지열에너지, 땅으로 부터 나온 착한 대체에너지

전세계는 많은 양의 에너지를 사용하고 있습니다. 이를 감당할 수 있는 전기에너지를 생산하기 위해 많은 양의 화석연료를 생산하고 있는데요. 이것이 지구온난화와 환경파괴에 한 몫을 차지하고 있다는 것은 이제는 누구나 쉽게 알 수 있는 사실이지요. 그래서 우리에게는 환경에 적은 악영향을 미치면서 화석연료를 대체할 지속가능한 대체에너지를 필요로합니다. 오늘은 그 대체에너지 중 밝은 미래를 가진 지열(Geothermal) 에너지에 대해 소개해봅니다.

지열에너지는 그 이름만으로 그 원리를 쉽게 설명할 수 있습니다. 그리스어의 Geo(땅)과, Therme(열)이 합쳐진 말인데요. 지표면의 바로 밑에 있는 열은 전천후로 사용될 자원입니다.가장 활발한 지열점은 화산지대나, 단층면에서 발견할 수 있지만 온천, 간헐천 및 지열층에서 찾을 수 있습니다.

지열에너지 (Geothermal Energy)의 장점을 함께 알아보실까요?

_지열에너지는 지표면 아래있는 뜨거운 지하수층의 물을 이용합니다.
거의 자원의 고갈이 없다는 뜻이기도 하고요. 365일, 24시간 내내 제공되는 에너지입니다. 이에 사용되는 열은 지구전체의 열에 거의 티도 안 날 만큼의 양이라 열추출과정에서 지구에 큰 영향을 주지 않습니다. 지칠줄 모르는 이 에너지가 지열에너지의 가장 큰 장점이라고 할 수 있겠습니다.

_지열에너지는 풍력이나 태양열 같이 환경에 크게 구애를 받지 않습니다.
물론 단층면이나, 지열에너지를 많이 가지고 있는 지역에 발전소를 설치하면효율을 더욱 증대하나, 지열은 지구 어디에서든 찾을 수 있으니, 풍력이나 태양열처럼 바람이나 태양이 유난히 센 지역인지를 고민할 필요가 덜하다는 것입니다. 미국의 경우, 물이 지표면 아래가 가까워 땅을 뚫기 쉬운 서부와 하와이에 지열에너지 생산이 활발하다고 합니다.

_발전소 스스로도 다른 에너지 생산 발전소보다 친환경적입니다.
3가지 형태의 지열발전소가 있는데요.

Dry steam: 지열로 생긴 수증기를 바로 터빈을 돌리는데 사용하는 방식
Flash steam: 지하의 고압 온수를 차가운 저압수로 끌어올릴때 발생하는 수증기로 터빈을 돌리는 방식
Binary: 무공해하며 물보다 비점이 낮은 자연 혼합매체를 지열온수로 가열한 후, 이 가열과정에서 나오는 증기로 터빈을 돌리는 방식

이 3가지 방식 모두, 다른 발전 방식에 비해 환경 부하가 적다고 합니다.

_지열에너지는 전기 생산 외에 여러 다른 용도로 사용될 수 있습니다.
농업 분야에서는 오래 전 부터 지열을 이용해 온실재배실의 온도조절과 가습시설에 이용했다고 합니다. 미국의 한 자자체 중에는 지열을 이용해 겨울에서 도보블럭에 눈이 쌓이는 일을 방지함과 동시에 많은 예산을 절약하고 있다고 합니다. 미국에서는 정부나 교육기관에 화석연료를 이용한 난방보다 지열을 위한 난방으로 교체하는 사업을 시행하기위해 400만 달러의 예산을 최근 배정하였다고 합니다. 가정에서도 수영장 물을 대피거나 난방을 하는데 지열에너지는 효율적이라고 합니다.

지열을 이용한 온실재배.

미국 오레곤 주의 지열을 이용해 보도블럭의 눈을 녹이는 모습

지열을 흡수하는 코일

_GHP(Geothermal Heat Pump)는 지열에너지를 이용 열이 필요한 공간에 열을 전달해주는 장치입니다.
일반 가정에 설치된다면 이 GHP는 따뜻한 부분의 땅의 열을 집안의 차가운 곳으로 전달하는 방식으로, 여름에는 반대로 작동하여 쾌적한 온도를 유지시켜 줍니다. 미국에서는 이 장치를 가정에 설치하는 경우 30%의 세금환급을 해준다고 합니다. 물론 전문가의 시공이 필요함으로 까다로운 작업이지만 장기적으로 보았을 때는 30~60%의 에너지 비용 절가효과를 볼 수 있다고 합니다. 또한 GHP는 desuperheater라는 장치를 탑재하고 있는데요, 이 장치는 여름에 발생되는 열을 온수를 가동하는데 사용되어 여름철 온수 사용으로 인한 비용을 거의 제로로 만든다고 합니다.

가정집 지하실에 설치된 GHP모습

_지열에너지는 계속 발전하고 있습니다.
지열에너지 산업은 2005년 부터 2010년 사이 4.25%나 성장했습니다. 점점 발전되는 기술로 지열에너지에 대한 연구도 깊어지고 있고요. 굴착기술의 계속되는 발전은 지열에너지의 사용을 미서부에서 동부로 넓히는 역할을 하고 있습니다.

지열에너지 사용은 선진국의 이야기만도 아닙니다. 필리핀에서는 이미 국가 전체 전력사용량의 23%를 지열에너지로 해결하고 있으며 2013년까지는 이를 60%까지 늘릴 계획이라고 합니다. 아프리카의 케냐도 지열에너지 발전소 건설을 검토 중에 있다고 합니다.

지열에너지가 밝은 미래를 가져다 줄 수 있는 또 하나의 이유는 바로 일자리 창출인데요. NRDC (Nation Resources Defense Council)에 따르면 5,600메가 와트의 지열에러지 생산이 될 무렵이면 연구원, 건축디자이너, 건축가, 엔지니어, 배관공, 관리인, 부품생산 등, 약 100,000개의 일자리 창출을 가져다 줄 것으로 예상하고 있습니다.

뉴질랜드 에너지 공급회사인 Mighty River Power사의 에뉴얼 리포트의 한 부분.
(지열에너지 개발 추이가 급격히 늘어난 것을 볼 수 있습니다).

_수력발전보다 친환경적인 지열발전
수력발전은 가장 오래된 에너지 생산 형태 중 하나이지요. 미국 전체 에너지 생산량의 7%정도가 수력발전에 의지하고 있다고 합니다. 수력발전은 다른 화석연료발전에 비해 공해가 없는 것으로 알려져 있습니다. 하지만 수력발전에 흠을 꼽자면 이를 짓기위해 희생되는 환경생태계를 꼽을 수 있겠는데요. 캐나다의 La Grande프로젝트는 10,000제곱 평방 킬로미터가 넘는 토지를 물에 잠기게 하는 희생을 감수해야 했습니다.

수력발전과는 달리 지열발전은 수로를 파괴하거나 주변 생태계의 크게 파괴하지 않습니다. 땅 아래의 뜨뜻함을 이용하는 지열발전은 사용된 온수를 다시 사용할 수 있다고 합니다.

_지열발전은 믿을만합니다.
지열발전은 95%~99%까지 스스로 돌아갑니다. 화석연료를 사용하는 발전소의 경우 75%정도의 자립성을 가지고 있는 것에 비교하면, 지열발전소는 안정적인 에너지 공급을 의미합니다. 풍력발전의 경우 터빈을 돌리는 바람을 필요로 하는데, 지열은 그런 제한이 없습니다. 태양력 에너지의 경우도 구름이 많이 낀 날에는 효율이 떨어지는 점을 고려하면 지열에너지의 지속가능성은 대단합니다.



지열에너지 힘 대단하지 않은가요? 아직은 더 많은 발전이 필요한 부분이지만
친환경 대체에너지인 지열에너지가 좀 더 활발하게 사용되기를 바랍니다.

자료 출처: curiosity.com

By 토종닭 발자국

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