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환경 연구

지열 에너지의 다양한 장단점

by 보니화니 2021. 2. 20.

지열 에너지의 장단점

지구 중심부의 온도는 대략 6000℃정도 입니다. 이것은 방사성 동위 원소의 붕괴열 때문입니다. 이러한 지표면 아래의 지열 에너지는 수 기가 와트의 전기를 생산해 낼 수 있는 엄청난 양의 에너지라고 할 수 있습니다.

그리고 지열 에너지는 지구가 존재하는 한 에너지를 무한히 생산해낼 수 있는 재생 가능한 에너지원이라고 할 수 있습니다. 지열 에너지는 깨끗하고, 영구히 지속되며 또한 환경 친화적이고 비용 대비 엄청난 효율을 낼 수 있습니다.

이번 포스팅에서는 재생 가능한 에너지와 관련하여 지열 에너지를 사용함으로서 얻을 수 있는 장점과 단점을 자세히 살펴 보겠습니다.

땅 속 지열에너지의 도식화 그림

 

목차

     

    지열 에너지의 다양한 장점

    1. 지열 에너지는 재생 가능한 에너지원입니다.

    지열 에너지는 지구의 중심부에 가까워질수록 얻을 수 있으며, 지구가 존재하는 한 무한히 사용할 수 있습니다. 따라서 재생 가능하며 약 40 ~ 50억년 동안 사용할 수 있습니다. 화석 연료는 땅 속의 저장량이 한계가 있지만, 지열 에너지와 같은 재생 가능한 에너지 자원은 한계가 있을 수 없습니다.

    2. 친환경적인 에너지입니다.

    지열 에너지는 생산 및 사용 등 모든 측면에서 친환경적이라 할 수 있습니다. 화석 연료를 사용하면서 대기로 배출되는 이산화질소나, 이산화탄소, 일산화탄소 등 대기 오염 물질이 전혀 배출되지 않기 때문에 우리의 대기에는 아무런 영향을 끼치지 않습니다. 발전을 하기 위한 열을 얻기 위해 화석연료를 사용하지 않고, 자연적으로 얻을 수 있기 때문이죠.

     

     

    3. 연료가 필요하지 않습니다.

    지열 에너지를 이용한 발전소 또한 전력을 생산할 때 화석 연료를 사용하지 않기 때문에, 탄소를 전혀 배출시키지 않습니다. 또한 발전을 하기 위하여 화석 연료의 운송이나 채굴 또한 없기 때문에, 굉장히 효율적이고 깨끗한 에너지원이라고 할 수 있습니다.

    4. 지열 에너지는 무한한 공급이 가능합니다.

    지열 에너지를 계속 사용하면 여름철 에어컨의 과다사용으로 인한 전력부족 등의 문제가 일어날 수 없습니다. 태양열 발전소나 풍력발전소 등은 날씨에 엄청난 영향을 받기 때문에 전기를 지속적으로 생산하기 어렵습니다. 하지만 지열 에너지는 땅 속에서 끝없이 생성되기 때문에, 추출만 한다면 무한히 사용할 수 있습니다.

    5. 발전소를 짓기 위한 토지의 사용이 가장 적습니다.

    지열 에너지는 뜨거운 물에서 열을 추출하고, 거기에서 나오는 증기는 전기를 생산하는 터빈을 움직이게 됩니다. 이 에너지를 추출하기 위해서는 상당히 많은 양의 배관이 지하에 설치되어야 하는데, 지열 에너지 기술이 점점 발달함에 따라 발전소를 짓는 토지면적 또한 다른 발전소에 비하여 가장 작게 건설할 수 있습니다. 그렇기 때문에 전기 생산 비용 또한 매우 저렴하지만, 초번 건설비용이 막대하게 들기 때문에 발전소를 짓기만 한다면 저렴한 전기 생산 비용으로 몇년후에는 다른 발전소에 비하여 비용적으로 더 절약할 수 있습니다.

    6. 기술 혁신.

    친환경 에너지에 관해서는 지열 에너지가 가장 먼저 연구 되고 있는 유형 중 하나입니다. 이를 향한 새로운 기술과 혁신이 계속 연구되고 있고, 시간이 지남에 따라 이러한 기술적인 난제들이 점점 해소될 것입니다. 또한 미래에는 지열의 더 낮은 온도에서도 같은 양의 전기를 생산해내는 기술이 발전할 것입니다.

    7. 소음 공해 없음.

    지열 시스템은 냉동고나 냉장고와 똑같은 원리를 사용하며, 다른 발전에 비하여 소음도 별로 없습니다. 발전소 건설시 지역주민들의 반대가 극심한 핵발전소와는 달리 아주 조용하고 대기 오염도 없으니 주민들이 반대할 이유도 없습니다.

    8. 무료 온수 생산.

    추가적인 이점으로, 지열 시스템은 기존 기술보다 더 높은 효율로 전부는 아니더라도 일부의 온수를 발생시킵니다. 이는 나중에 사용하기 위해 온수저장고에 저장하거나, 가정이나 기업 등에서 사용할 수 있도록 공급되고 있습니다.

    이렇게 좋은 지열 에너지도 다양한 단점이 있는데요, 한번 알아보겠습니다.

     

     

    지열 에너지의 단점

    1. 특정 지역에 적합합니다.

    지열 에너지를 다루기 위해서는 지표면과 땅 속 가까운 곳의 지열을 필요로 하므로, 건설 부지를 찾기 위해서는 시간이 오래 걸릴 수도 있고, 적합한 곳은 도심과 멀리 떨어져 있을 수 있어, 운반비용 또한 상승할 수 있습니다.

    2. 지열 발전소는 초기 건설 비용이 높습니다.

    지열 에너지 를 사용하는 발전소는 에너지를 얻기 위하여 땅 속 깊숙이 시추를 해야 하기 때문에, 사전 조사가 필수적이며, 채굴중 여러가지 변수가 많아 시추 장비면에서나 인력부분, 그리고 비용적인 부분이 다른 발전소에 비하여 훨씬 많이 들수도 있습니다.

    3. 펌프를 가동시키는 데에 대한 전력 공급 비용.

    지열 히트 펌프를 작동시키기 위해서는 여전히 그것을 작동시킬 수 있는 전력이 필요합니다. 지열 에너지는 무한히 생성되지만, 그것을 수집하고 채취할 펌프는 여전히 전력이 필요한 것이죠. 이것을 위하여 펌프의 가동만을 위한 태양 전지판을 따로 설치해서 비용을 적게 들이는 발전소도 있습니다.

    4. 지열로 인해 지표면이 불안정해질 수 있습니다.

    지열 발전소를 설치하면 땅의 구조가 바뀔 수 있기 때문에, 지열은 지진을 일으킬 수 있습니다. 그렇기 때문에 지진을 일으키지 않게 하기 위하여, 기술적으로 많은 논의가 이루어지고 있습니다.

    5. 환경 문제.

    지열 발전소는 발전 과정에서 많은 물을 사용하기 때문에, 물 사용에 대하여 다양한 프로세스가 있습니다.하지만 공정 중 이산화황이나 실리카를 배출할 수 있어, 이것을 공정 중에 제거해주지 않으면 그대로 대기나 땅으로 방출돼 환경 오염을 일으킬 수 있습니다.

    6. 발전소 건설의 어려움.

    발전소를 건설하는 과정에는 최소 2군데의 땅을 깊숙이 파야하므로, 채굴중에 때때로 엄청 단단한 암석을 만날 수 있어, 그 암석을 뚫는데 어려움이 있을 수 있습니다.

    7. 지속 가능성 문제.

    대부분의 연구 결과에 따르면 땅속 깊숙한 곳의 지하수는 계속적으로 채취할 경우 그 양이 한정적이라 결국에는 고갈될 수 있습니다. 지하수가 채워지는 것보다, 채취하는 것이 더 많은 경우라면 그것이 더 가속화 될 수 있습니다. 그렇기 때문에 지하수 외 다양한 지열 에너지를 얻기 위해서는 지속 가능한 지하수 자원을 확보하고 여러 군데의 시추를 통해 공급원을 다변화해야 합니다.

    8. 전력 공급유통 비용.

    어떠한 곳에서는 지열 발전소가 도시에서 멀리 떨어져 있어, 전력을 운송하는 추가 비용이 들게 됩니다. 또한 중간중간 전력을 강화하기 위한 장치를 설치해야 하는 등 지역적인 제한을 타파하기 위하여 여러 연구가 필요한 상황합니다.

    이렇게 지열에너지의 장단점에 대하여 알아보았습니다. 무한한 에너지인 지열에너지. 하지만 이 역시 아끼지 않고, 오염시키기까지 한다면 이러한 천연에너지는 다시 찾을 수 없을 것입니다.

     

    마치며

    지열에너지의 다양한 장점과 단점에 대해 알아보았습니다. 지열 에너지는 많은 화석 연료를 사용하지 않고도, 땅만 깊숙이 파면 쉽게 얻을 수 있는 에너지입니다. 화석연료가 고갈되어 가고 있는 현실에서 지열에너지를 적극 사용하여 앞으로의 환경문제에 대비해야 할 것입니다.

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