세계 최초의 차세대 지열 발전소, 단 23개월 만에 완공

TechCrunch를 어쩔 수 없이 읽을 때마다 기업 보도자료를 LLM으로 요약한 글처럼 느껴짐. 이번 기사도 사실관계가 너무 빈약함.
제목은 ‘세계 최초의 차세대 지열 발전소 완공’이라지만, 위키백과에는 1970년대부터 시작된 EGS 프로젝트가 50개 넘게 나열돼 있음. 대체 무엇이 세계 최초라는 건지 모르겠음. 실제로 가동한 용량도 33MW인데 ‘곧 100MW가 될 발전소의 첫 3분의 1’이라는 표현으로 가려놓음.
비용은 아예 다루지 않아서 다른 분석을 찾아봤는데, 1단계 건설비가 kW당 7,000달러인 반면 Canary Media가 제시한 2025년 가스 발전소 비용은 kW당 2,157달러라고 함. 태양광에 배터리와 풍력을 조금 곁들이는 쪽이 압도적으로 유리함.

이 글도 분석이 좋음. 요약하면 현재 가장 빠르게 전력을 공급하는 방법은 ERCOT에서 기존 계통 연계 계약을 확보한 태양광+배터리 에너지 저장장치(BESS) 로, 상업운전까지 27개월 이하에 전력구매계약 가격도 MWh당 40달러까지 가능함. Fervo는 이 가격과 속도를 따라잡기 어려움.
따라서 Fervo의 고객은 지열 조달 의무가 있거나, 미국 서부에 있거나, 온전한 기저부하 전력이 필요한 쪽임. 더 작은 틈새시장이지만, Fervo가 예상하는 38GW 규모의 자원 잠재량이 조금만 현실화돼도 시장은 상당히 커짐.

태양광+배터리+일부 풍력이 이제 다른 모든 대안을 워낙 큰 차이로 앞서는데, 아직도 다른 방안을 검토한다는 게 놀라울 정도임. 이 글을 읽는 사이에도 태양광 패널 가격은 더 내려가고 있음.

스위스에서도 Basel과 St. Gallen에서 각각 시추를 시도했지만, 두 번 모두 상당한 지진을 일으켜 프로젝트 전체가 취소됨.

한 번 실패했다고 발상 전체를 폐기하자는 건가?

차세대 지열(enhanced geothermal) 에는 ‘더 깊게 뚫기’나 ‘기존과 다르게 하기’ 이상의 명확한 정의가 있는 건가?

EGS는 자연적인 유체 대류와 투수성이 없는 고온 건조 암반에 인공적으로 조성하는 지열 시스템임. 기존 지열 발전소는 대체로 지표 가까이에 있고 물이 잘 통하는 자연 대류계를 활용함.
그 열이 지표 부근으로 올라오면서 수십만 년에 걸쳐 주변 암반도 데우므로, 이 주변 암반에 인공적으로 투수성을 만들어 기존 발전소의 출력을 ‘향상’한다는 발상에서 용어가 나옴. Fervo 시설도 기존 지열 발전소 옆에 건설됨.

23개월 만의 건설은 인상적이지만, EGS에서 핵심은 열 고갈 속도임. 균열을 낸 암반이 모델의 예상보다 빨리 식으면 계속 새 우물을 뚫어야 하므로, Cape의 몇 년 뒤 출력을 보고 싶음.

Fervo도 처음부터 열 고갈을 고려해 설계함. EGS가 일정 출력을 유지하려면 몇 년 간격으로 지하 암반을 다시 자극해야 한다는 건 잘 알려져 있고, 경제성을 좌우하는 것은 결국 열이 얼마나 빨리 고갈되는지임.
명목상 100MW도 다소 오해를 부르는 수치임. EGS에서 상당히 큰 펌프 자체 소비전력을 빼지 않은 총출력이기 때문임. 시험 시설에서는 자체 소비 비율이 약 60%였고, 기억이 맞는다면 Fervo의 상업용 발전소 목표는 30~40%임.

Quaise의 심부 시추 방식이 이 문제를 줄일 수 있을까? 처음 발표됐을 때 무척 관심이 갔는데, 실제로 실현 가능한 방향으로 나아가는지는 모르겠음.

암반이 예상보다 빨리 식을 가능성이 높다고 볼 근거가 있나?

Utah와 Idaho를 중심으로 추진하다 취소된 NuScale의 소형 모듈 원자로(SMR) 프로젝트에 이번 성과가 마지막 쐐기를 박는 셈임. 이제 그 지역에는 지열이 훨씬 합리적임.
Oregon의 Newberry 화산 지열 프로젝트도 흥미로워 보이며, 그쪽은 다른 팀이 추진 중임.

꼭 그렇게 볼 이유는 모르겠음. 균등화발전비용(LCOE) 은 둘 다 비슷한 수준임. 차세대 지열은 비교적 빨리 건설할 수 있다는 장점이 있지만, 그 차이는 정책적 선택의 영향이 더 큼.

이것이 지역난방의 보급과 경제성 개선에도 도움이 될까?

잘 아는 분야는 아니지만, 지하수에 악영향을 줄 수 있나? 지열 발전소가 물을 데우기 위해 수압파쇄와 비슷한 기술을 쓰기도 하고, 이것이 지역 지질과 지하수에 나쁜 영향을 줄 수 있다고 읽은 적이 있는데 사실인지 궁금함.

모든 프로젝트에는 위험이 있음. EGS는 기본적으로 두 우물을 연결한 순환 회로임. 한쪽으로 찬물을 가압 주입하고, 파쇄한 통로를 통해 뜨거운 암반을 지나게 한 뒤 다른 쪽에서 뜨거운 물을 끌어올림.
이론적으로 지하수 대수층으로 누출되면 압력 유지가 어려워지거나 회수하는 열이 줄어들 테니, 지하수를 망가뜨리지 않을 상업적 유인이 더 강해 보임. 석유 채굴용 수압파쇄와 달리 용제 없이 물만으로 열을 추출할 수도 있으니 오염 영향도 작지 않을까?
지질학 전문가가 오기 전까지는 비전문가의 추측일 뿐이지만, 셰일 채굴용 수압파쇄와는 성격이 꽤 다를 수 있음.

처음에는 차세대 지열이 수압파쇄 지열을 점잖게 부르는 표현인 줄 알았는데, 정확히 같지는 않았음. EGS에 쓰이는 수압 전단(hydro-shearing) 은 수압파쇄처럼 의도적으로 새 균열을 만드는 대신 기존 균열을 확장함. 지역에 악영향을 줄 가능성은 여전하지만, 적어도 덜 격렬하기를 바람.

입지가 좋은 지열 부지를 확보했음. 바로 옆에 미국 에너지부가 지원하는 FORGE 연구 부지가 있는데, 여기서 심부 온도와 EGS를 이용한 투수성 확보 가능성을 확인함. FORGE 웹사이트에서 볼 수 있음.