철도시스템 지열에너지 적용기술 및 경제성

초록

지열 에너지란 지중이 태양 복사 에너지나 지구 내부의 마그마 열에 의해 보유하고 있는 에너지를 의미한 다. 대체로 특정 깊이의 지중 열은 연중 일정한 온도를 유지하고 있다. 천부 지열(shallow geometry)의 경 우는 10 ~ 20℃ 정도이며, 심부 지열(deep geometry)의 경우는 40 ~ 150℃ 이상의 온도를 보이고 있다. 지열 에너지를 활용하는 방법은 직접이용과 간접이용 기술로 분류할 수 있다. 직접이용은 중·저온 에너지 (10-20℃)를 열펌프나 냉동기와 같은 에너지 변환기기의 열원으로 공급하여 건물 냉난방, 도로 융설, 지역 난방 등에 활용하는 기술을 의미한다. 반면, 간접 이용 기술은 심부지열 중 80℃ 이상의 고온수나 증기를 끌 어올려 전기를 생산하기 위한 지열 발전(geothermal power plant)에 활용하는 기술 이다. 장용준 한국철도기술연구원 에코시스템연구실 책임연구원 (jangyj@krri.re.kr) 국내 지열 열펌프 시스템의 보급 현황은 2006년도에만 10,007 RT 에 이르고 있으며, 매년 100% 이상의 급속한 성장을 보이고 있다. 하 지만, 국내 전체 냉동공조 산업에서 차지하는 비중은 아직 미미한 수 준이다. 국내의 지열 열펌프 시스템은 현재까지 교육시설, 사회복지 시설, 산업시설 등에 주로 보급되었다. 이러한 시설들에 설치되는 10RT 이상의 중대형 열펌프는 유닛뿐만 아니라 핵심 부품의 대부분 을 거의 수입에 의존하였으나, 최근 국내에서 생산된 열펌프의 보급 이 증가 하고 있다. 국내의 지열 열펌프 산업은 미국, 유럽, 일본 등 의 선진국과 비교했을 때, 산업주체 간 협력 네트워크 구조가 매우 약한 편이다. 국내 지열냉난방 시스템은 타 신재생에너지원 중에서 유일하게 냉난방과 관련된 시스템으로 국내 냉난방 시장은 약 13조 원 규모의 거대한 시장을 형성하고 있다. 기존 냉난방 설비는 석유나 가스 등 화석 연료를 사용하여 자원고갈 및 환경 파괴의 주범인 시스 템으로 이를 대체할 수 있는 시스템을 필요로 하고 있다. 지열시스템 은 전기 및 지중에너지를 열원으로 사용함으로 기존의 냉난방시스템 이 가지고 있는 문제를 해결할 수 있는 유일한 냉난방 시스템으로 여 겨지고 있다.