[투데이에너지 강은철 기자] 지열발전은 계절과 날씨 등에 영향을 받지 않고 365일 24시간 가동할 수 있어 기저부하를 담당할 수 있는 유일한 신재생에너지 자원으로 알려져 있다. 또한 지상면적을 최소화할 수 있는 친환경 국산 에너지로 국내 신재생에너지 육성정책에 부합함은 물론 전 세계적으로도 관심이 증대되고 있는 청정에너지원이다.
최근 선진국을 중심으로 화산성 고온 지열지대가 아닌 지역에서 인공지열 저류층 생성기술(EGS: Enhanced Geothermal System)을 이용한 상업적 지열발전이 시도되고 운영됨에 따라 국내에서도 심부지열을 이용한 지열발전의 가능성 여부가 제기되고 있다.
에너지자원의 97%를 수입에 의존하고 있는 우리나라 현실에 비춰볼 때 에너지자원 수출국의 정치적 상황이나 시장영향을 쉽게 받지 않는 고유의 국산에너지이며 석유와 가스 등의 가격변동 또는 물류 걱정없이 안정적인 에너지를 생산할 수 있는 것은 지열발전 밖에 없다. 지열발전을 해야하는 이유다.
다만 우리나라와 같은 비화산지대의 지열발전은 일반적으로 4km 이상의 상대적으로 깊은 심도의 지열정 설치를 위한 탐사 및 개발 시추가 필요해 초기 투자비가 큰 단점을 가지고 있다. 이러한 단점을 보완할 수 있는 것이 바로 RPS제도 편입 및 REC 가중치 부여다. 일단 정부에서는 2015년부터 지열발전을 RPS제도에 인입하고 선제적 REC 가중치 2.0을 적용하는 것으로 정책방향을 설정하고 있어 지열발전소 건립이 본격화될 것으로 기대된다. /편집자
세계지열발전 시장 동향
2010년 1월 현재 세계 지열 발전용량은 10.7GWe의 발전시설을 갖추고 있으며 전력생산량은 67,246GWh에 달하는 것으로 알려지고 있다. 이는 총 1,700만배럴의 석유대체효과와 1억4,800만톤의 이산화탄소 배출 절감효과에 해당한다. 전세계적으로 지열발전용량은 최근 35년간 연평균 약 7.9%의 증가율을 보이며 성장해 왔다. 이를 연간 시장규모를 환산해 추정하면 연간 약 34억 ~50억달러 규모의 건설시장이 형성되고 있는 것으로 분석된다.
또한 2010년 지열발전에 의한 전력생산량을 고려하면 평균 전력판매가격인 0.15달러/kWh를 적용할 경우 약 100억달러의 전력판매시장과 평균 O&M비용인 0.03달러/kWh를 적용할 경우 약 20억달러의 O&M시장이 형성돼 지열발전소 건설시장을 포함하면 2010년 기준 지열발전 연간 시장규모는 약 154~170억달러로 추정된다.
세계 1위 지열발전 국가로 2010년 현재 3,093MWe 용량의 지열발전소가 가동되고 있는 미국의 경우 2050년까지 총 기저전력의 10%를 지열발전으로 대체할 수 있는 100GWe 용량의 지열발전 설비를 구축하겠다는 계획을 수립한 바 있다. 유럽 역시 유럽지열에너지위원회(EGEC)의 2009년 브뤼셀선언을 통해 2030년까지 전체 전력생산량의 5% 이상을 지열발전으로 생산할 계획을 발표하면서 보수적인 접근과 친환경주도 접근 시나리오로 나눠 2030년까지 15~30GWe 용량의 지열발전소 보급목표를 설정했다.
특히 흥미로운 것은 국제에너지기구(IEA)가 2011년 전세계 지열발전산업을 전망하면서 2010년 현재 10.7GWe의 발전설비용량이 2050년에는 200GWe로 증가할 것으로 예상하고 있다. 특히 10MW급의 EGS발전소 50개가 건설되는 2020년 이후 비화산지대의 지열발전이 급성장해 2050년에는 전체 지열발전의 40% 이상을 차지할 것으로 예측한 것이다.
그 한 예로 우리나라와 같은 비화산지대 국가로서 지열발전 상용화에 성공한 독일의 경우 연방환경부에서 발표한 ‘Lead Scenario 2008’에 따라 2030년까지 850MWe 용량의 지열발전소 건설을 추진하고 있으며 2025년까지 150개의 지열발전소를 건설할 계획을 수립한 바 있다.
관련업계의 한 관계자는 “EGS 지열발전시장의 성장예측은 고온 열수 조건의 고갈과 환경 영향 최소화 추세뿐만 아니라 전력수요처에 근접한 지열발전소 건설 요구에 따른 것”이라며 “폭발적인 성장이 예측되는 EGS 지열발전시장을 선점할 수 있는 기회가 우리에게 열려 있음을 알려주고 있다”고 밝혔다.
국내 지열발전의 필요성
지열발전에 대한 인식의 전환으로 비화산지대인 우리나라에서도 최근 국내 지열발전시장 창출과 해외 사업 진출에 대한 관심이 고조되고 있다.
한국지질자원연구원의 연구 결과에 따르면 우리나라는 비화산지대의 특성 상 화산지대에 비해 지온경사도가 크지 않으나 5km 심도에서 지역에 따라 180°C 이상의 심부지열자원이 발달하고 있을 가능성이 높은 것으로 평가된 바 있다. 상당한 지역에서 100°C 이상의 지중 온도 분포가 예측되고 있다. 이에 기초해 국제에너지기구의 규약에 따라 국내 지열발전 잠재량을 산정하면 설비용량 기준 이론적 잠재량은 6,975GWe, 기술적 잠재량은 19.6GWe에 이른다.
국내 지열발전의 가능성에 따라 2011년 지식경제부의 ‘온실가스감축 기술 로드맵’에서는 20MWe급의 지열발전소를 전략품목으로 설정하고 2020년까지 20MWe 지열발전설비용량, 2030년까지 200MWe 지열발전설비용량을 갖출 것을 제시하고 있다. 2030년까지 200MW 시설용량을 보급할 경우 연간 1,500GWh의 전력생산과 함께 석탄화력발전대비 140만톤의 연간 이산화탄소 배출 저감 효과와 38만TOE의 연간 석유수입 대체효과가 있을 것으로 분석됐다. 특히 연간 784명의 고용 유발 및 3,835억원의 생산 유발 효과가 있을 것으로 전망했다.
이러한 국가적 정책 방향에 힘입어 최근 국내 지열발전에 대한 관심이 각 지자체 단위로 고조되고 있다. 특히 산업자원통상부 지원 국책과제가 시행 중인 포항(약 40℃/km), 울릉도(약 100℃/km) 등지에서 25℃/km의 국내 평균 지온증가율을 훨씬 상회하는 지온 증가율이 확인돼 국내 지열발전의 가능성과 성장가능성이 그 어느 때 보다 높은 상황이다. 이외 제주특별자치도와 광주광역시 등 지자체에서도 지열발전소 건설과 관련된 계획 및 탐사가 적극적으로 진행되고 있다.
보급 확대 조건
지열발전의 국내외 시장 동향과 성장 가능성은 국내 지열발전시장의 창출과 확대를 위한 적극적인 정책 및 제도적 지원을 요청하고 있다. 특히 우리나라와 같은 비화산지대의 지열발전은 일반적으로 4km 이상의 상대적으로 깊은 심도의 지열정 설치를 위한 탐사 및 개발 시추가 필요해 초기투자비가 큰 단점을 가지고 있다. 선진 각국은 지열발전의 장점에도 불구하고 높은 탐사 리스크와 초기비용으로 인해 산업이 위축되는 것을 감안해 적극적인 지원 정책을 펴고 있다.
지열발전 선진국은 독일은 0.3유로/kWh, 프랑스는 0.2유로/kWh의 발전차액 지원금을 책정하고 있으며 화산지역인 일본에서도 42엔/kWh의 높은 발전 차액 지원제도를 채택하고 있는 등 대부분 다른 신재생에너지원에 비해 높은 발전차액을 지원해 적극적인 투자 유도 정책을 펼치고 있다.
우리나라의 경우 2012년 이후 신재생에너지 공급의무화제도인 RPS제도로 전환한 이래 아직까지 지열발전이 RPS제도의 적용을 받고 있지 못한 형편이었다. 그러나 최근 이를 개선해 2015년부터 지열발전을 RPS제도에 인입하고 선제적 REC 가중치 2.0을 적용하는 것으로 정책방향을 발표한 바 있어 국내 지열발전업계의 환영을 받았다.
관련업계의 한 관계자는“국내 최초의 지열발전이 2015년 이후 실현될 계획이고 울릉도, 제주도, 광주 등의 지열발전소 건설 계획이 구체화되고 있는 현 시점에서 매우 시의적절한 것으로 판단된다”고 밝혔다.
이외 지열발전의 국내 보급 확대를 위해서는 보다 적극적인 활성화 지원 정책이 필요하다는 것이 관련업계의 요청이다. 후발 신재생에너지원으로써 형평성을 고려해 지열발전 설치용량이 200MW에 도달하기 이전까지 REC 의무구매 방식 등의 진흥정책이 고려될 필요가 있다.
특히 독일처럼 지열발전에 의한 전력판매 시 생산전력을 전량 판매 가능토록 하고 소내 소비전력은 외부에서 공급받아 사용할 수 있도록 발전전력의 기준가격지침을 전향적으로 검토돼야 한다. 또한 해외 선진국에서 시행하고 있는 지열발전을 위한 초기 탐사 및 시추 리스크에 대응하는 지원 또는 성공불 융자 제도 등을 도입한다면 사업 참여자들의 투자 활성화에 큰 도움이 될 것으로 기대된다.
아울러 지열에너지 자원을 주요한 국내 지하자원으로 인식해 탐사 및 개발권 등 권리에 대한 광업법 등 법체계 개정 등은 지열발전시장이 안정화되기 위해 개선돼야 할 부분이다.
업계의 한 관계자는 “지열발전은 지열자원의 탐사에서부터 개발, 발전시설 건설, 운영 등에 이르기까지 여러 산업과 과학기술분야의 협업에 의해 완성되는 종합에너지 플랜트산업”이라며 “지열에너지자원을 개발하는 과정은 탐사공학, 시추공학 암석역할, 지하수공학, 지구화학, 플랜트건설 등 석유, 가스 및 광물자원을 개발하는 요소기술이 총동원되는 지질자원 건설분야 기술의 종합응용분야”라고 밝혔다.
이 관계자는 “이산화탄소 지중 처분장 건설에 필요한 CCS기술, 고준위 지하방사성 폐기물 처분장, 지하가스저장소 건설 등 다양한 분야로의 파급효과가 큰 응용분야”라며 “최근 에너지혁명으로 지칭되는 셰일가스 개발기술과 많은 부분에서 유사한 EGS 지열발전기술은 비전통가스 및 오일생산기술과 근본이 같은 기술로 향후 우리나라가 비전통 석유가스자원 개발시장 진입 시 강력한 시너지효과를 낼 수 있다”고 강조했다.