지구 내부는 뜨거운 마그마로 가득합니다. 강력한 힘에서 에너지원을 추출하려는 시도는 꾸준히 있었습니다. 지열 발전은 사회의 에너지 소비를 친환경적으로 바꿀 수 있는 기술입니다. 그러나 조건에 제약이 많아 널리 확산하지 못했습니다. 휴스턴에 있는 한 스타트업은 추세를 반전시키려고 노력하고 있습니다.

퍼보우 에너지(Fervo energy)는 18일(현지시간) 네바다 북부에 설치한 상업용 지열발전 시설을 시범적으로 가동해 30일 동안 성공적으로 운영했다고 밝혔습니다. 발전소 이름은 프로젝트 레드(Project Red)입니다. 업계 표준을 준수하며 한 달 동안 3.5메가와트 전력을 지속해서 생산했습니다. 약 2600가구가 한 달 동안 사용할 수 있는 에너지입니다. 

지열발전은 태양열 및 풍력 발전과 달리 탄소 배출이 전혀 없습니다. 연중무휴 24시간 가동할 수 있다는 장점도 있습니다. 미국 에너지부는 이론적으로 미국이 전 세계에 전력을 공급할 수 있을 만큼 충분한 지열 에너지를 보유하고 있다고 주장합니다. 하지만 2022년 미국에서 생산되는 전체 에너지 중 약 0.4%만이 지열 에너지일 것으로 판단했습니다.

지열발전은 제한 조건이 까다롭습니다. 적당한 수분과 온도 그리고 채굴할 수 있는 지반 등이 필요합니다. 네바다의 그레이트 베이슨처럼 얕은 수열원 지역에서만 기동하고 있습니다. 과학자들은 석유 및 가스 채굴에서 깊숙이 시추하는 기술을 빌려와 향상된 지열 시스템(Enhanced geothermal system, 이하 EGS)으로 개발했습니다. 에너지가 솟아 나오는 지하까지 뚫는 방법입니다. 블룸버그에 따르면 엔지니어와 연구자들은 1970년대부터 상업용 EGS를 상용화하려고 노력했습니다. 

퍼보우 에너지의 EGS 기술은 지열이 매장된 지역에서 수직으로 땅을 파고 들어갑니다. 한 위치에서 여러 에너지 자원을 사용할 수 있습니다. 예를 들어 프로젝트 레드에서는 990 미터 길이 수평 파이프로 연결된 2346미터 깊이 에너지원을 두 개 사용합니다. 카나리아 미디어는 발전 과정을 소개했습니다. 먼저 펌프질로 지하 유체를 저수지로 끌어올려 화씨 376도까지 가열합니다. 그 후 전기를 생산하는 터빈으로 공급합니다. 광섬유를 설치해 온도, 유량 및 생산 역량을 실시간으로 관찰해 작업도 최적화하고 있습니다.

하지만 지열 발전을 확대하기 위해선 아직 넘어야 할 장애물이 있습니다. 비용을 절감하고 정부 규제를 통과해야 합니다. 제니퍼 그랜홀름 미국 에너지부 장관은 2022년에 13년 안으로 EGS 비용을 90% 절감해 메가와트시당 가격을 약 45달러로 낮추겠다고 선언했습니다. 

퍼보우는 구글과 협업하기로 계약한 바 있습니다. 앞으로 라스베이거스 인근 구글 데이터 센터에 전력을 공급할 계획입니다. 

※이 기사는 popsci.com 원문을 바탕으로 작성됐으며, 번역은 파퓰러사이언스코리아 소속 기자가 도왔습니다.

/ 글 Andrew Paul 기자 & 육지훈 기자