미국, 강화지열발전(EGS, Enhanced Geothermal Systems) 도입

미국 에너지정보국(EIA)의 최근 분석에 따르면, 차세대 기술인 강화지열발전(EGS, Enhanced Geothermal Systems)이 도입되면서 미국의 지열 발전 지형이 획기적으로 변화할 전망이다. 그 내용을 요약한다.

1. 강화지열발전(EGS)이란?

기술의 핵심: 기존 지열 발전이 자연적인 온천수나 증기를 이용했다면, EGS는 수평 시추와 수압 파쇄(프래킹) 등 석유·가스 시추 기술을 활용한다.

인공 저류층 조성: 지표면 깊은 곳의 뜨겁고 단단한 암반에 인위적으로 물을 주입하고 순환시킬 수 있는 통로를 만들어 열 에너지를 추출하는 방식이다.

장점: 지각판 경계나 화산 활동 지역 등 지열 자원이 풍부한 서부 지역에 국한되었던 기존 지열 발전의 한계를 넘어, 미국 전역으로 발전소를 확대할 수 있는 가능성을 열어준다.

2. 미국의 지열 발전 현황 및 잠재력

현재 용량: 현재 미국은 약 2.7GW 규모의 기존 지열 발전 용량을 갖추고 있으며, 이는 미국 전체 발전 용량의 0.2% 수준이다.

막대한 잠재력: 미국 지질조사국(USGS)은 남서부 그레이트베이슨 지역에서만 EGS를 통해 135GW의 전력을 생산할 수 있을 것으로 추정하고 있다.

미래 전망: 국가 에너지 연구소는 기술 발전과 시장 역동성에 따라 2050년까지 전국적으로 90GW 규모의 EGS 용량이 경제적으로 건설될 수 있을 것으로 내다보고 있다.

3. 상업화 추진 현황

최초의 상업 프로젝트: 페르보 에너지(Fervo Energy)가 유타주에 건설 중인 '케이프 제너레이팅 스테이션(Cape Generating Station)'은 미국 최초의 대규모 상업용 EGS 발전소이다.

가동 일정: 이 발전소는 2026년 6월 가동을 시작할 예정이며, 2027년 1월에는 같은 규모의 발전기 2기가 추가로 운영될 계획이다.

데이터 센터와의 협력: 메타(Meta)와 같은 대형 데이터 센터 운영 기업들이 탄소 중립을 위해 지열 개발사와 협력하여 안정적인 전력을 공급받으려는 움직임을 보이고 있다.

4. 해결해야 할 과제

높은 초기 비용: 심층 시추와 우물 건설에 드는 막대한 자본 비용이 주된 장애물이다.

유발 지진 위험: 인위적인 수압 파쇄 과정에서 발생할 수 있는 미세 지진 위험을 관리하고 완화하는 것이 중요한 과제이다.

정밀 모델링: 깊은 지하의 지구물리학적 특성을 정확히 모델링하고 관리하는 기술적 난이도가 존재한다.

미국 정부는 유타주의 지열 연구소(FORGE) 등을 통해 기술 테스트와 비용 절감 연구를 적극 지원하고 있다. 탄소 배출이 없고 기상 조건에 관계없이 24시간 안정적인 전력 공급이 가능한 지열 발전이 미래 에너지원의 핵심축이 될 수 있을지 귀추가 주목되고 있다.