화산으로 전기 생산 가능할까?

활화산에서 뿜어져 나오는 붉은 용암을 전기로 전환하는 것은 위험하고 신뢰성이 떨어진다. 화산은 예측 가능한 일정으로 분출하지 않으며, 용암은 너무 빨리 식는다. 그러나 미국을 포함한 여러 국가는 화산열을 활용해 전기를 생산하는 방법을 찾아냈다.

지열 에너지는 지구 깊은 곳에서 발생하는 자연적 열에서 나온다. 대부분의 지역에서는 이 열이 지표면 근처의 암석과 지하수를 데우는 데 그친다. 하지만 화산 활동이 활발한 지역에서는 열이 훨씬 강력하다. 때로는 이 열이 암석을 녹여 마그마를 형성하기도 한다.

화산은 거대한 열 배출구 역할을 하여 마그마를 지표면 가까이로 끌어올린다. 이 녹은 암석의 일부는 분출할 수 있지만, 대부분은 지하에 남아 주변의 암석과 물을 가열한다. 가열된 물이 지표로 상승하면 온천이나 간헐천이 형성되며, 이러한 현상은 수천 년간 지속될 수 있다.

이 에너지를 전력 생산에 활용하기 위해, 엔지니어들은 마그마가 지표 근처에 있는 지역을 찾아내고, 가열된 암석과 물에 이르는 깊은 우물을 뚫는다. 이 우물은 증기를 지표로 끌어올리고, 그 증기를 발전소로 보내 터빈을 돌려 전기를 생산한다.

지구의 열은 여러 방식으로 지열 에너지로 변환될 수 있다.

전기를 생산한 후 증기는 식어서 뜨거운 물로 다시 변환된다. 이 물은 끓는점이 훨씬 낮은 부탄과 같은 다른 액체를 증발시켜 두 번째 발전기를 돌리는 데 사용할 수 있다. 그 후 물은 다시 지하로 펌프질되어 재가열된다.

지구는 끊임없이 열을 생성하기 때문에 지열 에너지는 재생 가능 자원이다. 또한 지열 발전소는 석탄, 가스, 석유를 태우거나 원자력 에너지를 사용할 때 발생하는 오염, 폐기물, 그리고 지구 온난화를 초래하는 온실가스 배출이 훨씬 적다.

지열 에너지원은 수십 년, 또는 그 이상 지속될 수 있다. 태양광이나 풍력과 같은 다른 재생 에너지와 달리 지열 에너지는 연중무휴 24시간 사용할 수 있다.

지열 에너지는 이미 전 세계 여러 지역에서 사용되고 있으며, 특히 화산 활동이 활발한 지역에서 많이 활용된다. 예를 들어, 아이슬란드의 거의 모든 전기는 재생 가능 자원에서 나오는 것이며, 그중 약 25%는 지열 에너지에서 나온다. 아이슬란드는 여러 활화산 위에 위치해 있어 지열 발전소를 세우기에 완벽한 장소다.

미국의 일부 주, 특히 캘리포니아와 네바다 주는 화산 지대를 기반으로 지열 발전소를 운영 중이다. 와이오밍주의 옐로스톤 국립공원과 같은 다른 활성 지열 지역은 개발이 금지되어 있다.

그렇다면 왜 지열 에너지는 풍력이나 태양광 에너지만큼 널리 사용되지 않을까? 첫째, 지열 발전소는 화산이나 지표면 아래에 열이 비정상적으로 높은 곳 근처에 있어야 한다. 이러한 자원은 대도시나 많은 전력을 사용하는 산업과 가까운 곳에 있지 않은 경우가 많다.

둘째, 깊은 우물을 뚫고 발전소를 짓는 데 비용이 많이 든다. 하지만 지열 에너지의 장기적인 혜택은 초기 비용을 상회하는 경우가 많다.

셋째, 일부 경우에는 우물을 뚫고 물을 고압으로 펌프질하는 과정에서 작은 지진이 발생할 수 있다. 과학자들과 엔지니어들은 이러한 영향을 예측하고 관리하는 방법을 연구하고 있다.

이러한 도전에도 불구하고 지구의 자연 열을 활용하면 재생 가능하고 신뢰할 수 있으며 깨끗한 에너지원이 될 수 있다. 기술이 발전함에 따라 전 세계 더 많은 지역이 지열 에너지를 사용해 사람들의 삶을 밝힐 것이다. 화산은 지하 깊은 곳에 있는 강력한 에너지원의 존재를 상기시켜 주는 자연 현상이다.