1. 서론
최근 탄소 중립과 친환경 에너지에 대한 관심이 높아지면서 지열발전이 재생에너지의 한 축으로 주목받고 있습니다. 앞에서 본 것과 같이 지열발전은 지구 내부의 열을 활용하여 전력을 생산하는 방식으로, 화석연료를 대체할 수 있는 지속 가능한 에너지원으로 평가받고 있습니다. 그러나 2017년 대한민국 포항에서 발생한 규모 5.4의 지진이 지열발전소 운영과 연관이 있다는 연구 결과가 발표되면서, 지열발전의 안전성과 환경적 영향에 대해 다시 한번 재조명하는 계기가 되었습니다. 이번에는 지열발전이 가진 문제 사례와 각국의 대응 방안을 분리하여 살펴보고, 보다 안전한 운영 방안을 모색해 봅니다.
2. 지열발전의 문제 사례
(1) 촉발 지진(Induced Seismicity) 위험 사례
◎ 포항지진(2017, 대한민국)
- 지열발전소에서 지하 4km 깊이에 물을 주입하는 과정에서 기존 단층이 활성화되며 규모 5.4의 지진이 발생함.
- 이후 연구 결과, 지열발전이 직접적인 원인으로 밝혀짐.
◎ 바젤지진(2006, 스위스)
- 바젤에서 진행된 EGS( Enhanced Geothermal System :인공 저류층 지열발전) 방식의 지열발전 프로젝트 중 규모 3.4~3.6의 지진이 연달아 발생.
- 지역 주민들의 반발로 인해 프로젝트가 중단됨.
(2) 지하수 오염 및 환경 문제 사례
◎ 네바다 지열발전소 오염 문제(미국)
- 네바다의 한 지열발전소에서 방사능 물질(라돈, 우라늄)과 중금속이 검출됨.
- 오염된 물이 인근 농경지로 유입되어 환경 피해를 유발.
◎ 아키타 온천수 감소 문제(일본)
- 일본 아키타현에서 지열발전소 건설 이후 온천 수위 감소 문제가 발생함.
- 지역 주민과 온천업계의 반발로 인해 일부 지열발전소 운영이 중단됨.
(3) 높은 초기 투자 비용과 경제성 문제 사례
◎ 사라왁 지열발전 프로젝트(2021, 인도네시아)
- 인도네시아 정부가 대규모 지열발전 프로젝트를 추진했으나 높은 비용과 환경적 문제로 인해 사업이 중단됨.
- 경제성이 낮아 태양광 및 풍력 발전이 대안으로 떠오르고 있음.
3. 국내외 사례별 대응 및 대책
(1) 대한민국 (포항지진 대응)
- 포항지진 특별법을 제정하여 피해 주민들에게 보상 지급.
- 지열발전소 영구 폐쇄 및 향후 지열발전 사업 재검토.
- 촉발 지진 방지를 위한 연구 강화 및 지질 조사 의무화.
(2) 스위스 (바젤지진 대응)
- 지열발전 사업을 전면 중단하고 정책 재검토.
- 지열발전 프로젝트 추진 전 지진 위험 평가 필수화.
(3) 미국 (네바다 지열발전소 오염 문제 대응)
- 지열발전소 운영 기준을 강화하고, 환경 영향 평가 규정 도입.
- 방사능 및 중금속 오염 방지를 위한 실시간 모니터링 시스템 구축.
(3) 일본 (아키타 온천 문제 대응)
- 지열발전소 개발과 온천 보호를 위해 개발 제한 구역을 설정.
- 지역 주민 및 관광업계와 협력하여 온천과 지열발전의 공존 방안 모색.
(4) 인도네시아 (경제성 문제 대응)
- 지열발전 연구를 지속하며 경제성이 높은 지역을 선별하여 시범 사업 추진.
- 태양광 및 풍력 발전과의 병행 추진으로 에너지 다변화 시도.
4. 안전한 지열발전을 위한 해결책
(1) 안전한 지역에서의 발전소 건설
지열발전소는 지진 위험이 낮은 지역에 건설되어야 하며, 이를 위해 사전 지질 조사가 필수적이다. 활성 단층이 존재하는 지역은 배제하고, 지진 가능성이 낮은 곳에서 운영해야 한다. 또한, 발전소 인근 지역의 환경 영향을 최소화할 수 있도록 정기적인 모니터링과 평가가 이루어져야 한다.
(2) 저압 주입 방식 도입
고압수 주입 대신 저압으로 물을 서서히 주입하는 방식은 지각 변형을 최소화하여 지진 발생 가능성을 줄일 수 있다. 이는 단층에 급격한 압력 변화를 주지 않아 안정성을 높이는 효과가 있으며, 기존 EGS 방식보다 안전한 대안으로 연구되고 있다. 또한, 저압 주입 방식을 적용하면 물이 지층에 천천히 스며들어 예상치 못한 지각 활동을 줄이는 데 기여할 수 있다.
(3) 재생에너지 융합 발전 추진
지열발전의 단점을 보완하기 위해 태양광, 풍력과 같은 다른 재생에너지와 결합하여 운영하는 것이 중요하다. 이러한 융합 발전 방식은 특정 에너지원의 한계를 줄이고, 지속적이고 안정적인 전력 공급을 가능하게 한다. 또한, 지역별 기후와 환경 조건을 고려해 다양한 에너지원의 장점을 극대화하는 전략이 필요하다.
5. 결론 – 지열발전, 신중한 접근이 필요하다
지열발전은 탄소 배출이 적고 지속 가능한 에너지원이지만, 그 과정에서 예상치 못한 위험을 발생할 가능성이 있습니다. 특히 촉발 지진, 지하수 오염, 높은 초기 비용 등의 문제는 해결해야 할 중요한 과제일 것입니다. 포항과 바젤에서의 사례를 통해 보듯이, 지열발전의 개발은 철저한 지질 조사와 환경적 영향을 고려한 신중한 접근이 필요합니다.
보다 안전한 지열발전을 위해서는 위험성이 낮은 지역에서의 발전소 건설, 저압 주입 방식 도입, 재생에너지 융합 발전 등 대안적인 접근 방식이 필요합니다. 정부와 연구기관은 안전성과 경제성을 동시에 고려한 지속 가능한 지열발전 기술 개발을 위해 더욱 노력해야 합니다.
지열발전은 신재생에너지로서의 가치가 크지만, 그 활용에 있어 안전성과 환경 보호가 최우선적으로 고려되어야 합니다. 앞으로의 기술 발전과 정책 개선이 지열발전이 지속 가능한 에너지원으로 자리 잡는 데 중요한 역할을 할 것이다.
