[한국에너지신문] 지열이란 땅(토양·지하수·지표수 등)이 지구 내부 마그마 열에 의해 보유하고 있는 에너지를 말한다. 이러한 에너지를 보유한 땅속 지하수, 열 등의 온도차를 이용해 냉·난방에 활용하는 기술이 지열에너지기술이다.
지열은 지열을 그대로 이용하는 ‘직접이용 기술’과 전력을 생산하는 ‘간접이용 기술’로 구분한다.
직접이용은 가장 오래된 기술로 지열 히트펌프, 온천, 건물난방, 시설원예 난방, 지열 지역난방 등에 사용된다. 땅에서 중온수(30~150℃)를 추출해 사용자에게 직접 공급할 수 있으며, 히트펌프나 냉동기와 같은 에너지 변환기기의 열원으로 활용한다.
하지만 이러한 직접이용 기술은 지열 히트펌프 시스템을 제외한 나머지 기술들에서는 중온수가 풍부한 지역에서 가능하기 때문에 지리적 제약이 있다.
직접이용 기술 중 가장 큰 부분을 차지하는 지열 히트펌프 시스템은 저온(10~30℃)의 지열에너지를 효율적으로 활용하는 지열분야의 대표 기술로 저온의 에너지를 활용하지만, 연중 일정한 온도를 유지하기 때문에 항온성이 우수하며 지리적 제약이 없는 것이 큰 장점이다.
최종 생산물이 열이기 때문에 직접이용의 한 방식이지만, 통상적으로 별도로 구분한다. 전 세계적으로 지열 직접이용 기술 중 거의 대부분을 차지하기 때문이다.
간접이용 기술은 땅에서 추출한 고온수나 증기(120~350℃)의 열에너지로 터빈을 구동해 전기를 생산하는 지열발전 기술이다. 고온이 발생하는 화산지대에서 유리하기 때문에 지리적 제약이 크다.
이러한 지리적 제약을 해소하기 위해 등장한 것이 ‘공저류 지열발전방식(EGS)’이다. 이 발전 시스템은 지하 심부의 뜨거운 암반층까지 시추하고 인공 파쇄대를 형성한 후 물을 주입해 고온의 수증기를 생산한 후 전기를 생산한다.
지열의 경우 외부 기후에 의존하지 않고 연중 24시간 연속 운전이 가능하며 건축물과 조화, 효율적인 설비면적, 높은 경제성 등으로 보급 잠재력이 높다고 볼 수 있다. 하지만, 투자비가 많이 소모되고 땅속 침전 등 환경파괴가 문제점으로 지적받고 있다.
국내 지열이용의 경우 주로 건물 냉난방으로 활용 중이며 지표층의 열을 히트펌프를 이용해 난방을 하거나 실내 온도를 흡열해 냉방을 하고 승온된 열을 방출하는 천부지열 방식 중심으로 활용하고 있다. 특히 지열 냉난방의 경우 현재 지열 히트펌프 시스템의 공공기관 설치 의무화 사업과 주택지원 사업 등을 통해 본격적으로 보급 중이다.
특히 포항시에서는 아시아 최초로 4~5㎞ 깊이로 시추공을 뚫어 지열수를 순환시키는 인공저류 지열발전방식(EGS)의 지열발전소를 지난 6월 가동 시작했다. 시설이 모두 갖춰지는 하반기엔 1000여 가구가 쓸 수 있는 전력을 시범 생산한다. 2019년까지 800억 원을 투자해 설비용량을 5㎿ 추가 증설할 계획이다. 지난해 우리나라 지열에너지 생산량은 13만 5000toe이며, 기업체 수는 26곳이었다.
