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에너지

대체 에너지 지열 발전에 대한 이해

by 백세당 2023. 5. 22.
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지열 발전에 대한 이해

 


목차

 


1. 지열 발전의 특징
2. 지열 히트 펌프
3. 열수 시스템
4. 향상된 지열 시스템(EGS)
5. 지열 발전의 장점
6. 지열 발전의 한계
7. 지열 발전 시장 및 산업동향

 

 

 


1. 지열 발전의 특징

 

지열 발전은 지하에 구멍을 뚫고 지열 에너지를 추출하여 저장된 열 에너지를 이용하여

전기를 생산하는 방식입니다. 지열 발전은 태양광이나 풍력과 달리 일정한 전력 생산이 가능하며,

발전소 부지 내부에서만 전기 생산이 가능합니다. 지열 발전은 지속적으로 발생하는 에너지를 이용하기

때문에 에너지 안정성이 높고, 에너지 생산 비용이 저렴합니다.

또한, 지열 발전은 전기 생산 과정에서 대기 오염 물질을 배출하지 않아 환경 친화적입니다.

하지만, 지열 발전소 건설 비용이 높고, 지열 발전소 부지 선택에 제약이 따르는 등의 제약이 있습니다.

지열 발전에는 지열 확산 및 감쇠 문제와 수위 강하 문제 등의 기술적인 어려움이 있습니다.

 

 

2. 지열 히트 펌프

 

지열 히트펌프는 지하수나 지열에 저장된 열 에너지를 이용하여 난방 및 냉방을 하는 시스템입니다.

지하수나 지열로부터 열을 흡수하여 이를 이용하여 실내 공간을 난방하는 것이 주요 기능입니다.

열을 반대로 이용하여 실내 공간을 냉각하는 냉방 기능도 가지고 있습니다.

지열 히트펌프는 지하수나 지열에 저장된 에너지를 이용하기 때문에, 전기 에너지를 이용하는

일반적인 난방 및 냉방 시스템보다 더욱 경제적이며, 환경 친화적입니다.

지열 히트펌프는 난방 및 냉방 기능뿐만 아니라, 물 온도 조절, 수영장 난방, 난방 보일러 등의

다양한 용도로 활용될 수 있습니다.

하지만, 지열 히트펌프 시스템 설치 및 유지 보수 비용이 높고, 부지의 지열 확산 상황에

따라 성능이 크게 달라질 수 있습니다. 따라서, 지열 히트펌프를 적용할 때에는

지열 확산 분석 등의 전문적인 설계와 시공이 필요합니다.

 

 


3. 열수 시스템

 

열수 시스템은 지열 발전에서 사용되는 시스템 중 하나로, 지하수나 지열에서 열을 추출하여,

이를 이용하여 난방 및 냉방을 하는 시스템입니다. 열수 시스템은 지하수나 지열에서

열을 추출하여 열교환기를 통해 열을 이용하는 방식으로 작동합니다.

열수 시스템은 지하수나 지열에 저장된 열 에너지를 이용하므로, 일반적인 난방 및 냉방 시스템보다

더욱 경제적이며, 환경 친화적입니다. 또한, 열수 시스템은 지열 발전 시스템에서 남은 열을

재활용하여 보다 효율적인 열 이용이 가능합니다.

하지만, 열수 시스템은 지하수나 지열에 대한 부지 선정과 설계가 매우 중요합니다.

지하수나 지열의 확산 상황에 따라 성능이 크게 달라질 수 있기 때문입니다.

또한, 열수 시스템 설치 및 유지 보수 비용이 높기 때문에, 전문적인 설계와 시공이 필요합니다.

 

 


4. 향상된 지열 시스템(EGS)

 

향상된 지열 시스템(EGS)은 기존 지열 발전 시스템에서 사용되는 지열 에너지와는 달리,

지하에 존재하는 거대한 열 시설에서 열을 추출하여 전기를 생산하는 방식입니다.

EGS는 인공적으로 지하수 순환 시스템을 구축하여, 지하의 열 시설에서 열을 추출하는 방식으로 운영됩니다.

EGS는 지하에 존재하는 거대한 열 시설에서 에너지를 추출하기 때문에, 지열 발전 시스템에서

사용되는 일반적인 지열 에너지보다 더욱 안정적이며, 전력 생산 효율이 높습니다.

또한, EGS는 지하시설의 규모와 깊이에 따라 다양한 규모의 전력 생산이 가능합니다.

하지만, EGS 시스템 구축에는 매우 높은 초기 투자비용이 필요합니다.

또한, 지하 시설 확산과 지열 시설 간의 연결 등 기술적인 어려움이 있습니다.

따라서, EGS 시스템은 기존 지열 발전 시스템과 함께 사용될 예정입니다.

 

 


5. 지열 발전의 장점

 

1. 지열 발전은 에너지원이 지속적으로 공급되기 때문에, 연간 발전량이 안정적입니다.
2. 지열 발전은 전기 생산 과정에서 대기 오염 물질을 배출하지 않아 환경 친화적입니다.
3. 지열 발전은 전력 생산에 소모되는 연료비용이 거의 없기 때문에, 경제적입니다.
4. 지열 발전소 부지 내부에서만 전기 생산이 가능하기 때문에, 전력 손실이 적습니다.
5. 지열 발전소 부지는 일반적으로 건설 비용이 높은 산지나 화산지대 등의 지형지물이기 때문에,

미개발 지역 개발에 대한 부가 효과가 있습니다.
6. 지열 발전 기술은 지속적으로 발전하고 있기 때문에, 더욱 효율적인 전력 생산이 가능할 것으로 기대됩니다.

 

 


6. 지열 발전의 한계

 

1. 지열 발전소 부지는 일반적으로 산지나 화산지대 등의 지형지물이기 때문에,

부지 선정이 매우 중요합니다. 또한, 부지 선정에 따라 발전량이 크게 달라질 수 있습니다.
2. 지열 발전은 발전소 부지 내부에서만 전기 생산이 가능하기 때문에, 전력 공급에 대한 안정성에 한계가 있습니다.
3. 지열 발전소는 지하에서 열을 추출하기 때문에, 지하수나 지열의 확산 상황에 따라

전력 생산량이 크게 달라질 수 있습니다.
4. 지열 발전소 부지는 일반적으로 건설 비용이 높은 산지나 화산지대 등의 지형지물이기 때문에,

건설 비용이 매우 높을 수 있습니다.
5. 지열 발전 기술은 아직 상용화 단계에 이르지 않았기 때문에, 기술적인 한계가 존재합니다.

이에 따라, 지열 발전 기술을 개발하고 보급하는 데 많은 노력과 자금이 필요합니다.

 

 


7. 지열 발전 시장 및 산업동향

 

최근 지열 발전 시장은 꾸준한 성장을 보이고 있습니다. 전기생산을 위한 국내 지열발전소 용량은

2015년 195MW에서 2020년 331MW로 증가하였으며, 연평균 증가율은 11.2%입니다. 미래에는

전기생산 용량을 더욱 확대할 것으로 예상되고 있습니다.

또한, 국내 지열 산업은 지속적인 기술 개발과 함께 새로운 발전 방식을 모색하고 있습니다.

예를 들어, EGS(Enhanced Geothermal System)는 인공적으로 지하수 순환 시스템을 구축하여,

지하의 열 시설에서 열을 추출하는 방식으로 운영됩니다. 이러한 기술의 개발로 미래 지열 발전은

더욱 안정적이고 효율적인 전력 생산이 가능할 것으로 기대됩니다.

또한, 국내 지열 산업은 해외 시장에서도 활발한 활동을 보이고 있습니다.

특히, 인도네시아, 멕시코, 터키 등 지열 자원이 풍부한 국가에서는 국내 기업들의 참여를

유치하고 있는 것으로 알려져 있습니다.

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