지열 발전의 원리와 단점 – 땅속 에너지, 정말 친환경일까?

지열 발전은 지구 내부의 열 에너지를 이용하여 전기를 생산하는 기술입니다.

이 글에서는 지열 발전의 기본 원리와 작동 방식, 장점과 함께 자주 언급되지 않는 단점까지 꼼꼼히 살펴보겠습니다.

지열 발전이 과연 친환경 에너지의 대안이 될 수 있는지, 함께 알아보시죠.

📌 목차

지구의 중심은 약 6000도에 달하는 고온의 철과 니켈로 구성되어 있습니다.

이 뜨거운 열이 암석층을 통해 지표면 가까이까지 전해지며, 지열이라는 에너지원이 만들어지죠.

지열 발전은 이 지하 깊은 곳에서 올라오는 열과 고온의 수증기를 이용해 터빈을 돌리고, 전기를 생산합니다.

지열 발전소는 주로 '건식 스팀 방식', '플래시 스팀 방식', '이진 사이클 방식' 세 가지로 나뉩니다.

1. 건식 스팀 방식: 고온의 수증기를 직접 터빈에 보내는 방식입니다.

2. 플래시 스팀 방식: 뜨거운 지하수를 지상에서 압력을 낮춰 증기로 만든 후 터빈을 돌립니다.

3. 이진 사이클 방식: 지하수의 온도가 낮을 때 사용하는 방식으로, 저비등점의 유체와 열교환 후 증기를 만들어 전기를 생산합니다.

첫째, 탄소 배출이 거의 없습니다. 발전 과정에서 화석연료를 태우지 않기 때문에 이산화탄소가 거의 발생하지 않죠.

둘째, 24시간 지속 가능합니다. 태양광이나 풍력과 달리 날씨나 시간에 구애받지 않고 발전이 가능합니다.

셋째, 장기적 운영 비용이 저렴합니다. 초기 설치비용은 높지만, 운영비는 매우 낮습니다.

하지만 지열 발전에도 단점이 존재합니다.

1. 지진 유발 가능성: 지열을 추출하면서 지반에 변형이 생기면 미세 지진이 발생할 수 있습니다.

2. 부식 및 침전물 문제: 고온의 지하수에는 광물질이 포함되어 있어 장비를 부식시키거나 침전물로 인해 효율이 떨어질 수 있습니다.

3. 지역 제한성: 모든 지역이 지열 자원이 풍부한 것은 아니며, 일부 화산지대나 단층대에 한정됩니다.

4. 초기 투자비용: 굴착 및 탐사, 설비 구축에 막대한 자금이 필요합니다.

아이슬란드는 전력의 약 25%를 지열로 생산하는 세계 최고의 지열 발전 국가입니다.

일본과 필리핀도 지열 발전에 적극적이며, 지진대에 위치해 많은 지열 자원을 보유하고 있습니다.

우리나라에서는 포항에서 지열 발전 실증 사업이 진행되었으나, 2017년 인근 지역에서 규모 5.4의 지진이 발생하면서 논란이 되었습니다.

현재는 지열 난방 위주의 소규모 활용이 이루어지고 있습니다.

탄소 중립과 재생에너지 확대를 위한 흐름 속에서 지열 발전은 다시 주목받고 있습니다.

기술 발전을 통해 안정성과 경제성을 확보한다면, 향후 수력이나 태양광 못지않은 재생에너지원으로 성장할 가능성이 있습니다.

특히, 폐광이나 유휴 지하공간을 활용한 저비용 지열 시스템도 연구되고 있습니다.

중요 키워드: 지열 발전, 지열 에너지, 친환경 전기, 재생 에너지, 지열 발전 단점