▽ 지열발전-지진 4차례 명백한 인과관계
▽ 미소진동 기본, 관건은 '대중의 수용'
▽ 핵심은 '단층대'..부질없는 신호등 체계
▽ 2단계 이후 바로 5단계 지진 발생
▽ 멀고먼 한국형 신재생기술 '사망선고'
2017년 11월 15일 경북 포항시 흥해읍에서 규모 5.4 지진이 발생했습니다. 2016년 9월 발생한 규모 5.8의 경주 지진에 이어 역대 두 번째 규모의 지진입니다. 경주지진보다 규모는 작지만 피해는 더 막대했습니다. 정부에서 계산한 재산피해 금액은 850억원에 달합니다. 인명 피해도 135명으로 경주지진(23명)보다 6배 가까이 많습니다. 주택이 무너지거나 여진 공포로 오갈데 없어진 주민 1797명은 오랫동안 구호소 생활을 해야 했습니다.
더 문제는 포항지진이 자연적으로 발생하지 않았다는데 있습니다. 2019년 3월 20일 정부조사연구단은 지열발전이 포항지진을 유발했다고 공식 발표했죠.
석유와 석탄 등 화석연료를 대체할 신재생 전기에너지원으로 주목받던 지열발전이 일순간 죄인으로 몰락했습니다. 포항 지열발전 사업은 이명박 정부 시기인 2010년 12월 신재생에너지를 확보하기 위해 정부 국책사업으로 추진됐습니다. 박근혜 정부 시절이던 2016년 1월부터 문재인 정권이 집권했던 2017년 9월까지 약 1만3000 세제곱미터의 물을 주입했고 7000여세제곱미터의 물을 뽑아 올렸습니다.
지열발전소와 지진의 연관성은 공식발표 전부터 꾸준히 제기됐습니다. 이진한 고려대 지구환경과학과 교수와 김광희 부산대 지질환경과학과 교수가 여러 매체에 출연해 상관관계를 소개했습니다. 2018년 12월 11일 미국 워싱턴DC에서 열린 '미국지구물리학회 가을 학술대회'에서 포항지진의 원인을 연구하는 회의가 4시간 넘게 열리기도 했습니다.
정부조사단장인 이강근 서울대 지구환경과학부 교수(대한지질학회장)는 조사단이 참고한 자료가 지진 발생 전부터 존재했다고 설명합니다. "이미 포항엔 임계응력(지진을 일으킬 만한) 상태에 있던 단층이 있었던 것으로 보인다"고 덧붙였습니다.
지열발전으로 예상보다 큰 지진을 낼만한 지하 '단층'이 애시당초 있었을 거란 뜻입니다.
이게 무슨 뜻일까요. 이 데이터를 꼼꼼히 확인했다면 지열발전을 정상적으로 테스트하면서도 지진을 막을 수 있었을까요?
뉴스래빗 #팩트체크 궁금증은 여기서 출발합니다. 지진이 발생하기 전부터 존재했다는 자료를 살펴봤습니다. 지열발전소의 어떤 활동이 지진을 일으켰는지, 사업 절차에 문제가 없는지 확인했습니다. 그 중 의미있는 내용을 선정, 재구성해 소개합니다.
지열발전이 문제였을까요, 아니면 사람이 문제였을까요. 둘 다였을까요 !.!
이렇게 분석했습니다
2016년 1월 29일부터 2017년 11월 15일(포항지진 발생일)까지 지열발전 사업(넥스지오 컨소시엄)을 진행하며 사업자와 산업통상자원부(산자부)가 작성한 여러 자료를 바른미래당 이찬열 의원실로부터 받았습니다.
사업 진행 중 발생하는 미소진동(규모가 작아서 인간이 느끼지 못하는 지진)을 어떻게 관리할지 정리한 '포항 EGS 프로젝트 미소진동 관리 방안', 사업자가 산자부에 제출한 사업계획서, 지열발전에 필요한 물을 땅 속에 주입한 내역과 지진 발생을 날짜별로 기록한 내용 등입니다.
그 밖에 기상청에서 제공하는 역대 규모 2.0이상 지진발생 내역, 행정안전부에서 2018년 8월 31일 공개한 '2017 포항지진백서', 국민재난안전포털에서 제공하는 긴급재난문자 등 지진과 관련된 자료들을 확보해 비교했습니다.
▷ (주)넥스지오 컨소시엄 구성원 : 한국지질자원연구원, (주)포스코, 한국건설기술연구원, 서울대학교 산학협력단, (주)이노지오테크놀로지
지열발전 후 지진 4차례나
명백한 '물주입' 인과관계
명백한 '물주입' 인과관계
2016년 1월 29일부터 2017년 11월 15일(포항지진 발생일)까지 1년 10개월동안 지열발전 사업자(넥스지오 컨소시엄)가 사업 기간 동안 관측한 자료를 토대로 그린 그래프입니다. 지열발전은 땅속의 열을 이용해 물을 끓여 에너지를 생산합니다.
먼저 땅에 5km가량 구멍을 파고 물을 부어야 합니다. 정부조사연구단은 이렇게 땅속에 부은 물이 지진 단층대를 자극하여 포항지진을 일으켰다고 공식 발표했습니다. 물을 주입한 직후 미소진동이 관측된 사실을 알 수 있습니다. 물 주입 직후 미소진동이 발생한 패턴은 네 차례나 반복됐습니다.
이를 기상청 한반도 지진데이터와 비교해봤습니다. 지열발전소가 들어서기 전 포항에서 규모 2.0 이상 지진은 거의 발생하지 않았습니다. 그 전까지 발생한 자연지진의 위치는 대부분 포항시 남구 동남쪽으로 멀리 떨어진 해역입니다. 반면 지열발전소가 일으킨 미소진동과 포항지진의 위치는 모두 포항시 북구 북쪽 지역입니다.
물 주입과 지진의 상관관계가 명백해보입니다. 지열발전소를 짓기 전 자연지진이 발생한 위치와 지열발전소가 물 주입을 시작한 뒤 발생한 유발지진의 위치가 전혀 다르기 때문입니다. 지열발전과 지진의 상관관계는 새로운 사실이 아닙니다. 이미 정부합동조사단 발표를 인용, 여러차례 언론 보도됐죠.
다 알고 있던 '미소진동'
'대중의 수용' 관건으로 꼽기도
'대중의 수용' 관건으로 꼽기도
지열발전소와 지진의 상관관계는 다른 나라의 사례를 통해 이미 잘 알려져 있습니다.
2006년 12월 스위스 바젤에서 지열발전소 시추를 시작한 지 6일 만에 규모 3.4 지진이 발생했습니다. 스위스 당국은 지열발전소가 원인이라고 결론짓고 2009년 발전소를 폐쇄했습니다. 2009년 8월에는 독일 란다우인데어팔츠의 지열발전소 인근에서 규모 2.7의 지진이 발생하기도 했습니다.
넥스지오 컨소시엄은 이를 이미 잘 알고 있었습니다. 넥스지오 컨소시엄이 작성한 '미소진동 관리방안 보고서'에서 이를 확인할 수 있으니까요. 지열발전을 하기 위해선 무엇보다 '예고된 지진'에 대한 대중의 수용을 이끌어내야 한다고 적어놨습니다.
보고서는 구체적으로 스위스의 두 도시 바젤과 상트 갈렌(St. Gallen)의 사례를 비교합니다. 1356년 바젤에서 규모 6 이상의 역사적인 지진이 발생하여 반경 30km 이내의 모든 주요한 건물이 파괴됐습니다. 바젤의 지열발전 프로젝트가 중단된 큰 이유는 대지진을 겪은 경험이 있는 바젤 시민들의 두려움에서 비롯한 반발이었습니다.
반면, 2013년 3월 상트 갈렌에서 시작된 지열발전 프로젝트는 2013년 7월 규모 3.5의 지진이 발생한 뒤 잠시 중단되었으나 재개됐습니다. 규모 4 이하의 지진이 지역에 피해를 거의 주지 않는 수준이라는 사실을 대중에게 계속 알렸기 때문입니다. 바젤 지열발전이 폐쇄된 주 이유는 시민의 심리적 트라우마였다는 교훈을 얻은 겁니다. 지열발전을 한다면 지질 진동을 완전히 제어하기는 어렵다는 사실도 함께 배운 셈입니다.
부질없는 '미소진동 신호등'
2단계 이후 바로 5단계 지진 발생
2단계 이후 바로 5단계 지진 발생
그렇다면, 이를 잘 알고 있던 포항지열발전 넥스지오 컨소시엄은 대중의 수용을 이끌어내기 위해 어떤 노력을 했을까요.
'미소진동 관리 신호등 체계'를 도입했습니다. 이 체계는 미소진동의 크기에 따라 주입하는 물의 속도와 배출 여부를 조절해 미소진동을 제어하는 '신호등' 역할을 수행합니다.
신호등체계에 따르면 진도 2.5 이상의 지진만 정부에 보고합니다. 그런데 포항 지진이 발생하기 전 컨소시엄이 관측한 진도 2.0 이상의 지진은 2017년 4월 15일에 발생한 2건 뿐입니다.
규모 2 이상의 지진 기록만 제공하는 기상청 자료에도 4월 15일 발생한 3.1 규모의 지진이 전부입니다. '포항지진'이 발생하기 7개월 전이죠. 즉, 진도 2.0 이상의 지진은 많이 발생하지 않았습니다.
반면 규모 1 이상 지진은 자주 관측됐습니다. 포항지진 발생 약 두달 전인 2017년 9월 23일 진도 1 이상 지진이 마지막으로 관측됐습니다. 이는 신호등체계에서는 '2단계 주의보' 수준에 불과합니다. '설계 압력을 준수'해도 되고 감소시켜도 되는 수준입니다.
신호등체계는 미소진동의 규모별로 대응절차와 보고체계를 분류해놓았습니다. 문제는 규모 1 수준의 미소진동이 발생하고 두달 뒤 곧바로 규모 5.4의 '포항지진'으로 이어졌다는 겁니다.
규모 1.0 이하의 1단계나 1.0~1.5 수준의 2단계 미소진동은 신호등 체계상 심각한 상황이 아닙니다. 그런데 포항지진은 곧바로 규모 5 이상 지진이 뒤따를 수 있음을 보여준 특이 사례인 것이죠. 그러니 해외학계도 관심이 많은 겁니다.
핵심은 '미소진동' 아닌
'알 수 없는 단층' 존재 여부
'알 수 없는 단층' 존재 여부
이는 지열발전 미소진동 관리 신호등 체계의 근간을 흔들 수 있는 사실입니다. 지열발전이 원인으로 지목된 지진 중 포항지진보다 규모가 큰 지진은 없었기 때문입니다. 지열발전으로 발생한 전 세계적 지진 사례를 비교해보면 알 수 있습니다. 호주 쿠퍼 분지 사막(규모 3.7)도, 스위스 상트 갈렌(규모 3.5)·바젤(규모 3.4)도, 영국 로즈마노스(규모 3.1)도, 프랑스 슐츠(규모 2.9)도, 독일 란다우인데어팔츠(규모 2.7)도 포항 지진(규모 5.4)보다 규모가 약했습니다.
이는 중·대형 지진 발생을 예측하는데 미소진동 관측보다 지진단층대 파악이 더 중요할 수도 있다는 점을 시사합니다. 이는 지열발전 상용화의 패러다임을 바뀔 수 있는 전환점이자 사건이기 때문입니다. 2019년 3월 20일 정부조사연구단의 발표에서 "이미 포항엔 임계응력(지진을 일으킬 만한) 상태에 있던 단층이 있었던 것으로 보인다"는 대목이 중요한 까닭입니다.
앞서 살펴본 스위스의 사례에서도 대중 수용의 대전제는 규모 4 이하의 지진입니다. 대중의 수용선인 규모 4.0을 뛰어넘어, 국제적으로도 전례가 없는 5.4 규모의 지진이 포항에서 발생했다는 점에 주목해야 합니다.
컨소시엄도 이를 잘 알고 있었습니다. '관리방안 보고서' 내 '발견되지 않은 단층의 존재'를 주의해야 한다는 사실이 기록되어 있기 때문입니다. 다만 전체 문서를 통틀어 단 한번 짧게 언급만 했을 뿐이죠. 실제 사업을 진행할 때 단층의 존재를 ?예측하지 못했기 때문에 벌어진 인재라는 사실은 변함없습니다.
충분한 지질조사를 수행하지 않은 탓에 지열발전에 실패한 사례가 처음이 아닙니다. 스위스 바젤의 지열발전 프로젝트를 주도한 지오파워(Geopower)사는 충분한 지질조사를 거치지 않고 바젤시 환경관리공단 주차장에 지열발전소를 건설했습니다. 아파트와 학교 등이 밀집한 주택가에서 불과 80m거리였습니다. 그 결과 주입정에 물을 넣은지 6일만에 3.4 규모의 지진이 발생했고 프로젝트가 중단됐습니다.
포항 지열발전소의 사례처럼 단층이 존재하는지, 지진의 위험이 없는지 충분한 사전 조사를 수행하지 않은 셈입니다. 결국 산업통상자원부는 3월 25일 포항지진을 촉발한 지열발전 상용화 기술개발 사업의 진행과정과 부지 선정의 적정성을 조사하기 위해 감사원에 공익감사를 청구했다고 밝혔습니다.
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포항 보고 놀란 가슴
한국형 신재생기술 '사망선고'
한국형 신재생기술 '사망선고'
예상치 못한 단층의 존재가 포항 지열발전 컨소시엄에게 면죄부를 부여하는 건 아닙니다. 영문도 모른채 규모 5가 넘는 지진 피해와 여진을 당한 포항 주민들도 위로받아야 합니다.
다만 정부조사단 발표 이후 넥스지오 컨소시엄의 책임론 및 정부의 관리 부실, 그리고 포항시민의 피해 보상으로만 시끄러운 점은 아쉽습니다. 지열발전 신기술을 테스트하는 동안 미세진동 관리에만 매몰된 컨소시엄과 정부의 태도 역시 내내 안타깝습니다.
보상론과 책임론에 매몰된 사이 차세대 신재생에너지원이라 불리던 지열발전은 포항뿐 아니라 전국에서 천덕꾸러기가 됐습니다. 포항지진의 여파로 울릉도에 지으려던 지열발전 계획도 취소됐습니다. 지열발전뿐 아니라 포항 영일만 일대의 이산화탄소 포집 저장(Carbon Capture and Storage, CCS) 시설도 잠정 폐쇄됐습니다. 이 역시 땅을 파야하는 기술이기 때문입니다. 이산화탄소 포집 저장 기술은 화석연료를 태울 때 발생하는 이산화탄소를 땅속에 깊숙이 저장한 뒤에 유용한 물질로 바꿉니다. 지구온난화 주범으로 꼽히는 이산화탄소의 공기 중 확산을 원천적으로 차단하는 친환경 기술로 주목받던 방식입니다.
지열발전의 앞길이 한 컨소시엄의 실패만으로 영영 좌초되는 게 아닌지 걱정입니다. 2017년 12월 정부는 2030년까지 국내 전체 발전량의 20%를 태양광과 풍력 등으로 대체한다는 '재생에너지 3020' 정책을 제시한바 있습니다.
우리나라는 에너지 발전은 여전히 석탄(52.4%) 원자력(33.5%)에 약 85%를 의존하고 있습니다. LNG(11.4%), 석유(1.1%) 등 화석연료 의존량도 높죠. 원자력과 석탄 발전을 줄이기 위해선 신재생에너지의 비율을 3배 이상 끌어올려야 하죠.
지열은 풍력과 더불어 높은 에너지 효율을 자랑하는 신재생에너지입니다. 풍력·태양광보다 날씨 영향도 덜 받아 안정적 전력 생산이 가능합니다. 땅속 온도만 높으면 사시사철 전기생산이 가능하다는 뜻입니다. 환경오염 물질 배출도 적어 환경친화적 에너지로 관심을 받았죠. 포항 지열발전소의 실패는 단순히 포항지역만의 문제가 아닌 이유가 여기 있습니다. 민관이 힘을 합쳐 새로운 한국형 신재생에너지원을 땅 밑에서 개척하겠다며 2010년부터 473억원을 투입해 개발해온 지열발전 기술은 사망선고를 받았습니다.
새로운 한국형 기술과 에너지원을 손쉽게 얻을 순 없습니다. 해외 선진국도 우리보다 수십년 앞서 이 문제에 도전하고 실패하면서 노하우를 얻었습니다. 실패를 극복하고, 같은 실수를 없애야 비로소 한국형 기술을 하나씩 확보할 수 있습니다. 학계가 포항지진의 주원인이 지열발전이 아닌 단층대 등에 대한 부실한 사전 지질 조사에 있다고 비판하는 이유가 여기 있습니다.
보상 문제도 남아있습니다. 정부는 포항지진 피해액 규모를 850억원으로 계산했지만 '포항지진 범시민대책본부'는 최대 보상금을 9조원으로 책정했습니다. 100배 넘는 차이입니다. 박근혜-문재인 정권이 바뀌기 전 사업을 시작했다는 이유 때문에 정치적 책임 소재 싸움으로도 번졌습니다. 논의의 초점이 '포항 주민의 실질적인 피해'가 아니라 '보수 정권이 시작했다 vs. 현 정권 때 물을 주입했다'로 옮겨가기도 했습니다.
지열발전 컨소시엄의 무능과 정권 책임론, 그리고 지역주민 보상론만 들끓는 '포항지진'. 한국이 책임론과 보상론으로만 시끄러운 지금도 왜 해외 유수의 학자와 신재생 에너지 연구자들이 포항지진 사례에서 보다 객관적인 데이터와 교훈을 얻기 위해 분석하고 노력 중인지, 그 이유를 곰곰히 생각해봤으면 좋겠습니다 !.!
# DJ 래빗 ? 뉴스래빗 대표 '데이터 저널리즘(Data Journalism)' 뉴스 콘텐츠입니다. 어렵고 난해한 데이터 저널리즘을 줄임말 'DJ'로 씁니다. 서로 다른 음악을 디제잉(DJing)하듯 도처에 숨은 데이터를 분석하고, 발견한 의미들을 신나게 엮어보려고 합니다. 더 많은 DJ 래빗을 만나보세요 !.!
책임= 김민성, 연구= 박진우 한경닷컴 기자 danbi@hankyung.com
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