2012년 포항에서 국내 최초의 지열발전소 건설이 착공되기 이전에는 우리나라에서 지열발전은 생소한 에너지원이자, 비화산지역에서는 불가능한 발전으로 인식되고 있었다. 그러나 산업통상자원부가 지원하고 한국에너지기술평가원이 전담하는 ‘메가와트급 지열발전 상용화 기술개발’ 사업을 통해 2017년 상반기 중으로 국내 최초이자 아시아 비화산지역 최초로 지열에 의한 전력 생산을 눈앞에 두고 있다.
지열발전은 별도의 연료없이 뜨거운 지열수를 이용해 전력과 열에너지를 생산한다. 지난 1904년부터 지금까지도 운영되고 있는 이탈리아 지열발전소로부터 시작된 지열발전은 전통적으로 화산지대의 뜨거운 자연지열수를 이용해 왔다. 현재까지도 전세계 지열발전 설비용량 12기가와트의 대부분이 이러한 화산지역의 지열발전이다. 원자력발전소 1기의 용량을 1기가와트라 하면 현재 총 12기 원자력발전소 정도의 지열발전소가 화산지역을 중심으로 가동되고 있는 셈이다.
비교적 최근까지 비화산지역에서는 불가능하다고 인식됐던 지열발전의 가능성을 연 것이 인공 지열수를 이용하는 EGS(Engineered Geothermal System) 지열발전 기술로 자연적인 화산지열수가 없는 지역에서도 전력을 생산할 수 있는 혁신 기술이다.
1990년대 후반 유럽의 R&D 프로젝트로 시작된 EGS 지열발전은 발전 가능한 뜨거운 지열원을 확보할 수 있는 심도까지 깊이 시추한 다음 지하 심부에서 인공적으로 암반에 물을 주입한 이 후 뜨거워진 물을 지상으로 다시 생산하는 방식이다. EGS 기술을 이용해 비화산지역인 독일에서 2000년대 초반 세계 최초의 지열발전 상용화에 성공했으며 지금 그 뒤를 우리 대한민국이 바짝 추격하고 있다.
지열발전은 기상조건과 관계없이 24시간 연중 안정적인 전력생산이 가능해 다른 신재생에너지에 비해 탁월한 가동률을 자랑하며 발전용량 대비 원자력발전소보다도 작은 부지를 사용하므로 지상 환경의 훼손을 최소화하는 친환경에너지로서 미래의 신재생에너지 발전을 주도할 에너지원으로 주목받고 있다.
EGS 지열발전 기술은 이러한 장점에도 불구하고 지열발전이 전 지구적으로 확산되기 어려웠던 한계, 즉 화산 지역이라는 지역적·지질학적 제약을 해결해 냈다. EGS 지열발전 기술에 의해 지열발전은 우리 생활권 안에 어디든지 자리 잡을 수 있는 분산에너지원이 됐으며 어떠한 공해 물질도 배출하지 않는 청정에너지원이 됐다.
이러한 EGS 지열발전의 파급력에 주목한 국제에너지기구(IEA)는 2050년까지 500기가와트 용량으로 확대될 세계 지열발전 시장에서 EGS 지열발전이 200기가와트 이상을 점유할 것으로 예측한 바 있다. 2010년 기준 10메가와트 용량에 불과한 EGS 지열발전이 40년 만에 2만배 이상, 시장 규모 약 1200조원 이상으로 성장한다는 것이다. 이것이 바로 지금 EU, 미국, 일본 등에서 EGS 지열발전 기술 R&D에 집중적으로 투자하고 있는 이유이며 EGS 지열발전 기술 개발 전선의 선두에 서 있는 우리나라를 주목하는 이유이다.
‘지열발전 상용화 기술개발’ 사업에는 넥스지오를 주관기관으로 해 한국지질자원연구원, 한국건설기술연구원, 서울대학교, 포스코, 이노지오테크놀로지 등 국내 지열 관련 전문기관들이 참여하고 있다. 이 사업에 참여하고 있는 연구진들은 4km 이상의 대심도 시추사업 과정에서 숱한 어려움을 이겨내고 시행착오를 양분 삼아 첫 길을 내고 있다.
이 사업을 통해 국내 최초로 국내 최장 심도이자 전 세계에서도 손꼽히는 4.3km 심도 지열정 두 공의 설치를 완료해 160℃ 이상의 지열원을 확보하고, 두 지열정 사이에 물길을 내기위한 수리자극 시험을 성공적으로 마쳤다. 사업의 성과를 토대로 포항에 지열발전소를 운영하게 된다면 포항 일원 지역에 안정적인 전력 공급과 더불어 지역난방 및 시설영농에 열에너지를 공급하는 등 지역사회에 크게 기여할 수 있을 것이다.
우리나라의 지열발전 상용화 기술개발 사업은 그동안의 실증연구를 통해 얻은 성과를 인정받아 국제 지열시장에서 주목받고 있다. EGS 지열발전의 선진국이라 할 수 있는 유럽에서도 지열발전 상용화 기술개발사업이 수행되고 있는 포항지열발전 현장에 관심을 가지고 있다.
2015년 말 넥스지오, 서울대학교, 건설기술연구원은 유럽의 대규모 연구사업인 Horizon-2020에 초청받아 비유럽국가로서는 유일하게 EGS 지열발전 기술개발의 공동연구기관으로 선정됐다.
또한, 넥스지오는 중국의 지열국제포럼에 초청돼 보유한 기술력을 소개했고 최근에는 미국령 괌 신재생에너지 국제 입찰에 참여해 지열발전사업자로는 유일하게 공급가격협상자로 선정된 바 있다. 이것은 우리나라의 지열발전 상용화 기술개발 성과를 세계적으로 인정받고 있음을 보여주는 사례로 크게 성장 할 국제 지열발전 시장을 향한 국내 기술 수출 및 사업화 측면에서 큰 의의를 가진다.
이제 우리나라에서 지열발전의 신기원을 이뤄내는 데 있어 마지막 단추, 지열수 순환 공정만을 남겨두고 있다. 어렵고 험한 초행길을 함께 걸으며 혁신을 이뤄내고 있는 모든 연구진들의 노고와 쉽지 않은 사업 진척에도 격려와 성원을 아끼지 않아 주신 산업통상자원부와 한국에너지기술평가원, 포항시와 한국수력원자력 관계자 여러분들의 지원을 포항지열발전소의 성공으로 보답하고자 한다.
2017년은 우리나라 지열발전의 역사적인 전환점이 될 것이며 새로운 신재생에너지의 출범을 알리는 해가 될 것이다. 국내 지열발전의 진흥과 해외 지열발전 기술 수출 지원을 위한 정책과 법, 제도의 완비를 더 이상 미룰 수 없는 시점이다.
