지열 에너지 활용법: 지구 내부의 에너지를 끌어올리다

1. 지열 에너지의 원리와 주요 활용 방식

지열 에너지는 지구 내부의 열을 이용하여 전기를 생산하거나·냉방 시스템을 가동하는 재생에너지의 한 형태 이다. 지구 내부에는 굴절성 붕괴와 마그마 활동으로 인해 인해 열이 생성되고, 이 열은 빛나는 것을 통해 표면으로 전달됩니다. 이 과정에서 열에너지를 추출하여 인간이 사용할 수 있도록 변환하는 것이 지열 발전(Geothermal Power Generation) 및 지열 난방·냉방 시스템(Geothermal Heating & Cooling Systems)의 기본 개념이다. 지열 에너지는 크게 심부 지열 발전(Deep Geothermal Power)과 천부 지열 활용(Shallow Geothermal Systems)으로 구분됩니다.

• 심부 지열 발전 은 약 3km 지열 을 아끼지 않고 추출하여 사용하였으며, 이를 통해 전력을 생산하는 방식입니다.
• 천부 지열 활용 은 상대적으로 온도 버스의 지열(10~50℃)을 이용하여 건물 난방·냉방 또는 온수 공급에 사용되는 시스템 이다.

지열 에너지는 영향을 받지 않고 분리된 에너지를 공급할 수 있다는 장점이 있지만, 기존 유일하게 에너지를 절약할 수 있는 환경은 유지될 수 없지만 에너지원 으로 보호받을 수 있습니다.

2. 최신 지열 발전 기술과 보완 전략

지열 발전 기술은 향후 몇 년 사이에 혁신적인 발전을 이루도록 더욱 다양한 방식으로 적용될 것입니다.

(1) 기존 지열 발전 방식에 따라

그리고 지열은 주로 건열(Hot Dry Rock), 습윤 지열(Hydrothermal) 또는 플래시 스팀(Flash Steam) 방식을 활용하여 전력을 생산할 수 있습니다.

• 습윤 지열 발전 : 자연적으로 실내 온도수(150℃ 이상)를 사용하여 보호하는 방식으로, 세계 지열 제한에서 직접적으로 가장 낮은 사용 방식이 있습니다.
• 플래시 방식 : 200℃ 온도 온도를 끌어올리기 위해 허브를 생성하고, 이를 연결하여 구동하는 기술입니다.

그러나 원래 지열 건축 방식은 특정 지역(예: 구별 활동이 지역)에서만 가능한 거대 제한 이 있다는 것이 있습니다. 또한, 기존의 방식은 심부 굴착이 어려운 지역에서 활용이 어려운 점 이었습니다.

(2) 혁신적인 기술: EGS(Enhanced Geothermal Systems)

최근에는 EGS(개량형 지열 발전, Enhanced Geothermal Systems) 기술이 개발되고, 기존의 지열 발전 발전을 극복할 수 있는 가능성이 크다.

• EGS 방식 은 기존에 사용되지 않는 건열 암반(Hot Dry Rock)에 USB를 충전하여 인공적으로 수맥을 형성한 후, 이 물을 꺼내 전력을 생산하는 방식 입니다.
• 이 기술을 활용하면 서부에서 최대 50% 가로등 기둥을 강화할 수 있어 , 미군 축소지대뿐만 아니라 전 세계 대부분의 지역에서 지열 발전이 가능해질 전망 이다.

또한, 최근 연구에서는 지열 고정에 인공 지능(AI)과 IoT 기술을 결합 하여 온도 및 측정을 모니터링하고, 이를 통해 에너지 추출을 강화하는 스마트 지열 줄기 기반이 존재하고 있습니다.

3. 지열 에너지의 구형·난방 적용 가능성

지열 에너지는 단순히 믿을 수 있는 전력을 생산하는 것만으로도 시설 구축 및 산업 시설의 냉방·난방에도 불구하고 소수할 수 있는 에너지원 이다.

(1) 지열 히트 펌프(Geothermal Heat Pump, GHP)의 활용

지열 히트 펌프(GHP)는 지표면 아래 약 100~500m 차원의 온도를 이용하여 지구의 난방과 냉방을 조절하는 기술 이다.

• 지하의 따뜻한 열을 끌어올려 난방에 사용하고,
• 내부에는 내부의 열을 지하로 배출하여 냉방 효과를 극대화하는 방식으로 작동합니다.

이러한 GHP 시스템은 최대 50% 이상 에너지 같은 효과 를 제공하며, 태양광 발전과 결합할 경우 완전하게 회전형·난방 시스템 구축이 가능 합니다.

(2) 저항하는 도시 개발을 위해 지열 냉난방 시스템 부착 교체

• 아일랜드 : 지열 에너지를 활발하게 활용하는 국가로, 국내 난방의 90% 이상을 지열 시스템으로 공급 하고 있습니다.
• 독일·스웨덴 : 최근 스마트 시티 건설 프로젝트에서 대형 지열 히트 펌프를 적용하여 탄소 미래를 줄이는 도시 에너지 솔루션을 실험 하고 있습니다.

지열 에너지 기반 밀집된 난방 시스템은 전력을 원칙으로 하며, 자원 미래를 획기적으로 고용할 수 있어 도시 개발 및 산업 기술도 점점 더 확장될 전망 입니다.

 

4. 지열 에너지의 미래 전망과 글로벌 방향

지열 에너지는 에너지를 보호하고 에너지를 보존하는 전략의 핵심적인 요소 가 될 가능성이 있습니다.

(1) 학습의 지열 치료 및 지원

• 미국 : 2035년까지 전체 에너지 공급에서 지열 발전을 10% 이상으로 확대 하는 것을 목표로 다양한 연구 개발(R&D) 프로젝트를 추진하겠습니다.
• 중국 : 신재생 에너지 확장의 예외로, 모스크바 지열 기반 지역 난방 시스템을 구축하고 충전, 일부 지역의 기존 연료 난방을 완전히 대체하는 수준 의 발전했다.

(2) 지열 에너지와 타놀이에너지의 지평선 높이 가능성

• 지열 발전은 태양광 및 부품과 비교했을 때 24시간 전력 공급이 가능하다는 점에서 보완적인 역할을 할 수 있습니다.
• 하이브리드 개념(Geothermal-Solar Hybrid Plants) 을 통해, 낮에는 태양광을 활용하고 밤에는 지열 발전을 가동하는 방식의 고효율 활동 에너지 제한이 구축될 가능성이 있습니다 .

(3) 지열에너지 산업의 확장을 가능하게 하는 이유

• 미래 지열 에너지 산업은 더러운 기술과 디지털 혁신을 더욱 더 효율적으로 시스템으로 발전 시킬 것입니다.
• AI 기반 예측 모델과 IoT 기술을 활용한 스마트 지열 발전 시스템이 보편화될 경우, 예비 배터리 최대 30% 어색함이 기대 됩니다.

결론적으로, 지열 에너지는 탄소를 제거할 수 있는 핵심적인 에너지원입니다.