[2009 녹색성장 비전] 3. 독일 운터하힝과 제주 지열 프로젝트

CO2 年4만톤 감축… 비화산 지역 지열발전 개척

│운터하힝(독일) 이도운특파원│“독일에서는 지열 발전이 불가능하다고 했습니다. 그러나 운터하힝이 해냈습니다.”독일 남부의 중심도시 뮌헨에서 아우토반(고속도로)을 타고 남쪽으로 12㎞쯤 달리면 운터하힝 이라는 인구 2만의 작은 도시가 나온다. 넓다란 농지로 둘러싸인 지역이다. 아우토반을 빠져나와 운터하힝으로 들어가는 입구에 지열발전소가 자리잡고 있었다.

독일 운터하힝의 제2 지열발전소 건설 현장. 마스터 장비가 시추공 속으로 25m 길이의 티타늄 파이프를 매설하고 있다.
운터하힝 이도운특파원

3층 건물 정도의 작은 크기인 데다가 발전소로 보기에는 너무 깔끔해서 무심코 지나쳐 버린 뒤 차를 되돌려야 했다.

발전소의 책임자는 운터하힝 시장을 두번이나 지낸 어윈 크나펙 소장이다. 크나펙 소장은 서울에서 온 기자에게 “운터하힝시는 1990년부터 기후변화를 막기 위한 노력을 기울여 왔다.”고 강조하는 것으로 말문을 열었다. 이를 위해 태양광과 태양열 발전기를 설치하고, 공공기관과 주택의 에너지 효율을 높이는 데도 노력을 기울였다는 것이다. 그러나 안정적으로 전력과 난방을 동시에 공급할 수 있는 친환경 에너지는 지열뿐이라고 운터하힝시는 결론을 내렸다고 한다. 이같은 결정에 대부분의 에너지 전문가들은 반대했다. 지열 개발은 아이슬란드나 아시아, 중남미 지역의 화산지대에나 적합한 기술이라는 주장이었다.

●2004년 건립 시작

그러나 운터하힝시는 2004년 지열발전소 건설을 결정했다. 시가 100% 출자한 운터하힝 지열(Geothermie Unterhaching)이라는 회사도 설립했다. 시의 이같은 결정에는 그해 발표된 독일 정부의 신·재생에너지 발전 차액 제도가 큰 영향을 끼쳤다.

운터하힝은 알프스 산맥의 끝자락이 이어지는 지역이다. 다행히 사암(砂岩) 지역이어서 땅을 파고 들어가기 쉬웠고, 시험 시추 결과 3000m를 파 내려가면 122도의 물이 초당 150ℓ씩 생산되는 것으로 나타났다.

그러나 그것만으로는 불충분했다. 일상적인 기압에서 물이 100도를 넘으면 끓으면서 수증기를 발생시키지만 발전기의 터빈을 힘차게 돌리려면 더 높은 온도, 더 높은 압력이 필요하다. 그래서 채택한 것이 러시아의 과학자 알렉산더 칼리나가 발명한 칼리나 순환(Kalina Cycle) 방식이었다. 칼리나 방식은 물에 암모니아를 섞는다. 암모니아의 비등점은 70도 정도여서 100도보다 낮은 온도에서도 수증기를 만든다.

운터하힝 지열 발전소는 2개의 시추공을 뚫었다. 하나는 뜨거운 지하의 물을 끓어올리는 생산정, 또 하나는 발전과 난방에 사용해 온도가 낮아진 물을 지하로 되돌리는 주입정이다. 생산정은 발전소 옆에, 주입정은 4㎞ 떨어진 곳에 있다. 주입정으로 들어간 물이 지하 대수층에서 다시 뜨거워진 뒤 생산정으로 올라온다.

●우리 돈 36만원이면 겨울 한철 뜨끈

운터하힝 지열 발전소에서 생산된 전기를 주민들은 당 0.15유로를 지불하고 사용한다. 정부 보조금 때문에 기존 전기 가격과 비슷하다. 난방은 3300가구에 공급된다. 한 가구당 겨울철 난방비가 200유로 정도로 석유 보일러를 쓰는 것보다 싼 편이라고 크나펙 소장은 말했다. 또 지열 발전으로 연간 3만~4만t의 이산화탄소를 감축한 것으로 평가된다.

운터하힝 프로젝트에 투입된 자금은 8000만유로(약 1500억원). 운터하힝시와 정부 보조금 및 지급보증, 은행 여신으로 충당됐다. 크나펙 소장은 지열 발전이 아직까지는 민간사업만으로는 수익을 내기 어렵다고 말했다.

운터하힝시는 현재의 발전소에서 자동차로 30분쯤 떨어진 곳에 제2 지열 발전소를 건설중이다. 나지막한 야산과 농지가 만나는 지점에 자리잡은 공사장은 한창 작업중인데도 별다른 소음을 내지 않았다. 에너지 개발업체 GFZ의 시추담당 엔지니어인 베른하르드 프리베델 현장소장은 “도심에서도 시추가 가능한 최첨단 공법(InnovaRig)을 사용중”이라고 말했다.

이 공법의 주요한 특징 가운데 하나는 두 개의 시추공이 8m밖에 떨어져 있지 않다는 점. 프리베델 소장은 두 개의 시추공이 지하 160m 지점부터 서로 반대 방향으로 휘어지도록 파들어간다고 설명했다. 그러면 지하 3864㎞에서 두 시추공의 거리가 2.5㎞까지 떨어진다는 것이다. 이 공법으로 4㎞에 이르는 시추공 사이의 파이프 라인이 필요없어지고, 관리도 쉽다고 프리베델 소장은 말했다.

프리베델 소장은 운터하힝 지열 발전소의 성공으로 현재 남부 독일에서 15개 정도의 지열발전소가 추진 중이고 5개의 발전소가 추가로 구상되고 있다고 전했다.