지열 발전 보급이 지지부진한 이유는?
지열 발전 보급이 지지부진한 이유는?
  • 김정은 기자
  • 승인 2021.07.20 09:00
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ⓒ 데일리포스트 이미지 출처=pxher

[데일리포스트=김정은 기자] 지구 온난화로 인한 심각한 기후 변화로 태양광 발전과 풍력 발전 등 신재생 에너지에 대한 관심이 한층 높아지고 있다. 

그러나 지열 발전은 다른 재생 에너지만큼 보급이 이루어지지 않고 있다. 화산 대국인 일본조차 지열 발전이 전체에서 차지하는 비중은 2018년 기준 0.2%에 불과하다. 

연료가 불필요하고 반영구적으로 사용할 수 있는 재생 에너지인 지열 발전이 대중화되지 못하는지에 대해 해외 블로거 오스틴 버논(Austin Vernon)이 해설했다. 

ⓒ 데일리포스트 이미지 출처=Austin Vernon's blog

◆ 암석의 열전도 지연

지열 발전은 차가운 액체 등을 지하의 뜨거운 암석으로 보내 열을 낮추고, 차가워진 암석이 주위에 다시 열을 공급하는 사이클이 반복되는 것이 일반적이다. 그러나 암석의 열전도율은 구리의 100분의 1 정도로 매우 느리다. 이에 발전에 필요한 충분한 열을 얻기 위해서는 대량의 뜨거운 암석이 필요할 수 밖에 없다.  

ⓒ 데일리포스트 이미지 출처=unsplash

◆ 낮은 효율

평균적인 지열 발전소는 열에너지의 12%를 전기로 변환하며, 변환 효율이 20%를 넘는 일은 거의 없다. 이에 반해 천연가스 복합사이클 발전소의 열효율은 이미 65%에 달한다.

열기관 효율은 열원의 온도와 외부 온도의 차이에 의해 결정된다. 따라서 지열로 발생시킨 섭씨 수 백도의 뜨거운 열수보다 섭씨 수 천도에 달하는 천연가스 화력이 훨씬 높은 효율로 에너지를 생성할 수 있다. 

열 변환 효율이 낮은 발전소는 동일 전력을 얻기 위해 대규모 시설이 필요하고, 이는 건조 비용 및 가동비용의 상승으로 이어져 지열 발전의 발목을 잡고 있다.

◆ 시추 비용 

기본적으로 지하 깊이까지 시추할수록 고온의 암석을 이용할 수 있어 지열 발전의 효율이 좋아진다. 하지만 지하 깊숙이 드릴링을 할 때 문제가 되는 시추 비용은 깊어질수록 기하급수적으로 증가한다. 

현재 상용화된 지열 발전 기술에는 ▲지열저류층의 열수를 사용하는 기존 방식 ▲주입한 물에서 열을 얻는 고온암체지열발전(HDR:hot dry rock geothermal power) 등의 '개방 루프 시스템' ▲지하에 배관을 매설해 냉매를 순환시키는 '폐쇄 루프 시스템' 등이 존재한다. 

ⓒ 데일리포스트 이미지 출처=pixabay

그러나 세 가지 모두 지진 발생 위험·효율성·비용 등의 과제를 안고 있다. 시추와 관련해서도 비용 측면에서 플라즈마 및 레이저 등을 이용하는 복잡한 기술보다 공기나 물 등을 이용하는 비교적 간단하고 오래된 기존 기술을 이용하는 편이 실용적인 경우가 많다. 

이러한 이유로 버논은 "지열 발전이 틈새 가치 이상을 창출하기는 사실상 어려운 실정이다. 태양광 발전과 풍력 발전, 그리고 신재생 에너지를 저장하는 배터리가 점점 저렴해지고 있어 지열 발전이 정부 등의 도움 없이 확장할 여지는 거의 없다"고 주장했다. 


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