지열영토 점점 넓어진다

우리 생활에 시나브로 ‘지열’이 다가서고 있다. 포항에 지열발전소가 들어서는가 하면 지열건축물, 농축산업용 등 활용범위도 다양해지고 있다. 활용빈도와 영역을 넓혀가는 지열시스템을 알아봤다.

우리나라의 지열에너지 이용 역사는 약 10년에 불과하며 50년 이상 경험을 가진 유럽, 미국에 비해 현재 걸음마단계지만 11개 분야의 재생에너지 중 하나로 선정되면서 성장의 발판을 마렸했다.

통념 상 지열에너지는 땅속 뜨거운 열이나 온천수 등을 생각하지만 실제 뜨거운 열원보다는 연중 일정한 온도를 유지하는 지중에너지를 일컫는다.

우리나라는 연중 15℃내외의 일정한 땅속 온도를 가진 최적 조건을 갖춘 곳이 많아 여름에는 냉방, 겨울에는 난방에너지원으로 이용될 수 있다. 또 날씨의 영향을 받지 않기 때문에 신재생에너지원 중 가장 안정적인 에너지로 손꼽힌다. 기술적으로 단순히 지하공기를 이용한 ‘지중열 시설’보다 ‘지열냉난방시설’이 각광을 받고 있다.

지열냉난방시설은 열교환기와 히트펌프를 통해 지중열의 열효율을 증대시킨 후 축열조, 난방배관, 팬코일, 송풍기를 이용해 고온의 열을 얻는다. 하지만 지열은 RPS제도의 RECs 에 포함돼있지 않아 업계는 정부의 정책적 지원을 기대하고 있다.

지열발전소 “EGS 기술로 우리나라도 지열발전국”
국내 최초 지열발전소가 2015년 경북 포항에 들어설 예정이다. 건립 장소인 경북 포항시 북구 흥해읍은 지하 2.5㎞의 수온이 92℃로 다른 지역보다 높아 최적지로 선정됐다. 발전규모는 1.5㎿급이다. 포항시를 비롯 ㈜넥스지오, 포스코, 서울대, 한국지질자원연구원, 한국기술연구원 등이 컨소시엄을 구성해 참여하고 있다.

업계전문가에 따르면 한반도가 비화산지대이기 때문에 지열발전소 건설이 더뎠다. 전통적으로 지열하면 화산지대에서만 활용 가능한 고온열수(Hydrothermal)식이었기 때문에 한반도는 논외로 여겨졌던 것. 하지만 지하시추공을 통해 지열을 순환시켜 열원을 확보하는 ’인공지열저류층생성기술(Enhanced Geothermal System : EGS)’이 개발되면서부터 우리나라도 지열발전이 가능하게 됐다. 정부는 포항 흥해의 1.5㎿급 발전소를 시작으로 2030년까지 지열발전 규모를 200㎿까지 확대할 방침이다. 또 제주도·울릉도 등지에서 지열발전소 건립을 구상 중이다.

지열건축물 “냉난방비 30∼40% 절감”
2012년 8월경 우리나라 최초로 지열에너지를 이용한 냉난방시스템 아파트가 들어선다. 주인공은 바로 코오롱 건설의 ‘송도 코오롱 더프라우 Ⅱ’. 지열냉난방시스템이란 땅속에 열교환 파이프를 설치, 15℃의 지중열을 에너지원으로 활용하는 방식이다. 코오롱 건설은 지하 300m 지점에 지중열교환기를 설치해 여름에는 냉열, 겨울에는 온열을 순환시켜 30∼40℃의 냉난방비를 절감한다.

현대건설은 또 지난 9월 경기도 고양시 킨텍스 제2전시장에 태양광 발전시설과 함께 지열시스템을 장착한바 있다. 또 GS엔지니어링은 군산시 지곡동의 군산 예술의 전당에 지열시스템이 설치 중이다.

지열활용농축산업 “고유가 시대 4계절 영농의 꿈 실현”
지열이 가장 활발하게 활용되는 분야는 농업 분야다. 지열냉난방시설을 설치하면 농가의 연료비가 경유 연료를 사용한 난방시설과 비교해 약 70%이상 비용절감되기 때문에 일찍부터 정부의 관심 대상이었다.

농어촌공사는 2010년부터 5년간 1조원 규모의 ‘농어업에너지이용효율화(지열)사업’을 추진하고 있다. 우리나라의 시설농업규모가 9만7000㏊에 이르고 이 가운데 시설원예 재배면적이 총 경지면적의 약 5.5%를 차지하고 있기 때문에 지열활용이 중요시되고 있다. 이때 약 70%의 에너지절감효과가 있다. 임실군 시설원예농가 1만㎡이 대표적이다. 한국농어촌공사 전북지역본부와 전북 임실군의 지열냉난방시설사업이 최근 시범가동을 마치고 완공됐다. 시스템 설치 농가 관계자는 “고유가로 한여름철과 겨울철에는 시설원예농사를 접어야했지만 지열냉난방시스템 완비로 에너지비용 걱정없이 시설농사를 지을 수 있게 됐다”며 반기고 있다.

최근에는 축산업에도 지열에너지가 도입되고 있다. 농촌진흥청은 2011년 11월 지열을 활용한 닭사육시설 냉난방기술이 개발돼 농가에 보급될 방침이라고 밝혔다. 지하 450m에서 15℃정도의 지하수를 퍼올려 열을 회수한 다음 계사 냉·난방에 활용하는 시스템이다.

계사는 난방을 위해 기름을 쓰면 암모니아나 이산화탄소 등 유해가스가 발생해 닭 생산성이 떨어지는데 지열냉난방시스템은 이러한 우려를 불식시켰다. 계사 지열냉난방시스템 역시 농어업에너지이용효율화사업에 포함될 예정이다.