신기술이 지열 에너지 시장 높은 성장 궤도로 올려놔

바이오매스 시장 2021년 누적 투자금액 1,040억달러 전망

풍력, 태양, 조력과 같은 간헐적 신재생 에너지와는 달리, 지열 발전소는 전기 에너지 시스템에 기저 부하를 공급할 수 있으며, 석탄이나 원자력 발전소를 지열 발전소로 대체시킬 수 있다. 지열 에너지는 온실가스 배출이 거의 또는 전혀 없이 전기를 생성할 수 있다는장점을 가지고 있어, 현재 사용할 수 있는 에너지 기술들 중에서 가장 청정한 기술 중 하나로 꼽히고 있다.

지열 발전은 주로 1.2마일에서 1.9마일의 깊이에 이르는 수열합성 저수지에서 생성된다. 하지만 이런 저수지들은 어느 곳에나 있는게 아니라, 대부분 활화산 지역으로 제한되어 있다.

프로스트 앤 설리번 ‘지열 에너지 발생: 기술 보급 및 로드맵 보고서’에 따르면, 가장 촉망받는 새로운 시추 기술로 고압 고열 유체를이용하여 암석에 거대한 균열을 발생시키고 우물 시추작업에서 이를 헹구어 내는 고열온수 파쇄법(Hydrothermal Spallation)이 꼽히고 있다. 프로스트 앤 설리번 Technical Insight 사업부의 토마츠 카민스키(Tomasz Kaminski) 연구원은 “지열 시장은 가까운 시일 내에 크게 확장할 태세를 갖추고 있다. 이 분야의 연구원들은 Hot Dry Rock(HDR) 이라고도 불리우고, 세계 대부분의 지열 에너지로부터 전기를 발생시킬 수 있는 엔지니어링 지열 시스템(EGS)과 같은 지열 저수지에서 사용이 가능한 새로운 기술을 개발하고 있다”고말했다.

하지만 이러한 움직임에도 불구하고 지열 산업은 높은 초기 비용과 지열 프로젝트 개발의 위험성이라는 문제에 직면하고 있다.

전체 지열 프로젝트 비용의 대부분이 지열 시추 작업에 투입되며 시간 소모가 가장 많은 작업이다. 최초의 우물 시추 작업 이전 단계인 승인 절차에서 전체 지열 프로젝트 개발 비용의 약 11%가 투입된다. 그 다음 단계가 시추 작업이며, 이는 전체 비용의 30%를 차지한다. 하나의 지열 우물을 시추하는 데는 약 680만 달러에 달하는 비용이 투입되며, 적어도 두 개의 우물이 항상 필요하다. 이러한 작업뿐만 아니라 최종 발전소 건설에서도 많은 비용이 요구된다.

시추 작업을 착수하기 앞서, 지열 저수지 및 저수지 성질에 대한 정보 수집을 하기 위해서는 정밀한 탐사가 필수적으로 행해져야 한다. 지열 저수지를 평가하는 가장 좋은 방법은 지열 자원에 달할 수 있게 우물을 판 후, 이의 성질을 확인하는 것이다. 깊은 지열 우물의 시추 작업은 높은 비용이 요구 되기 때문에, 대부분의 개발자들은 특정 깊이에서 구체적인 유량과 지열 자원이 발견된다는 확신없이는 시추 작업을 하지 않는다. 따라서 지열 자원 탐사는 프로젝트 개발 과정에서 매우 중요한 단계이다.

지열 시장 성장을 억제하는 또 다른 요인들로 굴착 시추에 대한 접근이 제한되어 있다는 점과 인공지열발전기술(EGS)과 같이 지열에너지의 활용도를 높힐 수 있는 새로운 기술을 개발해야 하는 전문가들의 경험 부족을 꼽을 수 있다.

비용 절감뿐만 아니라 시추 작업에 소요 시간 단축 역시 향후 EGS시스템 개발에 중점을 둬야 할 필수 요인이다. 고열온수 파쇄법(Hydrothermal Spallation)는 위에 언급된 요구 조건들을 충족시킬 수 있어 촉망받는 시추 기술로 떠오르고 있다. 이는 비접촉식 시추방식을 택함으로써, 기존의 시추 작업에서 일어나는 비트 마모 현상을 없애고, 장비의 신뢰성을 높힐 수 있게 된다.

이 시장 회복세에 탄력을 가하기 위해서는 기존 시범 사업 확장뿐만 아니라 더 많은 연구와 현장 시험 활동들이 필요하다. 지열 분야의 투자가들과 개발자들은 더 깊은 시추 작업과 지열 저수지 탐사를 위해 기존의 기술들을 개선하고 새로운 기술을 개발하는데 초점을 맞춰야 한다.

“앞으로 이 새로운 솔루션들이 지열 에너지 시장의 확대에 중요한 역할을 하게 될 것이다. 경암(Hard rock) 환경에서의 깊은 시추작업에 대한 새로운 기술들이 석유 및 가스 산업에서도 역시 적용이 가능할 것이다. 비 재래식 쉘가스 추출 관점에서 방향 시추 작업은 특히 중요하다”고 카민스키 연구원은 말했다. 

세계 바이오매스 발전… 2008-2021년 누적 투자금액 1,040억달러 전망

(주)글로벌인포메이션은 Pike Research가 최근 “세계의 바이오파워 시장 및 기술” 보고서에서2012년 1월 세계 최대 바이오매스 발전시설이 영국에서 가동을 개시한다고 밝혔다.  기저부하 전원으로 재생에너지를 이용하며, 발전 용량은 750MW로 추정된다. 영국 틸버리에 있는 이 발전소는 향후 10년간 급속도로 확대될 바이오매스 발전 부문의 급진적 진보를 상징한다.

바이오매스 자원을 이용해 전기와 열을 생산하는 바이오파워(Biopower)는 연료 자원을 폭넓게 사용할 수 있는 소수의 기저부하용 신재생에너지원 중 하나이다. 이론적으로 상당량이 존재하며 전 세계의 다양한 바이오매스 원료는 현재 세계 1차 에너지의 14%를 공급하고 있는 것으로 추정된다. 장작, 숯, 비료, 농작물 쓰레기와 같은 기존의 바이오매스 제품은 전 세계 약 20억에서 30억 명이 소비하는 주요 에너지원이 되고 있다.

세계적으로 에너지 수요가 증가하고 온실가스 배출 감축을 위한 노력이 강화되면서, 많은 국가가 상용 규모의 발전 연료로서 바이오매스 자원에 주목하고 있다. Pike Research의 보고서에 따르면 세계 바이오매스 발전 용량은 2011년 58GW를 기록했지만, 2021년에는 적어도 86GW로 확대될 전망이다. 그리고 2008-2021년의 누적 투자금액은 1,040억달러를 기록할 것으로 예상된다. 정부가 재생에너지 자원에 대한 장려책을 취할 것을 고려해서 더 적극적인 성장 예측을 하면 2021년 발전 용량은 115GW를 기록하면서 누적 투자액 1,380억달러에 달할 것이라는 전망도 나오고 있다. 재생에너지 자원 장려책을 통해 에너지 안전 보장에 관한 우려 완화, 이산화탄소 배출 감축, 경제 발전을 이룰 것으로 보인다.