스크랩 교육&경제 미국 정부가 대규모 화산 지열발전 건설을 허가하다.

[5/공석환]

출처 위키미디어 공용

위 지형은 미국 북서부 오레곤주의 뉴베리 화산 칼데라이다. 빙하기가 끝나가는 약 11,000년전에 대규모 화산 폭발을 일으킨 후 직경 32km의 대규모 칼데라를 생성하였다. 1300년전에도 다시 분화를 일으킨 젊은 화산이다. 현재는  2개의 호수가 칼데라 안에 존재하고 지열이 높아 지열발전 가능성을 가지고 연구되어 오다가 최근 미국 국토청 등의 허가를 받고 지열발전을 위한 시설 허가를 받게 되었다.

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미국 북서부에서 캐나다 브리티시 컬럼비아주(밴쿠버)를 연결하는 캐스케이드 산맥은 화산 활동이 활발한 곳이다. 위 도표는 최근 4000년 이내에 화산 폭발 활동을 보여준다.  그 중에 가장  피해가 컸던 것이 1980년 세인트 헬렌 화산 대폭발이다. 57명이 사망하고 서울 면적과 비슷한 600여 평방 km의 지역이 화산재 등으로 쑥밭이 되어 버린 사건이 있었다.

위 사진은 2012년 8월 15일 세인트 헬렌 화산을 방문하여 직접 찍은 사진이다. 아직도 산 정상에서 연기가 나면서 폭발 후 32년이 넘었는데도 주위가 아직 황폐하게 남아 있어 그 당시 참상을 다시 생각하게 한다. 그에 대해 더 자세한 것은 이 블로그의 글 "세인트 헬렌 화산을  숙연한 마음으로 방문하다." 참조 http://blog.daum.net/shkong78/1281

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최근 미국에서 지열발전에 대한 관심이 높아지고 있다. 2006년 미국 MIT 대학에서 준비한 보고서에 의하면 EGS(Enhanced Geothermal System, 유도 지열발전)라는 기술로 지열발전을 개발할 경우 2050년까지 미국에서 100 GW의 지열발전 시설을 갖추어 미국 전기수요의 10%를 충당할 수 있을 것이라고 예견하였다.  그리고 발전단가도 3.9 cents/kWh.(약 45원/kWh)로  화석연료를 사용하는 발전에 비하여서도 경쟁력이 있을 것으로 보고 있다. http://geothermal.inel.gov/publications/future_of_geothermal_energy.pdf . 

위 사진은 지하 6km에서의 지온을 조사한 결과이다. 주로 미국 서부 지역이 지열이 높아 지열발전에 적합한 것을 보여준다. 특히 뉴베리 칼데라 지역은 지하 3km 깊이의 지온이 섭씨 300도가 넘어 지열발전에 적합한 것으로 조사되어 미국 에너지 성(US DOE)에서 2천3백5십만불(약 260억원)의 자금을 지원하고 구글이 630만불(약70억원)을 출자한 알타록스(AltaRocks)라는 투자그룹이 2천3백5십만불을 투자한 금액을 합친  총 4천300만불(약 520억원)의 자금으로 뉴베리 칼데라 지역에서 EGS라는 기술을 적용한 지열발전 가능성을 기초 조사하여 왔다.

EGS(유도 지열발전) 기술은 인위적으로 고온 암석층에 찬물을 주입한 후 다시 더워진 수증기를 받아 순환하여 발전하는 방식이다.   다만 지열이 존재하는 심도 3km 이하의 지층에서 물이 흐를 수 있도록 "수압절개(hydroshearing )"라는 기술을 시행하게 된다. 수압절개 기술은 물의 압력으로 지층에 틈새를 낸다는  점에서 세일가스 개발에 사용되는 "수압 암렬( hydraulic fracturing)"  기술과 유사한 점이 있다. 다만 차이점은 유도 지열발전에서 사용되는 수압절개의 압력이 수압 암렬 기술의 압력보다는 작다는 점과 화학 첨가물질을 사용하지 아니한다는 점이다.

그럼에도 불구하고 수압절개 과정에서 작은 지진들이 발생할 수 있어 모니터링을 하면서 진행한다. 이러한 지진피해 우려 때문에 인구가 밀집된 도회지 부근에서는 유도 지열발전이 보류되고 있다.  뉴베리 칼데라의 경우 비교적 인구가 적은 지역으로 지진 모니터링을 하면서 수압절개의 진행이 성공적으로 진행되고 있다.

  최근 녹색기후기금 사무처를 인천 송도에 유치하여 대한민국이 녹색산업의 중심지로 될 것을 기대하고 있다. 그러나 대한민국은 자체적으로  이산화탄소 배출을 줄이는 녹색산업을 어떻게 우선 순위를 매겨 경제성있게 진행할 것인가를 심각하게 고민하여야 할  상황이다. 대한민국도 지온이 높은 석모도와 포항 인근 지역이 지열발전 후보지로 주목받고 있다. 첨단 EGS(유도 지열발전)기술을 적용하여 경제성이 있으면서도 이산화탄소 배출을 줄이는 역할의 일부를 지열발전이 할 수 있도록 정부가 적극 지원할 필요가 있다고 생각한다.