화산은 미래의 에너지원인가?

아이슬란드 남서부 해안에서 대서양 중부 능선 위로 튀어나온 검은 바위로 이루어진 레이캬네스 반도는 오랫동안 독특한 화산 지형을 경제적 기회로 활용해 왔습니다. 장엄하게 조각된 건물과 광활한 용암 지대 덕분에 전 세계의 자연주의자들이 모여들고 있으며, 지하 깊은 곳의 증기와 마그마 퇴적물에 의해 가열되는 지열 웅덩이는 번성하는 리조트 경제의 기반을 제공합니다.

이 지역은 심지어 이러한 지질학적 특성에 의해 힘을 얻습니다. Reykjanes 발전소에 있는 두 개의 터빈에 600도 증기를 공급하는 12개의 지열정은 수만 가구에 전력을 공급하기에 충분한 100메가와트의 전력을 주변 지역에 제공합니다.

레이캬네스(Reykjanes)에 있는 것과 같은 기존 지열 발전소는 아이슬란드를 세계의 모델로 만든 일종의 에너지 경제를 가능하게 합니다. 아이슬란드는 거의 모든 전기를 재생 가능한 자원에서 생산합니다. 그 중 4분의 1은 지열에서 나옵니다. 덕분에 아이슬란드는 탄화수소 경제가 지배하는 세계에서 지열 에너지 사용의 대표적인 국가가 되었습니다.

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그러나 1970년대부터 사용된 기술을 기반으로 한 기존 지열 에너지는 지금까지만 에너지 경제를 실현할 수 있습니다. 연구자와 에너지 기업으로 구성된 컨소시엄이 뜻대로 된다면 4개의 화산이 있는 레이캬네스는 곧 전 세계 국가와 경제가 지열 자원을 보고 활용하는 방식을 바꿀 수 있는 지열 에너지 혁명의 시작점이 될 수 있습니다.

모든 것이 계획대로 진행된다면, 올해는 아이슬란드 심해 시추 프로젝트(IDDP)가 시작될 것입니다. 그리고 에너지 회사인 HS Energy, National Power Company 및 Reykjavik Energy(Alcoa 및 Statoil도 참여)는 과열 증기와 심지어 녹은 암석에서 에너지를 방출하기 위해 이 지역의 광대한 화산 지대 깊숙한 곳에 지열 우물을 시추하기 시작할 것입니다. 그 자체가 표면 아래 수천 피트에 숨어 있습니다.

한반도의 기존 지열 발전소를 구동하는 전형적인 온수와 증기를 찾는 대신 이 새로운 유정(IDDP-2로 명명)의 엔지니어들은 4~5km(13,000피트~16,000피트) 깊이에서 액체도 기체도 아닌 상태로 존재하는 강렬한 열과 압력을 받는 유체인 소위 "초임계" 수분 퇴적물을 직접 활용하려고 시도합니다. (비교를 위해 순수한 물은 221바의 압력, 즉 해수면 대기압의 221배에 해당하는 화씨 약 700도에서 "초임계" 상태가 됩니다.)

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이는 열과 압력을 제공하는 마그마 퇴적물 가까이에서 드릴다운하고 엔지니어들이 그곳에서 발견한 과열 재료로 무엇을 해야 할지 알아내는 것을 의미합니다. IDDP-2의 연구원들이 초임계 유체 또는 심지어 초고온 마그마 자체를 사용 가능한 지열 에너지 시스템으로 전환하는 데 필요한 기술을 숙달할 수 있다면 평균 지열 설비의 출력을 10배까지 높여 업계의 경제성을 뒤집을 수 있습니다.

먼저, 그들은 불장난을 해야 합니다.

5년 전 IDDP 엔지니어들은 아이슬란드의 침체된 경제에 활력을 불어넣을 수 있는 수출 가능한 에너지 기술을 개발하기 위해 처음으로 이를 시도했습니다. 사고는 그 이후로 그들이 추구해 온 발견을 촉발시켰습니다. 아이슬란드 북동부의 크라플라(Krafla) 화산 깊은 곳에서 IDDP-1을 시추하는 동안 그들은 약 2km(6,500피트)에 도달한 후 갑자기 화씨 1,600도가 넘는 뜨거운 온도에서 아래에서 지구의 상부 지각으로 관입하는 마그마와 충돌했습니다. 과열 증기는 세계 기록을 세웠습니다. IDDP는 화산 깊숙한 곳까지 뚫고 들어갔습니다.

"우리는 세계에서 가장 뜨거운 수원을 개발했다는 ​​사실을 발견했습니다"라고 캘리포니아 대학교 리버사이드 지질학과 명예 교수이자 IDDP의 공동 수석 과학자인 윌프레드 엘더스(Wilfred Elders) 박사는 말했습니다. 아이슬란드 국영 전력 회사이자 우물 소유주인 Landsvirkjun은 화씨 1,600도가 넘는 온도에서 우물 파이프에서 끓어오르는 과열 마그마를 어떻게 해야 할지 전혀 몰랐습니다. "그 시점에서 우리는 우물을 버릴 수도 있었습니다"라고 장로들은 말했습니다. "우리는 매우 높은 에너지 열원을 가지고 있다는 것을 알고 있었지만 온도와 압력을 처리하는 방법을 몰랐습니다."