[신재생 12에너지s]'땅땅'거릴 만한데, 우리에게 맞을지는...
by김일중 기자
2018.11.16 05:30:00
이번에는
말도 많고…
탈도 많은…
에너지닷!
사실, 이 연재가 처음 시작될 때 어느 독자 분이 댓글로 이렇게 달아 놨었다.
“신재생에너지? 지열도 다루겠네? 쓰기만 해봐. 죽엇!” (기억을 더듬어 재구성함.)
여러 가지 논란이 있고 의심스러운 부분도 있다지만
엄연히 여러 나라에서 신재생에너지로 쓰이고 있는 것이니 안 다룰 수 없다.
그래서 걍~ 소개한다!
| | 독자니~임, 한 번 만 봐주시야~옹. (사진=슈렉2) |
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지열에너지란 무엇일까?
한마디로 하면 말 그대로 땅 속의 열에너지를 말한다.
더 자세히 말하면 지표면의 얕은 곳에서부터 수㎞ 깊이에 있는 온천, 마그마 등이 품고 있는 에너지다. 따라서 깊이에 따라 다양한 방식으로 이용한다.
| | 깊이에 따른 지열에너지 이용기술. (출처=한국에너지기술평가원 ‘온실가스 감축기술 전략 로드맵 2011’) |
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지열에너지를 크게 나누면 표층지열과 심층지열로 나눌 수 있다.
표층지열은 지표면에 태양에너지가 저장돼 있는 것이다. 태양열 중 47%가량이 지표면을 통해 지하에 저장되는데 이 때 땅속 온도는 1년 내내 대략 10~20℃를 유지하고 있기 때문에 이를 이용해 냉·난방 등에 많이 사용한다.
전 세계 지열 설비용량의 약 70%인 35GW가 지열원 히트펌프로 냉·난방 시스템을 가동하는 설비다. 설비가 가장 많은 미국은 주로 냉방용으로, 독일·스위스·스웨덴 등 유럽지역에서는 난방용으로 이용되고 있다.
이 밖에도 건물난방, 양식장, 농산물 건조, 수영장, 직접 냉방 등으로 이용되기도 한다.
우리나라는 사계절의 뚜렷한 기온 차 때문에 여름에는 냉방, 겨울에는 난방으로 이용할 수 있다고 한다.
| | 지열에너지 냉·난방 개념도. (그림=한국원자력환경공단) |
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심층지열은 지하 수 ㎞ 깊이에 있는 마그마로부터 나오는 고온의 열을 이용하는 것이다. 지열발전이 이를 이용하는 것인데 1980년 이후로 세계적으로 연간 10% 이상 빠른 속도로 증가하고 있다.
주로 화산지대가 많은 나라에서 활발하게 이용하고 있으며 아이슬란드는 전체 전력사용량의 26%, 필리핀은 전체 전력사용량의 20%를 지열발전이 담당하고 있다.
우리나라는 백두산 인근이 지열발전에 적합한 것으로 추정되고 있으나 북한의 기술 수준이 낮고 돈도 없어 전혀 진행되지 않고 있다. (통일을 해야 하는 또 하나의 이유)
지열발전이 갖고 있는 장점을 살펴보면,
우선 가성비 ‘갑’이라는 것이다.
기존 에너지 대비 난방 시 50~70%, 냉방 시 20~40% 정도로 효율이 좋고 관리비가 적게 든다. 발전단가가 2016년 미국 통계를 기준으로 41.9 달러/㎿h로 원자력발전의 40%, 석탄화력발전의 30%에 불과하다.
또한 대기오염을 유발시키는 유해물질 배출이 없으며, 지구의 냉각속도를 감안하면 30억년이 지나야 300~350℃ 낮아지는 수준임으로 거의 반영구적인 에너지이다.
이 것 역시 단점이 있으니…,
일단, 땅 속 깊은 곳까지 시추해야 하기 때문에 초기 설비 투자비용이 많이 든다.
특히 땅의 침전을 유발할 가능성이 있고 지중 상황 파악 또한 쉽지 않다. 다시 말해 장기적으로 지반 침하, 지진을 유발할 수 있다는 것이다.
그래서 포항지열발전소가 2017년 발생한 포항 지진의 원인으로 지목받고 있다.
포항지열발전소는 경북 포항시 북구 흥해읍 영일만대로 493에 위치한 우리나라 최초 심부지열발전이다.
지하 4~5㎞ 지점에 물을 주입해 인공적으로 대규모 저류조를 만들고 그곳에서 만들어지는 150~170℃의 뜨거운 물을 뽑아내어 터빈을 돌리는 원리로 가동된다. 현재 깊이 4.3㎞의 지열발전정 2개를 뚫어 놓은 상태이다.
이진한 고려대 지구환경과학과 교수팀이 조사한 결과 포항지진 발생 전에 63차례의 크고 작은 유발지진이 있었으며 물을 주입하는 시기와 유발지진이 발생한 시기가 거의 일치했고 지하 관정과 지진 발생지점이 대부분 같은 것으로 나타났다.
게다가 이 조사결과는 세계적 과학잡지 ‘사이언스’에 게재되며 의심의 눈초리가 더욱 거세지고 있는 상황이다.
이에 따라 지진 피해 주민들은 ‘포항지진범시민대책본부’를 구성하고 지난 10월 최대 9조원 규모의 손해배상 청구소송을 제기한 상황이다.
하지만 홍태경 연세대 지구시스템과학과 교수는 2016년 일어난 규모 5.8의 경주지진이 포항지진을 일으킨 원인일 수 있다는 논문을 내놔 논란이 계속되고 있다.
정부는 지난해 3월 대한지질학회 주도로 ‘포항 지진과 지열발전의 연관성 분석 연구단’을 출범시키고 내년 2월 쯤 공식 연구결과를 내놓을 예정이다.
여하튼…
지열발전은 입지조건 상 우리나라에 맞지 않을 수도 있지만, 지열에너지의 장점과 활용도가 높고 관련 기술 개발도 활발히 이뤄지고 있기 때문에 계속 관심을 가져야할 신재생에너지임은 틀림없는 사실이다.
세종시 정부 청사는 우리나라에서 대표적인 지열 히트펌프(GSHP) 설치사례다. 총 20㎿ 이상으로 단일 규모로는 세계 최고 수준이며 건물 연면적 60만 7555㎡에 소요되는 냉·난방 부하의 38% 이상을 담당한다.
200m 깊이의 수직밀폐형 시추공은 모두 1190개이며 총 길이는 238㎞에 달한다.
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