일본 산업기술 종합연구소(NEDO)는 지열발전 개발 사업의 하나로 온천지역에서 활용되는 바이너리 발전의 현황, 과제 및 향후 전망에 관하여 고찰하였다.

 

‘바이너리 발전’이란 바이너리 사이클(두 개의 열매체를 사용한 발전사이클)을 이용한 발전시스템으로, 열원(1차 매체)에서 열을 2차 매체로 이동시켜 2차 매체의 발전사이클을 통해 발전하는 시스템을 통칭한다.

 

바이너리 발전에서는 2차 매체로 끓는점이 낮은 매체를 사용하기 때문에 열원의 온도가 낮아도 고압의 증기를 얻어서 터빈을 돌려 발전할 수 있다. 이 때문에 공장 폐열이나 온천열 등 비교적 낮은 온도의 열원을 이용하여 발전이 가능하다.

 

 

 

바이너리 발전 사업을 하기 위해서는 지역 탐사 및 신규 발전소 건설 등이 필요하지만, 일본에서 바이너리 발전 사업을 할 경우에 사업자는 기존의 온천이나 지열발전소의 환원 열수(90℃) 및 온도가 낮은 지열유체(150~220℃)를 이용할 수 있기 때문에 신규 발전소를 건설할 필요가 없다.

 

산업기술 종합연구소에 의하면, 일본 내 섭씨 150도 이상의 지열을 이용한 발전량은 약 2,347만kW이며, 온천 바이너리 발전 개발에 유용한 섭씨 53~120도의 지열을 이용한 발전량은 833만kW이다. 그 중 개발이 가능한 온천열을 이용한 발전량은 72.2만kW로 예측되었다.

 

온천 바이너리 발전은 기존의 온천을 이용하기 때문에 추가적인 탐사 및 굴착비용이 들지 않고, 증기와 뜨거운 물을 분리하여 열교환 후의 온수를 환원하는 방식을 사용한다면 온천으로 활용할 수 있어서 지역 사회의 반대도 적을 것으로 예상된다.

 

현재 일본에서 상업 운전하고 있는 지열 바이너리 발전소는 규슈전력의 핫초바루 지열발전소(2,000kW)가 유일하지만, 규제완화와 고정가격매입제도의 도입에 의해 각 지역에서 지열 바이너리 발전에 대한 검토가 시작되었다.

 

니가타현 마츠노야마 온천지역에서는 환경성 수탁사업으로 87kW의 온천 바이너리 발전소를 건설하여 2011년 12월부터 실증실험을 시작하였다. 또한 후쿠시마시의 스치유 온천 지역과 가고시마현 이브스키 시내의 규슈전력 야마가와 발전소에서도 바이너리 발전의 실증시험이 추진되고 있다.

 

이러한 온천 바이너리 발전에 대해 산업기술 종합연구소는 지역의 귀중한 에너지원인 온천을 활용하여 지역의 활성화를 도모하는 수단이 될 수 있을 것으로 기대하고 있다.