지하수 개방형 지열냉난방 활성화 '한목소리'

이헌승 국회 국토교통위원회 의원(새누리당)과 한국수자원공사(사장 최계운)는 7일 국회의원회관 제2소회의실에서 ‘신재생에너지 전략자원으로서 지하수 활용방안’을 주제로 세미나를 가졌다.

이날 세미나에서 이강근 서울대 지구환경과학부 교수는 ‘지하수 개방형 냉난방 시스템의 활용 가치와 보급 활성화 방안’에 대한 강연을 펼쳤다.

지하수 개방형 냉난방(이하 개방형)은 풍부한 지하수량을 활용해 50m내외로 천공을 뚫고 지하수 취수를 위한 양수정과 환수를 위한 주입정을 통해 열을 교환하는 방식으로 운용된다. 지하층 중 막대한 지하수가 흐르는 대수층이 필요하다.

개방형과 마찬가지로 지하수를 열매체로 활용하나 500m이상의 천공이 필요하고 단일 정만을 사용하는 SCW(Standing Column well)방식이나 지중열교환기의 부동액을 열매체로 사용하는 밀폐형 방식보다 지하수 의존도가 높은 편이다. 이중 SCW 방식은 개방형과 마찬가지로 지하수를 열매체로 이용하기 때문에 준 개방형으로 볼 수 있다.

SCW를 포함해 개방형 방식은 과거 도입 초기 미숙한 천공 공법이나 지하수대에 대한 개념 부족, 품질저하 및 사후관리 미흡으로 시장에서 부정적인 시선이 깔려있다. 특히 천공 시 대수층 오염이나 열 교환에 따른 지하 생태계의 영향에 대해 세간의 우려가 적지 않은 실정이다.

이 때문에 국내 지열냉난방 설비의 80% 이상이 밀폐형 방식으로 운용되고 있다. 나머지 20%도 대부분 SCW 방식이다. 천공을 할 때 풍부한 수량을 가진 대수층을 가려낼 수 있는 전문가의 참여를 규정상 정해놓지 않은 점도 개방형이 적은 이유 중 하나다.

이 교수에 따르면 개방형은 천공의 개수가 적어 좁은 공간에도 설치가 용이하다. 또 대용량의 에너지를 공급할 수 있어 도심의 상업용 빌딩에 적합하고 지하수와 수질의 실시간 모니터링가 가능해 신속한 사후관리가 강점이다.

적절한 제도개선만 따라주면 이 같은 이점들을 살릴 수 있다는 게 학계나 업계의 주장이다. 우선 신재생에너지 설비지원 지침에서 밀폐형이나 SCW와 달리 두 개 이상의 정을 활용하는 개방형에 대한 규정이 없어 공사나 사업 추진에 애로가 적지 않다. 하천 300m이내에서 지하수를 이용할 시 홍수통제소 허가를 받는 국토부의 지하수법도 별도 주입공을 보유한 하천 수위에 영향을 주지않는 개방형과 맞지 않는다는 평가다.

지하수를 재주입할 때 생활용수나 먹는 물 기준에 맞추라는 환경부의 지하수 수질보전 규칙도 막대한 수질 정화비용을 들일게 아니라, 별도 수질정화대책 수립으로 대체하라는 주문이다.

반면 지하수를 냉난방에너지원으로 할 경우 지하 환경의 오염에 대처키 위해 지하수의 수위나 온도를 정기적으로 모니터링 할 필요가 있다고 밝혔다. 천공을 할 때 현장의 지하수 현황이나 대수층에 대한 지식을 가진 전문가의 필요성도 강조했다.  

이 교수는 “개방형이나 SCW방식에 대한 불필요한 법규를 간소화하고, 개방형에 대한 기준을 정립한 후, 그 준수 여부를 파악할 수 있는 모니터링이 필요하다”며 “이 같은 기준은 다양한 지중조건에 획일적으로 적용할 것이 아니라 일정 범위 내에서 자율성을 부여할 필요가 있다”고 말했다.

특히 “지하수를 직접 이용하는 지하수 개방형 지열냉난방은 평상시 에너지자원으로 유사시 수자원으로 지하수를 활용할 수 있는 최적의 시스템”이라고 강조했다.

송윤호 본부장은 건물이나 시설의 에너지 부하와 땅속의 특성에 따라 개방형, SCW형, 밀폐형 중 적합한 방식을 모두 이용할 수 있어야 한다고 밝혔다. 반드시 지질을 분석할 수 있는 전문가가 있어야 하고, 설비 건설 이후에는 사후관리 차원에서 모니터링을 해야 산업 전체의 신뢰성을 높일 수 있다고 말했다.

안근묵 회장은 상위단계의 법보다 지침이나 고시 등 현장과 밀접한 법규들의 개선이 필요하다는 입장이다. 또 개방형에 대한 시범연구가 산업과 높은 연관성을 보유해야 한다는 주장이다.

시범연구도 지질과 관계가 많은 연구기관이 담당하는 것이 적합하다는 의견이었다. 개방형은 지반침하나 지하수 오염의 우려를 막는 규제처럼 꼭 필요하지만 사업추진을 막는 불필요한 규제는 막아야 한다는 입장이었다.

손옥주 국토부 과장은 지하수를 활용한 발전은 수질문제 및 안전문제 모두와 결부되며, 특히 최근의 씽크홀과 같은 문제가 발생할 수 있기 때문에  지하수뿐 아니라 굴착이나 공법에 대한 총괄적인 관리가 필요하다는 의견이었다. 특히 지열발전 확산을 위한 법 규정 개선을 위해 국회 차원의 지원이 필요하다고 말했다.

송태곤 환경부 사무관은 지열발전이 이산화탄소 저감 등 대기환경 개선에 장점이 있으나 지하수·지열에너지에 대한 활용이 확대되는 시점에서 지하·지하수 환경에 대한 실정은 간과되고 있는 부분이 크다고 말했다. 특히 열 교환을 통해 지하수를 땅속으로 재주입할 시 수온변화나 수질에 대한 장기간의 모니터링이 필요하다고 강조했다. 사업자들에게는 천공을 할 때나 사후 구멍을 메울 때 오물의 유입을 철저히 방지해야 할 것을 당부했다.

김영래 에관공 실장은 개방형에 대한 과거 부정적인 시선을 언급하며, 지하수 오염이나  지하수 고갈문제 등을 고려할 때, 보조금지급 차원에서 소극적인 입장을 취할 수밖에 없다고 밝혔다.

또 두 개 이상의 정을 사용하는 개방형 발전에 대한 기술이나 개발 수요가 전혀 감지되지 못하고 있어 업계의 의견이 도출돼야 한다는 의견을 내놓았다. 세부적인 고시나 지침의 개선은 필요하다고 보고 있었다. 향후 신재생열에너지 공급의무화(RHO)와 관련해 지열발전의 역할이 큰 만큼 정부 차원의 지원도 추후 논의해 볼 수 있다고 말했다.   

좌장인 김규범 소장은 “기술개발 수준, 경제적인 에너지효율성, 국내외 제도지침 등을 종합적으로 고려해야 한다”며 “개방형 지열발전에 대해 다양한 전문가로 구성된 집단을 꾸려 하나하나 지침을 만들어나가야 할 때”라고 말했다. 

최덕환 기자 hwan0324@e2news.com