설계를 사용하여 40GW에 달하는 550개 이상의 장치를 공급했으며, 반복적인 서비스 계약을 확보하고 있습니다. GE Vernova와 Voith 또한 30-50년 동안 운영자의 O&M 예산에 포함되는 수명 주기 지원 계약을 활용하고 있습니다.

위험 완화는 소유권 형태를 결정하는 중요한 요소입니다. 미국에서는 설치된 양수발전 용량의 34%가 합작 투자 형태로 운영되고 있으며, 이는 고전적인 유량식 발전소의 2%에 불과한 수치와 대조됩니다. 자본 및 인허가 노출을 분산함으로써 전력 회사, 독립 발전 사업자 및 연기금은 10억 달러 이상의 프로젝트에 공동으로 자금을 조달할 수 있습니다.

기술 차별화는 지속되고 있습니다. 가변 속도 기계는 빠른 모드 전환과 85% 이상의 터빈 효율을 가능하게 하여 주파수 조절 시장에 필수적입니다. Argonne National Laboratory에서 연구 개발 중인 잠수형 펌프 터빈은 굴착량을 줄일 수 있으며, 지질 역학적 저장 개념은 암반 동굴에 물을 압축하여 토목 공사 비용을 잠재적으로 절감하는 것을 목표로 합니다.

주요 양수발전(PHS) 산업 리더:
* Enel SpA
* China Three Gorges Corporation
* Electricité de France (EDF)
* Duke Energy Corporation
* Iberdrola SA

# 7. 최근 산업 동향

* 2025년 6월: GE Vernova는 인도 Tehri에 최초의 가변 속도 장치를 시운전하여 복합 발전소 용량을 2.4GW로 늘리고 유연한 램핑 용량을 확장했습니다.
* 2025년 6월: 베트남 전력공사(Vietnam Electricity)는 1,200MW Bac Ai 2단계 양수발전소 건설 계약을 체결했으며, 총 투자액은 21조 1천억 베트남 동입니다.
* 2025년 4월: Adani Green은 인도 Uttar Pradesh에 1.25GW 양수발전 시설에 대한 40년 전력 구매 계약(PPA)을 체결했습니다.
* 2025년 4월: 유럽투자은행(EIB)은 Extremadura 지역의 에너지 저장 시설 업그레이드를 위해 Iberdrola에 1억 8백만 유로의 대출을 제공했습니다.

이 보고서는 양수발전(Pumped Hydro Storage, PHS) 시장에 대한 포괄적인 분석을 제공합니다. 양수발전은 서로 다른 고도에 위치한 두 개의 저수지를 활용하여 물을 상부 저수지로 펌핑(충전)하고 터빈을 통해 하부 저수지로 방류(방전)하며 전력을 생산하는 수력 에너지 저장 방식입니다. 보고서는 시장 정의, 연구 방법론, 주요 시장 동향, 성장 예측, 경쟁 환경 및 미래 전망을 다룹니다.

양수발전 시장은 2026년 213.99 GW에서 2031년 300.66 GW로 성장할 것으로 전망됩니다. 특히 아시아 태평양 지역이 2025년 기준 48.40%의 매출 점유율과 2031년까지 8.85%의 연평균 성장률(CAGR)을 기록하며 시장을 선도할 것으로 예상되며, 이는 주로 중국과 인도의 성장에 기인합니다.

시장 성장의 주요 동력으로는 그리드 규모의 재생에너지 통합 의무화, 노후 수력 댐의 가역식 설비로의 재건축, 미국 인플레이션 감축법(IRA)에 따른 장기 에너지 저장 인센티브, EU의 전략적 에너지 저장 자산에 대한 신속한 인허가 절차 등이 있습니다. 또한, 부유식 태양광 발전과의 공동 배치로 연중 가동률(CF)을 높이고, 폐광 및 채석장을 활용한 저영향 폐쇄형 프로젝트 개발도 시장 확대를 촉진하고 있습니다.

반면, 시장의 제약 요인으로는 장기간 소요되는 환경 영향 평가(최대 10년 지연 가능성), 리튬 이온 배터리 대안 대비 높은 초기 자본 지출(CAPEX), 도심 지역 내 적합한 이중 저수지 지형의 희소성, 그리고 저장 차익 거래 수익에 대한 그리드 요금 불확실성 등이 지적됩니다.

주요 시장 동향으로는 폐쇄형(Closed-loop) 시스템의 빠른 성장이 두드러집니다. 이는 강을 우회하여 환경 승인 절차를 간소화하고 신속한 인허가를 통해 건설 기간을 단축할 수 있기 때문입니다. 미국에서는 IRA에 따라 독립형 저장 장치에 30%의 투자 세액 공제가 적용되어 39.5 GW 규모의 프로젝트 파이프라인 개발을 지원하고 자금 조달 조건을 개선하고 있습니다. 리튬 이온 배터리가 단기 저장 서비스에서 우위를 점하지만, 양수발전은 8-10시간을 초과하는 장기 저장 애플리케이션에서 비용 및 수명 측면에서 여전히 경쟁 우위를 가집니다.

보고서는 시장을 유형(개방형, 폐쇄형), 전력 등급(200MW 미만, 200~1,000MW, 1,000MW 초과), 저수지 구성(지상-지상, 지상-지하), 애플리케이션(재생에너지 안정화, 보조 그리드 서비스, 차익 거래 및 피크 쉐이빙), 그리고 지역별(북미, 유럽, 아시아 태평양, 남미, 중동 및 아프리카)로 세분화하여 분석합니다. 또한 공급망 분석, 비용 분석, 규제 환경, 기술 전망 및 포터의 5가지 경쟁 요인 분석을 통해 시장의 구조적 특성을 심층적으로 탐구합니다.

경쟁 환경 섹션에서는 시장 집중도, 주요 기업들의 전략적 움직임(M&A, 파트너십, PPA), 시장 점유율 분석을 제공합니다. 주요 운영사(예: Duke Energy, E.ON, Enel, EDF, Iberdrola, China Three Gorges 등)와 기술 공급업체(예: General Electric, Siemens, Andritz, Mitsubishi Heavy Industries, Voith, Hyosung Heavy Industries 등)에 대한 상세한 기업 프로필을 포함하여 시장 참여자들의 현황을 조명합니다.

마지막으로, 보고서는 시장 기회와 미래 전망, 특히 미개척 영역 및 충족되지 않은 요구 사항에 대한 평가를 통해 향후 시장 발전 방향을 제시합니다.

1. 서론

• 1.1 연구 가정 및 시장 정의
• 1.2 연구 범위

2. 연구 방법론

3. 요약

4. 시장 환경

• 4.1 시장 개요
• 4.2 시장 동인
  • 4.2.1 계통 규모 재생에너지 통합 의무
  • 4.2.2 노후 수력 댐의 가역 장치 재건
  • 4.2.3 인플레이션 감축법(미국)의 장기 저장 인센티브
  • 4.2.4 EU의 전략적 에너지 저장 자산에 대한 신속 허가
  • 4.2.5 부유식 태양광과의 공동 배치로 24시간 가동률(CF) 향상
  • 4.2.6 저영향 폐쇄형 프로젝트를 위한 폐광 및 채석장 활용
• 4.3 시장 제약
  • 4.3.1 장기간의 환경 영향 평가
  • 4.3.2 리튬 이온 대안 대비 높은 초기 CAPEX
  • 4.3.3 도심 내 적합한 이중 저수지 지형 부족
  • 4.3.4 저장 차익 거래 수익에 대한 계통 요금 불확실성
• 4.4 공급망 분석
• 4.5 양수 발전 에너지 저장 시스템 비용 분석
• 4.6 규제 환경
• 4.7 기술 전망
• 4.8 포터의 5가지 경쟁 요인
  • 4.8.1 공급업체의 협상력
  • 4.8.2 구매자의 협상력
  • 4.8.3 신규 진입자의 위협
  • 4.8.4 대체재의 위협
  • 4.8.5 경쟁 강도

5. 시장 규모 및 성장 예측

• 5.1 유형별
  • 5.1.1 개방형
  • 5.1.2 폐쇄형
• 5.2 정격 전력별 (MW)
  • 5.2.1 200 MW 미만
  • 5.2.2 200 ~ 1,000 MW
  • 5.2.3 1,000 MW 초과
• 5.3 저수지 구성별
  • 5.3.1 지표-지표
  • 5.3.2 지표-지하
• 5.4 적용 분야별
  • 5.4.1 재생에너지 안정화
  • 5.4.2 계통 보조 서비스
  • 5.4.3 차익 거래 & 피크 절감
• 5.5 지역별
  • 5.5.1 북미
  • 5.5.1.1 미국
  • 5.5.1.2 캐나다
  • 5.5.1.3 멕시코
  • 5.5.2 유럽
  • 5.5.2.1 독일
  • 5.5.2.2 영국
  • 5.5.2.3 프랑스
  • 5.5.2.4 이탈리아
  • 5.5.2.5 스페인
  • 5.5.2.6 기타 유럽
  • 5.5.3 아시아 태평양
  • 5.5.3.1 중국
  • 5.5.3.2 인도
  • 5.5.3.3 일본
  • 5.5.3.4 대한민국
  • 5.5.3.5 아세안 국가
  • 5.5.3.6 기타 아시아 태평양
  • 5.5.4 남미
  • 5.5.4.1 아르헨티나
  • 5.5.4.2 기타 남미
  • 5.5.5 중동 및 아프리카
  • 5.5.5.1 이란
  • 5.5.5.2 모로코
  • 5.5.5.3 남아프리카
  • 5.5.5.4 기타 중동 및 아프리카

6. 경쟁 환경

• 6.1 시장 집중도
• 6.2 전략적 움직임 (M&A, 파트너십, PPA)
• 6.3 시장 점유율 분석 (주요 기업의 시장 순위/점유율)
• 6.4 기업 프로필 (글로벌 개요, 시장 개요, 핵심 부문, 재무 정보(가능한 경우), 전략 정보, 제품 & 서비스, 최근 개발 포함)
  • 6.4.1 운영사
  • 6.4.1.1 듀크 에너지 코퍼레이션
  • 6.4.1.2 E.ON SE
  • 6.4.1.3 에넬 SpA
  • 6.4.1.4 프랑스 전력공사 SA (EDF)
  • 6.4.1.5 이베르드롤라 SA
  • 6.4.1.6 중국 싼샤 그룹
  • 6.4.1.7 퍼시픽 가스 & 일렉트릭 컴퍼니
  • 6.4.1.8 엑셀 에너지 Inc.
  • 6.4.1.9 AGL 에너지 Ltd
  • 6.4.1.10 스탯크라프트 AS
  • 6.4.2 기술 제공업체
  • 6.4.2.1 제너럴 일렉트릭 컴퍼니
  • 6.4.2.2 지멘스 AG
  • 6.4.2.3 안드리츠 AG
  • 6.4.2.4 미쓰비시 중공업 Ltd
  • 6.4.2.5 포이트 GmbH & Co. KGaA
  • 6.4.2.6 안살도 에네르기아 SpA
  • 6.4.2.7 도시바 에너지 시스템즈 & 솔루션즈
  • 6.4.2.8 히타치 에너지 Ltd
  • 6.4.2.9 쾨슬러 GmbH
  • 6.4.2.10 효성중공업(주)

7. 시장 기회 & 미래 전망