지구 내부를 이용한 지열 에너지 장단점

지구 내부를 이용한 지열 에너지 장단점

 

오늘날 우리가 지열 에너지를 활용하는 두 가지 주요 방법은 지열 발전소와 지열 난방 및 냉방 시스템을 사용한 전기 생산 기반으로 합니다.

 

다음은 가장 중요한 이점과 단점에 대한 간략한 개요입니다. 먼저 이점부터 소개하겠습니다. 지열 에너지는 일반적으로 환경친화적이며 상당한 양의 오염을 일으키지 않습니다.

 

지열 저수지는 자연적으로 보충되므로 재생 가능합니다. 지열에너지의 상한 추정치는 2TW의 전 세계 잠재력을 보여줍니다. 풍력 및 태양열과 같은 다른 재생 에너지와 달리 기본 부하 에너지 수요를 맞추는 데 탁월합니다.

 

난방 및 냉방에 적합하며, 소규모 가정에서도 혜택을 누릴 수 있습니다. 지열 에너지를 활용하는 데는 연료가 필요하지 않으므로 비용 변동이 적고 전기 가격이 안정적입니다.

 

땅 위의 작은 공간을 차지하며, 부분적으로 지하에 지을 수 있습니다. 지열 에너지는 어느 곳에서나 이용할 수 있지만, 일부 자원만 수익성 있게 이용할 수 있습니다.

지열 에너지의 단점

 

최근의 기술 발전으로 지열발전 시스템은 더 많은 자원을 활용하고 비용을 낮추었습니다. 이제 지열 에너지의 단점을 정리해보겠습니다. 지열 발전과 관련된 사소한 환경 문제가 있습니다.

 

 

첫 번째로는 지열 발전소는 극단적이면 지진을 일으킬 수 있습니다. 지열 발전소 및 지열 난방 시스템과 관련된 초기 비용이 많이 듭니다. 위치에 따라 매우 다릅니다.

 

즉, 지역과 장소가 중요하여, 한정적인 제약조건이 있다고 할 수 있습니다. 지열 발전은 저수지가 적절하게 관리 되어야만 지속 가능합니다.

 

위에 간략하게 소개한 장점에 대해 분류별로 상세히 정리를 다시 해보겠습니다. 일단 먼저 환경친화적인 부분입니다. 지열 에너지는 일반적으로 환경친화적으로 간주합니다.

 

 

지열 에너지를 활용하는 데는 몇 가지 오염 측면이 있지만, 이는 기존 연료 원과 관련된 오염에 비해 미미합니다. 지열 발전소의 탄소 발자국은 최소화됩니다.

 

우리의 지열 자원의 추가 개발은 지구 온난화와의 해결에 도움이 됩니다. 평균적인 지열 발전소는 생산하는 전기의 MWh 당 122kg의 CO2를 방출합니다. 이는 일반적인 석탄 발전소와 관련된 탄소 배출량의 1/8입니다.

 

두 번째로는 재생 가능성입니다. 지열 저수지는 천연자원에서 나오며 자연적으로 보충됩니다.

 

따라서 지열 에너지는 재생 가능한 에너지 원입니다. 지속 가능성은 재생 가능한 에너지원에 사용되는 또 다른 영역입니다.

 

즉, 지열 에너지는 석탄이나 화석 연료와 같은 기존 에너지원과 달리 자체 소비율을 유지할 수 있는 자원입니다. 과학자들에 따르면 우리 지열 저수지의 에너지는 말 그대로 수십억 년 동안 지속할 것입니다.

 

세 번째로는 엄청난 잠재력이 있습니다. 대부분의 지열 저수지는 수익성이 없으며 전체 잠재력의 작은 부분만을 활용할 수 있습니다.

 

지열 발전소의 잠재력에 대한 현실적인 추정치는 0.035 ~ 2TW 사이입니다. 세계의 지열 발전소는 현재 설치된 지열 난방 용량인 약 28,000MW보다 훨씬 적은 약 10,715MW의 전기를 공급합니다.

 

네 번째로는 안정성입니다. 지열 에너지는 신뢰할 수 있는 에너지원입니다. 지열 발전소의 전력 출력을 놀라운 정확도로 예측할 수 있습니다.

 

한 예로 태양열과 풍력의 경우처럼 날씨가 전력 생산에서 큰 역할을 미치지 않습니다. 따라서 지열 발전소는 기본 부하 에너지 수요를 맞추는 데 탁월합니다.

 

지열 발전소는 높은 용량 계수가 있습니다. 실제 전력 출력은 총 설치 용량에 매우 가깝습니다. 2005년 전 세계 평균 전력 출력은 총 설치 용량의 73% 였지만 지금은 96%까지 입증되었습니다.

 

다섯 번째로는 난방 및 냉각에 좋습니다. 터빈을 효과적으로 회전시키고 지열 에너지로 전기를 생산하려면 150°C 이상의 수온이 필요합니다.

 

또 다른 접근 방식은 표면과 접지 소스 사이의 상대적으로 작은 온도 차이를 사용하는 것입니다. 지구는 일반적으로 공기보다 계절적 온도 변화에 더 강합니다.

 

결과적으로 지표면 아래 몇 미터 만지면 지열 히트 펌프는 전기 히트 펌프가 작동하는 것과 같은 방식으로 사용되어 히트 싱크 / 원으로 작용할 수 있습니다.

 

지열 에너지의 분류별 단점

 

지난 몇 년 동안 지열 난방, 냉방을 활용하는 주택 소유자의 수가 엄청나게 증가했습니다. 이제는 지열 에너지의 단점에 대해 분류별로 상세히 정리를 다시 해보겠습니다.

 

 

첫 번째로는 환경 문제입니다. 지구 표면 아래에는 풍부한 온실가스가 있으며, 그중 일부는 표면과 대기로 완화됩니다. 이러한 배출은 지열 발전소 근처에서 더 높은 경향이 있습니다.

 

지열 발전소는 이산화황 및 실리카 배출과 관련이 있으며 저수지에는 수은, 비소 및 붕소를 포함한 독성 중금속 미량이 포함될 수 있습니다.

 

두 번째로는 표면 불안정성으로 지진을 유발할 수 있습니다. 지열 발전소 건설은 토지의 안정성에 영향을 미칠 수 있습니다.

 

사실, 지열 발전소는 독일과 뉴질랜드 모두에서 침강으로 지구 표면의 움직임을 초래했습니다. 지진은 향상된 지열 시스템 발전소 개발의 본질적인 부분인 수압 차단으로 인해 촉발될 수 있습니다.

 

세 번째로는 비싼 비용입니다. 상업용 지열 발전 프로젝트는 비용이 많이 듭니다. 새로운 저수지의 탐사 및 시추에 따라 가격이 다릅니다.

 

앞서 언급했듯이 대부분의 지열 자원은 적어도 현재 기술, 보조금 수준 및 에너지 가격이 아니라 비용 효율적인 방식으로 활용될 수 없습니다.

 

지열 난방 및 냉방 시스템의 초기 비용도 많이 듭니다. 반면에 이러한 시스템은 몇 년 동안 돈을 절약할 수 있으므로 장기 투자로 간주하여야 합니다. 지상 열원 펌프는 일반적으로 회수 기간은 10 – 20년입니다.

 

네 번째로는 특정 위치에 국한된다는 것입니다. 좋은 지열 저수지는 구하기 어렵습니다. 일부 국가는 엄청난 자원의 축복을 받았습니다.

 

아이슬란드와 필리핀은 지열 에너지로 전력 수요의 거의 1/3을 충족합니다. 지열에너지가 전기가 아닌 온수를 통해 장거리로 운송되는 경우 상당한 에너지 손실을 고려해야 합니다.

 

다섯 번째로는 지속 가능성의 문제입니다. 빗물은 수천 년에 걸쳐 지구 표면을 통해 지열 저수지로 스며듭니다. 연구에 따르면 액체를 교체하는 것보다 빨리 제거하면 저장소가 고갈될 수 있습니다.

 

 

열에너지가 사용된 후 터빈이 전기를 생성하고 지열 저장소로 유체를 다시 주입하기 위한 노력을 해야 합니다. 저수지가 적절하게 관리된다면 지열 발전은 지속 가능합니다.

 

이는 지열에너지가 지열 발전소와 다르게 사용되는 주거용 지열 냉난방의 문제가 아닙니다. 하지만 미래에 지열 발전으로 어떤 상황이 어떻게 될지 아무도 모릅니다.

 

이런 지열에너지에 대한 고찰도 항상 우리는 고려하고 생각하며, 발전할 수 있도록 신경을 써야 합니다.