日, 온천이 발전소로 변신하다

- 저효율로 발전이 어렵다던 저온열, 바이너리 발전 통해 유효 활용 –

- 발전차액지원제도(FIT), 기업의 활발한 연구개발로 보급 확대 예상 -

 

 

 

□ 日, 신재생 에너지 보급 확대에 대한 기대 확산 중

 

지열 발전은 지하에 있는 고온층에서 증기 또는 열수(熱水)의 형태로 열을 받아들여 발전하는 방식을 의미하며 현재 주로 이용되는 방식으로는 드라이 스팀 방식(dry steam), 플래시 방식(flash cycle), 바이너리 방식(binary cycle)의 세 종류가 주로 이용됨.

 

 ○ 7월 시작되는 발전차액지원제도(FIT)로 신재생 에너지 보급 확대의 기대가 커짐.

  - 일본 정부의 신재생 에너지 발전에 대한 고정 매입 가격은 발전 사업자들이 희망하던 가격보다 약간 높은 수준에서 책정됐으며 이유는 ‘신재생 에너지 보급 확대’를 위함임.

  - 이러한 정책에 힘입어 현재 다양한 기업들이 메가 솔라 프로젝트 계획을 속속 발표하면서 신재생 에너지 보급 확대에 대한 기대감이 높아짐.

 

일본의 FIT 발전 종류별 고정 매입 가격

                  (단위: 엔)

에너지 종류	매입가격	발전 사업자 희망 가격
태양광	42	42
풍력	23.1	22~25
소형풍력	57.75	50~55
지열	27.3~42	25.8
소수력	25.2~35.7	24~34.06
바이오매스	13.65~40.95	14.5~39

 

 ○ 지열 발전, 일본 신재생 에너지의 보급의 한 축을 담당

  - 일본 정부는 2030년 에너지원(源)별 발전 비율을 현재 검토 중이며 신재생 에너지는 그 중 약 25~35%를 차지할 것으로 예측하며 그 중 10%에 해당하는 360~550만kW를 지열 발전으로 채울 것임.

  - 지열 발전의 경우 상대적으로 태양광, 풍력 같이 상용화가 활발하게 이뤄지지 않은 미개척 분야이지만 연구개발이 활발하게 이뤄지며 바이너리 방식의 성공 가능성이 높아짐에 따라 발전기 메이커, 발전 사업자, 민간 등의 참여가 최근 활발해지기 시작

 

□ 저온으로도 발전이 가능한 바이너리 방식 지열 발전에 주목

 

 ○ 발전 효율이 낮아 버려졌던 저온열로도 발전이 가능한 바이너리 방식

  - 일반 지열 발전을 위해서는 200℃가 넘는 고온의 증기가 필요한 반면 바이너리 방식은 53~120℃의 저온으로도 발전이 가능하며 이 때문에 일본 내에서는 ‘온천 발전’이라는 이름으로도 불림.

  - 기본적으로 지열 발전은 고온의 증기로 터빈을 돌려 발전을 하기 때문에 증기 온도가 높을수록 발전 효율이 올라감.

  - 반면 바이너리 발전은 1) 증기에서 직접 열을 활용하는 사이클, 2) 그 열에 의해 기화한 촉매를 이용해 터빈을 돌리는 사이클의 두 부분으로 구성돼 저온열로도 충분한 효율을 낼 수 있음.

  - 환경성의 조사에 따르면, 일본 내에 저온열 적존량은 약 853만㎾이며, 이 중 751만㎾가 이용 가능하다고 함.

 

 ○ 서서히 개발이 진행되는 바이너리 방식 프로젝트

  - 오이타현(大分県)에 위치한 규슈전력(九州電力)의 발전소에서 2000㎾급 바이너리 발전의 실증 실험이 2004년부터 시작됐음.

  - 규슈전력은 가고시마현(鹿児島県)의 발전소에서도 조만간 바이너리 발전 실증 실험을 추진할 계획임.

 

□ 커져가는 비즈니스 찬스 속 각 발전기 메이커 참여 활발

 

 ○ FIT 제도 시작, 저렴한 개발 비용 등 각종 호재 겹쳐

  - 지열 발전의 정부 고정 매입가격은 사업자가 희망하던 수준보다 높은 가격으로 책정됐으며 바이너리의 경우 많은 시간과 비용이 투입돼야 하는 열원 조사 등이 따로 필요 없다는 점에서 발전기 메이커들의 주목을 끔.

 

 ○ 플래시 방식 세계 점유율 1위 후지전기(富士電機), 20102년부터 2000㎾급 바이너리 발전 설비 판매 시작

  - 타깃은 미국과 같이 지열 발전이 이미 다수 건설된 지역으로 기존 플래시 방식 발전소의 압력 감퇴 등에 따른 발전 방식 전환 수요를 노리는 것으로 나타남.

 

 ○ 고베제강(神戸製鋼), 2011년 10월 ‘마이크로 바이너리 MB-70H’ 판매를 통해 본격 참가

  - 이 제품은 72㎾급이 약 2500만 엔 정도로 타사 제품에 비해 약 30~40% 가격을 낮췄는데, 이 회사가 기존에 취급하던 압축기, 펌프, 스크류 등을 그대로 사용하기 때문임.

  - 이러한 가격 경쟁력 덕분에 판매 개시 발표 후 400건에 달하는 문의가 쇄도했으며 대부분이 온천 사업자나 호텔을 운영하는 부동산 개발업자 등이었으며 목적으로는 FIT 개시에 따른 전기 판매 혹은 자가 발전이 주류였다고 함.

 

 ○ 가와사키중공업(川崎重工業), 지열 발전뿐 아니라 공장, 소각장 등 배출열 활용한 바이너리 발전기를 개발

  - 이 회사는 현재 자사 고베(神戸) 공장에서 사용 중인 도시가스를 연료로 하는 발전기의 배출열을 활용한 바이너리 발전을 가동시키며 오사카시(大阪市)에서는 쓰레기 소각장의 배출열을 활용함.

 

가와사키중공업 바이너리 발전 설비(좌), 오이타현 여관 설치 예정인 고베제강 설비(우)

 

자료원: 닛케이 에콜로지(7월호)

 

□ 시사점

 

 ○ 신재생 에너지 중 후순위로 밀려있던 지열 발전, 바이너리 방식을 통해 새로운 길을 모색

  - 현재 활발하게 보급되는 ‘태양광’, ‘풍력’에 비해 지열은 상대적으로 개발, 보급이 더뎠던 것이 사실임.

  - 하지만 정부의 과감한 정책적 지원, 기업의 다양한 방식의 연구개발, 사회적 분위기가 한데 맞물리면서 크게 주목 받기 시작했음.

 

 ○ 일본의 지열 발전 확대에 따른 우리 기업의 직접적 영향은 미미할 것으로 전망되나 다양한 가능성을 모색할 수 있을 것임.

  - 한국은 지형 자체가 지열에 적합하지 않기 때문에 지열 발전에 대한 기업들의 관심이 적으며 부품을 일본으로 직접 수출한다거나 지열 발전을 국내에 도입하는 등 직접적 영향은 미미할 것임.

  - 하지만 가와사키 중공업과 같이 공장, 소각장 등의 배출열을 활용한 바이너리 발전과 같은 형태의 비즈니스의 경우, 우리에게도 충분한 기회가 있을 것임.

 

 ○ 에너지 부족에 시달리는 일본의 과감한 정책, 벤치 마킹이 필요

  - 원자력발전 전면 중단으로 여름철 에너지 부족이 우려되는 일본은 쿨비즈, 절전형 가전 보급 등 단기적 대책과 더불어 장기적 관점에서 신재생에너지 도입을 위한 과감한 정책을 수립했으며 메가솔라, 해상 풍력 개발, 바이너리 지열 발전과 같이 다양한 프로젝트들이 쏟아지며 정책에 부응함.

  - 우리도 민간 기업과 가정에서 체감할 수 있는 과감한 에너지 정책이 도입된다면 신재생 에너지의 개발과 보급이 한층 더 빠르게 추진될 수 있을 것임.

 

 

자료원: 닛케이 에콜로지(7월호), 위키피디아, 각 사 홈페이지, KOTRA 후쿠오카 무역관 등