호주 지열발전, 프로젝트 상용화 단계 진입 중

- 호주 Cooper Basin 지역, 3000㎿ 생산 가능 예상 -

- 전 세계 신재생에너지산업의 판도 변화 예고 -

□ EGS와 HSA 방식의 지열에너지 발전에 이상적인 호주의 지형적 이점

 ㅇ 호주는 지질학적인 안정성과 방대한 지열 자원에 힘입어, 지열에너지 프로젝트 개발을 위한 최적의 장소로 꼽히고 있음. 호주는 화산 지역을 제외한 지구 상에서 표면에 가장 가까운 고열의 암석층을 갖고 있음.

 ㅇ 호주의 지열발전은 서부 미주, 뉴질랜드, 인도네시아 등지와 같이 지질구조판의 경계상에서 고열 및 화산에너지로부터 열원을 얻는 Convective Hydrothermal System이 아닌 Enhanced Geothermal Systems(EGS) 방식과 Hot Sedimentary Aquifers(HSA) 방식을 사용함.

  - EGS 방식은 지각(Crust) 아랫부분에서 열원을 얻는 방식으로 방사선 감쇠(Radioactive Decay)로부터 열을 얻는 결정질암(Crystalline Rocks)을 이용함.

  - HSA 방식은 퇴적 분지와 같은 지형에서 투과성이 높은 암석(Permeable Rocks)에 존재하는 고열의 물을 이용함.

 ㅇ 호주 지열에너지협회(AGEA)가 2012년 3월 발표한 언론 보도자료에 따르면, Geodynamics 사의 Innamincka site(Habanero 프로젝트)와 Petratherm 사의 Paralana site의 시추 결과는 지열에너지의 전기 생산 가능성을 입증할 주요 시공이 될 것이라고 발표한 바 있음.

호주 지열발전의 발전 방식

자료원: 호주 정부 지질학 담당 부서

□ 올해 1㎿ 파일럿 발전소 시행하는 Geodynamics 사의 Habanero 프로젝트

 ㅇ Geodynamics는 호주의 노던테리토리(NT), 뉴사우스웨일즈(NSW), 퀸즐랜드(QLD), 남호주주(SA) 등지에서 지열에너지 개발 라이선스를 보유하고 있음. 남호주주(SA)의 쿠퍼 배신(Cooper Basin) 지역에서 시범 사업으로 Habanero 프로젝트를 진행 중이며, 솔로몬 아일랜드와 노던테리토리(NT) 지역에서 조인트 벤처를 통한 신규 프로젝트를 진행 중임.

 ㅇ Habanero 프로젝트의 경우 호주 최대 전기 공급회사인 Origin Energy 사와의 합작투자를 통해 개발 중이며, Geodynamics 사가 70%, Origin Energy 사가 30%의 지분을 가지고 있음.

  - 프로젝트의 총비용은 20억 호주 달러 이상으로 추정되고 있으며, Geodynamics 사는 2001년부터 해당 프로젝트에 4억 호주달러 이상의 개발 비용을 투입해 왔음.

  - 지하 3.6~4㎞ 깊이에 있는 열을 생산하는 화강암 열원으로 전력을 얻는 이 프로젝트는 그동안 여섯 개의 EGS well을 시추했으며, 2013년에 1㎿ 파일럿 발전소를 시도할 예정임.

  - 해당 프로젝트가 성공적으로 완성될 경우, 3000~4000㎾ 이상의 전기 공급이 가능할 것으로 예상됨.

  - 1 호주 달러당 1.05 미국 달러

오픈 플로우 테스트 시 스트림 플로우

자료원: Geodynamics 보도자료

 ㅇ Habanero 프로젝트 관련해, 호주의 에너지전문 간행지인 EcoGeneration 사와 Geodynamics 사의 CEO인 Mr. Geoff Ward씨의 주요 인터뷰 내용은 다음과 같음.

  - 질문1. 쿠퍼 배신 (Cooper Basin) 지역의 Habanero-4 시추에서 시행된 플로우 테스트의 목적은 무엇인가?

  - 답변1. Geodynamics의 EGS 기술력의 상업적 가능성을 입증하고, 생산 모델링을 위해 필요한 레저브아 퍼포먼스 데이터(reservoir performance data)를 제공하기 위해서 테스트가 진행됐음.

  - 더 높은 플로우 레이트를 받을수록 낮은 비용의 전기 생산이 가능하며, 테스트 프로그램의 핵심은 타당성 검증과 필드 개발 계획에 데이터를 제공하는 것임.

  - 호주에서 Geodynamics 사의 지열개발 방식은 전통적인 방식의 화산 열원을 이용하지 않고 지구 표면상에 저장된 풍부한 열원을 추출하는 새로운 방법으로, 개발을 위해서는 적정수준의 역량과 경험이 필요함. 일례로 당사보다 깊게(5000m 이상), 더 높은 온도에서(300 °C 이상) 혹은 더 높은 압력에서 (지표상 5000 PSI) 시추를 시도한 경우들은 있으나, 깊이·압력·온도 세 가지를 적정수준에서 조합한 경우는 많지 않음.

  - 질문 2. Habanero 프로젝트가 파일럿 지열 발전소에 충분한 에너지를 공급하는 데 필요한 요소들은 무엇인가?

  - 답변 2. 현재 1㎿ 파일럿 발전소를 운영하기 위한 충분한 페타주울스(petajoules)가 있음. 높은 열원과 플로우 역량은 EGS 기술로부터 전력을 생산하는 데 필수적인 요소이며, Cooper Basin 지역은 최적의 조건을 갖추고 있음.

  - Cooper Basin 지역은 세계에서 가장 고열의 화강암으로 알려진 암석층을 약 지하 4000m 깊이의 시추만으로도 접근할 수 있음.

  - Habanero-4에서 2012년 11월에 시행된 첫 번째 공개 플로우 테스트에서 Geodynamics 사는 35㎏/s의 스트림 플로우 레이트, 케이블 깊이 4130m에서 약 241°C 온도·표면 온도 191°C 온도 (82분간의 Flow 후에 온도가 상승) 값들을 얻었음. 또한, 시뮬레이션 후에 이뤄진 두 번째 오픈 플로우 테스트에서 평균 38㎏/s의 플로우 레이트를 얻었음.

  - 이 테스트를 통해 Cooper Basin이 EGS 발전에 최적의 장소임을 다시 확신했으며, 최근 성과들은 지열의 잠재 가능성을 입증한 것으로 볼 수 있음. 2013년 2분기에 계획된 1㎿ 파일럿 발전소를 통해 조금 더 구체적인 사업 가능성을 진단할 계획임.

□ Petratherm 사의 Paralana 프로젝트

 ㅇ Petratherm 사는 호주·스페인·중국에서 지열에너지 개발 관련 프로젝트를 진행하고 있으며, 남호주주(SA)의 Paralana에서 플래그십 프로젝트를 진행 중임.

 ㅇ Paralana 프로젝트는 Petratherm 사가 Beach Energy 사와 조인트벤처를 설립해 현재 개발 중이며, Petratherm 사가 79%,, Beach Energy가 21%의 지분을 보유하고 있음.

  - 호주 연방정부의 신재생에너지 입증 프로그램을 통해 6280만 호주 달러를 지원받았으며, 지열 시추 프로그램을 통해 700만 호주달러를 지원받았음.

  - 2011년 10월에 실시한 Paralana 프로젝트의 플로우 테스트는 1028만 리터를 생산했고, 플로우 레이트의 경우 초당 1~6리터, 200미터 아래에서 유동체의 온도는 171°C의 온도를 기록했음.

  - 2013년 2분기에 Paralana 3의 시추가 진행될 예정이며, 2014년 말 순환 테스트를 거쳐 2015년 1월 3.5㎿ 발전소 운행을 계획 중임. 장기적으로는 520㎿ 규모의 대규모 전력 공급을 목표로 함.

출처: Petratherm사 보도자료

□ 시사점

 ㅇ 호주는 지리적으로 EGS 방식과 HSA 방식을 이용한 지열발전에 유리한 장점을 갖고 있으며, 2000년대 초반부터 관련 기업들이 기술 개발을 해옴. Geodynamics 및 Petratherm 과 같은 회사들은 최근 가시적인 기술 상용화 단계에 진입하고 있기에 국내 관련 기업들이 관심을 갖고 지켜볼 만한 분야임.

 ㅇ 호주의 주요 지열에너지 개발사인 Geodynamics 사는 멜버른 무역관에 1) EPC·EPCM 회사, 2) 터빈과 장비 공급자, 3) 토목 회사, 4) 지열에너지 개발사 및 투자자들과의 연계에 관심을 갖고 있다는 의사를 전달한바, 해당 산업에 관심 있는 국내사들은 KOTRA 멜버른 무역관을 통해 추가 정보를 요청 바람.

자료원: 호주 지열에너지협회 (Australian Geothermal Energy Association, AGEA), 클린에너지 카운슬(Clean Energy Council), EcoGeneration, Geodynamics 보도자료, Petratherm사 보도자료, Geodynamics 사 멜버른 무역관 인터뷰, KOTRA 무역관 보유자료 등