땅속 깊은 곳에서 끌어올린 뜨거운 물로 터빈을 돌리는 발전소, 지열발전소다. 한때는 지하 저수지 온도가 자꾸 떨어지면서 ‘이제 쓸모없다’는 평가까지 나왔는데, 새로운 시추 기법과 데이터 분석 덕분에 정상 가동률을 되찾은 사례가 나왔다. 화산 관광지에서나 보던 이 오래된 기술이 요즘은 데이터센터와 빅테크 기업들 사이에서 화두로 떠올랐다. 왜 그런지, 원리부터 하나씩 짚어보자.
지열발전, 전기는 대체 어떻게 만드나
원리는 의외로 단순하다. 지하 수 킬로미터 아래에는 마그마 열로 데워진 물이나 증기가 고여 있는 저수지가 있다. 이 뜨거운 물을 뽑아 올려 터빈을 돌리고, 식은 물은 다시 지하로 주입해 순환시킨다. 화력발전소랑 구조는 비슷한데 석탄이나 가스를 태우는 대신 지구 자체의 열을 연료로 쓰는 셈이다. 연료비가 안 들고, 탄소 배출도 거의 없다.
태양광·풍력과 다른 결정적 차이
가장 큰 강점은 24시간 안정적으로 돌아간다는 점이다. 태양광은 밤이 되면 멈추고 풍력은 바람이 없으면 그냥 세워둔 쇳덩어리에 불과한데, 지열발전소는 날씨와 상관없이 가동률 90%를 웃돈다. 부지 면적당 발전량도 태양광이나 풍력보다 훨씬 크다. 재생에너지 가운데 원전처럼 ‘베이스로드'(기저 전력) 노릇을 할 수 있는 몇 안 되는 전원, 그게 바로 지열이다.
화려한 장점에도 오랫동안 외면받은 이유
그럼에도 지열발전은 전 세계 발전량에서 차지하는 비중이 1%가 안 된다. 이유는 명확하다.
- 시추 비용이 유정 하나당 수백만 달러에 달할 만큼 비싸다
- 화산대나 판 경계처럼 지열자원이 풍부한 지역이 지리적으로 한정돼 있다
- 구멍을 뚫었는데 원하는 만큼 뜨거운 물이 안 나올 탐사 리스크가 크다
- 시간이 지나면 저수지 온도가 떨어져 발전 효율이 낮아지는 경우도 있다
실제로 저수지가 식어서 채산성이 나빠진 발전소가 그냥 방치되는 일이 드물지 않았다. 석유·가스처럼 매장량을 정밀하게 파악하기 어렵다 보니, 한번 지어놓은 발전소도 시간이 지나면 애물단지로 전락하는 경우가 많았다.
여기를 뒤집은 건 AI와 정밀 시추 데이터
최근 몇 년 사이 흐름이 확 바뀌었다. 셰일가스 붐을 이끌었던 수평 시추와 수압 파쇄 기술을 지열발전에 그대로 옮겨온 ‘강화형 지열시스템(EGS)’이 등장하면서다. 말은 간단해 보여도 발상 자체는 꽤 영리하다. 여기에 머신러닝으로 지하 암반 구조를 분석해서 어디를 뚫어야 할지, 물을 어느 지점에 다시 넣어야 온도 하락을 막을 수 있는지 예측하는 방식이 더해졌다. 저수지를 디지털 트윈으로 만들어 시뮬레이션하면서 관리하니, 식어가던 발전소도 데이터 기반 재설계로 다시 살아날 여지가 생긴 셈이다. 스타트업 페르보 에너지, 세이지 지오시스템즈, 이보르, 잔스카 같은 곳들이 기존 유전 굴착 기술과 데이터 분석을 결합해 상업화 속도를 앞당기고 있다.
빅테크가 지열에 눈독 들이는 이유
AI 데이터센터가 늘면서 24시간 끊기지 않는 무탄소 전력 수요가 폭증했다. 구글과 메타 등은 지열 스타트업과 장기 전력구매계약(PPA)을 맺고 데이터센터용 전원으로 확보하는 움직임을 보인다. 태양광·풍력만으로는 밤낮없이 돌아가는 서버를 감당하기 어려운데, 그래서 원전과 함께 지열이 대안으로 떠오른 거다.
세계 지열발전 강국은 어디
지열자원은 지각판 경계나 화산대에 몰려 있다.
- 미국 – 캘리포니아 가이저스 지역이 세계 최대 규모 지열발전 단지
- 인도네시아·필리핀 – 환태평양 조산대에 위치해 발전 비중이 높다
- 아이슬란드 – 전력의 상당 부분을 지열로 충당하는 대표 사례
- 케냐 – 아프리카에서 지열발전 비중이 가장 크다
한국은 화산대에서 벗어나 있어 전통적인 지열자원은 부족한 편이다. 포항에서 EGS 실증 사업이 진행됐지만 유발지진 논란으로 중단된 적이 있어서, 국내 상용화까지는 시간이 더 필요해 보인다.
이건 좀 더 궁금할 것 같은데
Q. 지열발전도 재생에너지로 치나?
맞다. 국제에너지기구(IEA)도 태양광·풍력과 함께 저탄소 전원으로 분류한다.
Q. 발전 단가는 비싼 편인가?
초기 시추 비용이 워낙 커서 아직은 높은 편인데, EGS 기술이 상용화되면서 원가는 꾸준히 낮아지는 추세다.
Q. 지진 위험은 없나?
물을 지하에 주입하는 과정에서 미세한 유발지진 논란이 있어, 발전소 설계 단계부터 지질 안정성 검토는 필수로 꼽힌다.
그래서 결국 지켜볼 건
지열발전은 화려한 신기술이라기보다, 오래된 에너지원이 AI와 정밀 시추 데이터를 만나 재평가받는 케이스에 가깝다. 데이터센터발 전력 수요 폭증, 시추 기술의 발전, 빅테크의 PPA 계약이 맞물리면서 죽어가던 발전소도 되살아나는 사례가 늘고 있다. 이 기술이 화산대를 벗어난 지역에서도 경제성을 갖출 수 있을지, 다음 관전 포인트는 이거 하나다.
