한국지질자원연구원이 조사한 지하 5km 지온 분포도에 따르면 퇴적층으로 덮여있는 포항시의 지온이 우리나라 내륙에서 가장 높은 것으로 나타났다. 무려 180도 안팎으로 이러한 자원을 활용하기 위해 포항에서는 지열발전소 건설 사업이 한창 진행 중이다. (주)넥스지오(윤운상 대표/이하 넥스지오)는 산업통상자원부 지원, 민관합작사업인 메가와트(MW)급 지열발전 상용화 기술개발 사업을 주관하고 있어 신재생에너지 분야 선도기업으로 주목받고 있다.
지난 2012년 9월 넥스지오는 포항시 흥해흡 남송리 일대에서 국내 최초, 비화산 지대로는 아시아 최초의 지열발전소 건설 기공식을 개최하고 지열발전을 위한 시추 굴착에 착수했다. 사업을 이끌고 있는 넥스지오 윤운상 대표는 “2015년까지 국내 최초의 지열발전소를 완성하여 전력 공급을 하게 될 것”이라며 “올해 국내 최대 심도인 4,127m 지열발전정 시추를 성공적으로 완료 중이며, 180℃ 이상의 지열 자원을 확보할 것으로 기대된다”라고 소개했다.
“‘천릿길도 한 걸음부터’이듯, 지열발전도 작은 구멍 하나에서 시작된다. 발전 가능한 지열이 있는 지역에 지름 20cm 가량의 구멍을 뚫어 한 쪽 구멍(주입정)으로 물이 들어가 데워지면 다른 쪽 구멍(생산정)으로 끌어올려 그 증기로 터빈(원동기)을 돌리는 원리다. 원리는 간단하지만 2,000여 가구가 쓸 수 있는 MW급 전력을 생산하려면 지열이 160℃ 이상 돼야 한다는 것이 관건이다. 때문에 우리나라에서 가장 높은 지열이 확인된 포항이 지열발전의 최적지다. 대부분 지하 1km를 파 내려갈수록 지열이 25℃가량 뜨거워지는데, 포항은 35~40℃씩 뜨거워진다는 것이 강점이다.”
윤 대표의 설명대로 심부의 뜨거운 지열로 데워져 지상으로 올라온 160℃의 지열수를 이용하여 전기를 생산하는 바이너리플랜트 기술은 포스코가 맡아 개발하고 있으며, 넥스지오와 함께 이노지오테크놀로지, 한국지질자원연구원, 한국건설기술연구원, 서울대학교가 참여해 발전소 건설에 협력하고 있다.
안정적인 에너지원으로써 활용가치 높아
지열발전이 세계적으로 확산되는 가운데 일본, 필리핀, 인도네시아, 아이슬란드 등은 200℃ 이상의 지열을 얻을 수 있는 화산 지대의 장점을 활용해 오래 전부터 지열발전을 해왔다.
지온이 낮은 비화산지대의 지열발전에는 더욱 고도의 기술이 필요한 데, 이 분야에 독일, 프랑스, 미국에 이어 한국이 뛰어들었다. 미국은 탐사장비와 시추기 개발에 집중 투자하는 한편 인공지열저류층 생성 기술을 이용한 심부지열발전을 적극 추진 중이며, 유럽지열에너지위원회도 2009년 브뤼셀 선언을 통해 2030년까지 지열발전의 비율을 전체 전력 생산의 5%로 끌어올릴 계획이다. 한편 한국의 도전을 이끌고 있는 넥스지오는 4km 이상을 파 내려가야 하는 어려운 공사를 진행해 현재까지 육상 시추 사상 국내 최장 길이인 4,127m 지열정을 완성 중이다. 넥스지오는 사업이 순항할 경우 2015년까지 포항에서 1.5MW급 전력을 생산하고 점차 용량을 확대해 2020년까지 20MW급의 발전소를 설치할 계획이다. 윤 대표는 “에너지 고갈 위기에 따른 대안 마련이 시급한 가운데 지열에너지는 태양과 지구가 존재하는 한 고갈될 염려가 없는 친환경적 에너지원이다. 지열발전은 1970년대부터 시작해 점차 세계적으로 확산되고 있다”면서 “신 재생에너지 중 지열은 풍력, 태양열, 태양광과 달리 기후의 영향을 받지 않는 안정적인 에너지로 그 활용 가치가 크다”고 설명했다.
‘Global Geo Resource Company’를 향해
윤 대표는 “‘3대 Geo Resource’에 대한 탐사와 평가, 설계와 개발, 정보화 구현 등 최고의 기술을 갖추고 세계무대로 나아갈 계획이다”라고 전했다.
윤 대표를 비롯해 70여 명의 지질, 자원분야 전문 기술 인력이 곳곳에 포진해 있는 넥스지오는 인적 자원을 활용한 지속적인 연구, 개발로 지난 10여 년간 건설, 환경 분야에서 괄목할 만한 성장을 이끌어 냈다. 토목공사를 위한 지질지반조사 등을 시작으로 2007년부터 본격적으로 지열에너지 연구에 착수했다.
그 결과 현재 포항에 건설 중인 국내 최초 지열발전소를 성공시키고 심부지열자원 개발 및 지열발전에 필요한 세계 수준의 기술력을 바탕으로 국내 지열 발전 시장의 창출과 거대 해외 지열발전 시장에 진출할 계획이다. 또한 천부지열자원의 효율적 이용을 위해 대수층을 축열체로 활용하여 지열냉난방시스템의 성능을 극대화 시킨 대수층축열(Aquifer Thermal Energy Storage) 냉난방시스템 기술 개발에 이미 성공했다. 이와 관련해 지열발전에 기반한 울릉도 녹색섬 조성 종합계획 수립 연구, 몽골 및 필리핀 지역의 지열에너지 시장 조사 및 사업 예비 타당성 검토, 수변 충적층 지하수열 활용 저장 시스템 개발 등과 함께 대심도 시추 기술을 이용한 이산화탄소 지중저장 및 셰일 가스 개발 등을 위한 다양한 분야의 연구 개발이 진행 중이다.
한편 윤 대표는 2003년 지질학 박사를 취득하고 지질학과 IT기술의 융합 상품을 기반으로 넥스지오의 초기 사업 모델을 구축해 2006년부터 녹색 성장 기조 속에서 전문 지식 역량을 최대로 발휘할 수 있는 에너지, 자원 탐사와 개발 사업에 집중했다. 그 결과 성과를 인정받아 2011년 국무총리 단체상표창과 2012년 해외자원개발 유공자 산업포장 개인상을 수상하는 영예를 안기도 했다.
그는 “우리나라가 아시아에서 첫 번째로 비화산지대 지열 발전소를 보유한 국가가 될 수 있도록 노력할 것이다”라며 “넥스지오는 세계적인 에너지 자원기업을 목표로 그간 지질자원 분야에서 길러온 역량을 지열발전 분야에 접목해 포괄적인 에너지 자원기업으로 거듭날 것이다”라고 포부를 밝혔다.
