싱가포르, 현재 전력 소비량의 60배 넘는 지열 잠재량 확인…추가 연구 착수

지하 깊은 곳의 열, 새로운 에너지 가능성 열어

싱가포르가 연간 현재 전력 소비량의 60배를 넘는 잠재력이 있는 지열 자원을 확인하면서, 수 킬로미터 지하의 열로 전력과 산업용 냉난방을 공급할 수 있을지 추가 연구에 나선다.

에너지시장청(EMA)은 2024년부터 2026년까지 전국에서 실시한 지구물리 탐사 결과를 바탕으로 2026년 10월 26일 조사 결과를 발표했다. 이번 탐사는 지반을 시추하거나 굴착하지 않고 최대 10킬로미터 깊이의 지하 자원을 조사했다.

싱가포르의 연간 전력 소비량은 약 60테라와트시다. 여기에 60을 곱하면 3,600테라와트시로, 예비 자원 추정치의 규모를 보여준다. 싱가포르가 실제로 얼마나 많은 전력을 얻을 수 있을지는 추출 기술과 비용, 안전성, 발전소 부지에 대한 추가 평가에 달려 있다.

에너지·무역·산업 담당 장관인 탄 시 렝은 싱가포르 국제 에너지 주간 개막식에서 후속 연구 계획을 발표했다. 그는 이번 결과가 유망한 출발점이라고 평가하면서도 지열에너지 개발 여부를 결정하기까지는 수년이 걸릴 수 있다고 말했다.

EMA는 차세대 지열 발전소 도입 방안을 평가하기 위해 수르바나 주롱과 에너지 컨설팅 업체 GLJ Ltd를 선정했다. 연구는 2026년 말까지 시작해 약 15개월간 진행될 예정이다.

‘60년치’ 비교가 뜻하는 것

EMA의 추정치는 지하의 잠재 에너지 자원을 싱가포르의 1년 전력 사용량과 비교한 것이다. 리터가 물의 양을 나타내듯 테라와트시는 전력량을 나타낸다. 따라서 이 추정치는 계획 중인 발전소의 출력이 아니라 잠재적인 총 에너지량을 설명한다.

지열 시스템을 가동하려면 지하의 열을 모아 지표면으로 끌어올린 뒤 전력으로 전환해야 한다. 유용한 출력은 회수 가능한 열의 양과 열을 회수하는 속도에 따라 달라진다.

현재 소비량은 비교의 기준점이다. 미래 전력 수요와 실제 추출 속도에 따라 개발된 자원이 국가 전력 공급에 기여할 수 있는 기간이 결정된다.

후속 연구는 예비 추정치를 검증하고 실제로 활용 가능한 자원의 규모를 더 명확히 파악하는 데 초점을 맞춘다. 가정과 기업에 중요한 것은 발전소가 감당 가능한 비용으로 얼마나 안정적인 전력을 공급할 수 있느냐다.

시추 없이 자원을 파악한 탐사 방식

셰브론, 메타텍 그룹, 수르바나 주롱이 전국 탐사를 위한 컨소시엄을 구성했다. 탐사에는 특수 항공기와 지상 센서를 활용하는 두 가지 방식이 사용돼 싱가포르 지하 지질을 조사했다.

메타텍이 탐사 자료를 수집하고 처리했다. 이어 셰브론은 처리된 자료를 바탕으로 지질 구조와 열 자원의 3차원 모델을 만들었다. 이 모델은 지표면 아래에 무엇이 있을지 보여주고 추가 조사가 유용할 지역을 연구진이 평가하는 데 도움을 준다.

EMA는 수 킬로미터 지하에서 전력 생산에 적합할 가능성이 있는 고온 자원을 확인했다고 밝혔다. 이와 함께 지표면 가까이에 있는 저온 자원도 발견했으며, 이는 산업용 냉난방에 활용될 가능성이 있다.

후속 연구에서는 잠재 자원을 지도화하는 단계에서 나아가 실제 개발 가능성을 평가한다. 수르바나 주롱과 GLJ는 추가 평가가 필요한 지역을 선정하고, 지하 조건을 더 직접적으로 살펴보기 위한 시추도 검토할 수 있다.

애드미럴티와 셈바왕에서 확인된 연구 결과

학계에서는 이미 조사 가치가 있는 지역을 확인했다. 2023년 3월 난양공대(NTU)와 TUMCREATE 연구진은 애드미럴티에서 깊이 1.12킬로미터 지점의 온도가 섭씨 70도임을 확인했다.

TUMCREATE는 뮌헨공과대학의 연구 플랫폼이다. 애드미럴티에서의 측정 결과는 특정 깊이에서 확인된 온도 자료로, 지하 더 깊은 곳에서 열이 어떻게 증가하는지 연구할 때 참고할 수 있는 현지 기준을 제공했다.

2025년 7월에는 셈바왕에서도 지하 고온이 확인됐다는 후속 연구 결과가 발표됐다. 풀라우 테콩 북부 우눔 지역에는 알려진 온천이 있어 또 다른 관심 지역으로 꼽힌다. 이에 따라 애드미럴티, 셈바왕, 풀라우 테콩이 지열 조사 후보지로 떠올랐다.

NTU의 연구 발표에 따르면 공동 연구에는 셈바왕에서 두 곳의 시추공을 뚫는 작업이 포함됐으며, 깊이 1.76킬로미터 지점에서 섭씨 122도에 달하는 온도가 측정됐다. 이번 연구는 NTU와 TUMCREATE가 수르바나 주롱과 협력해 진행했으며, 국가연구재단과 EMA가 지원했다. 연구팀은 NTU 에너지연구소의 알레산드로 로마뇰리 교수와 TUMCREATE의 토비아스 마시에 박사가 이끌었다.

셈바왕의 측정 지점은 셈바왕 온천에서 약 600미터 떨어져 있었다. 암석 코어 분석과 온도 구배를 바탕으로 연구진은 싱가포르 북부의 열류량이 전 세계 대륙 평균의 최소 두 배라고 평가했다. 애드미럴티와 셈바왕은 모두 심팡 화강암 지대에 있으며, 자연적으로 존재하는 발열 원소가 지표면에서 측정된 열류량의 약 40%까지 기여할 수 있다.

측정된 온도 구배가 유지된다면 깊이 5킬로미터 지점의 온도는 섭씨 230도에 이를 수 있다고 연구진은 추정했다. 이는 일반적으로 전력 생산에 필요한 최소 온도인 섭씨 150도보다 높다. 다만 이 전망은 추가 조사의 근거일 뿐, 해당 깊이에서 실제로 측정한 온도는 아니다.

싱가포르의 연구 및 정책 주요 일정은 수년에 걸쳐 이어지고 있다.

• 2022년: 에너지 전망 보고서는 원자력과 지열에너지를 비롯한 신흥 기술이 2050년까지 에너지 공급에 기여할 가능성이 있다고 제시했다.
• 2023년 3월: NTU와 TUMCREATE 연구진은 애드미럴티에서 깊이 1.12킬로미터 지점의 온도가 섭씨 70도임을 확인했다.
• 2024~2026년: 전국 탐사를 통해 최대 10킬로미터 깊이까지 지질 구조와 열 자원을 조사했다.
• 2025년 7월: 셈바왕 후속 조사에서 깊이 1.76킬로미터 지점의 온도가 섭씨 122도에 달하는 것으로 확인됐다.
• 2026년 10월 26일: EMA가 국가 차원의 예비 추정치와 후속 타당성 연구 계획을 발표했다.
• 2026년 말까지: 수르바나 주롱과 GLJ의 연구가 시작될 예정이며, 약 15개월간 진행된다.

뜨거운 암석으로 전력을 생산하는 방식

전통적인 지열 발전은 지하에 자연적으로 형성된 뜨거운 물 저장층을 이용한다. 이런 자원은 아이슬란드와 미국 일부 지역처럼 화산 활동이 활발한 곳에서 발견된다. 반면 싱가포르의 잠재 자원은 지하 깊은 곳에 있는 건조하고 자연 균열이 적은 뜨거운 암석일 수 있다.

심부 지열 시스템은 이런 암석에서 열을 모으는 여러 방법을 제공한다. 한 방식은 유체를 지하로 보내 열을 흡수하게 한 뒤 지표면으로 끌어올리는 것이다. 회수된 열은 전력을 생산하는 장비를 구동하는 데 사용된다.

NTU 에너지연구소 겸임 연구과학자인 마크 림은 이 방식으로 충분한 열을 모으려면 기존 균열을 넓히거나 암석에 새로운 균열을 만들어야 할 수 있다고 설명했다. 그러면 유체가 더 넓은 고온 암석층을 통과하며 열을 더 많이 흡수할 수 있다.

림은 지하에 일련의 밀폐형 파이프를 설치하는 대안도 설명했다. 유체가 파이프 안을 순환하면서 열을 흡수해 지표면으로 전달하며, 주변 암석과 직접 섞이지 않는다. 이를 폐쇄형 순환 시스템이라고 한다.

안전성과 도시 공간이 선택 좌우

림은 지하 균열을 넓히거나 새로 만들면 진동과 지진을 비롯한 안전 문제가 발생할 위험이 있다고 말했다. 따라서 지열 시스템이 암석과 상호작용하는 방식은 싱가포르의 핵심적인 공학적 선택 사항이다.

탄 장관은 싱가포르의 높은 도시 밀도도 실제로 도입할 수 있는 지열 발전소의 수에 영향을 미칠 것이라고 말했다. 지하에 열이 있더라도 시추와 지상 설비를 설치하기에 적합한 장소가 필요하다.

장관은 안전성을 평가의 핵심으로 꼽았다.

“무엇보다 안전을 최우선으로 고려해야 합니다”라고 그는 말했다.

수르바나 주롱과 GLJ는 기술·환경·상업적 타당성과 함께 안전성도 검토할 예정이다. 심부 지열 시스템이 현지 조건에서 작동할 수 있는지, 유용한 에너지를 생산하는 데 비용이 얼마나 드는지도 살핀다.

심부 시추도 중요한 변수다. 탄 장관은 최종적인 전력 생산이 수 킬로미터 지하 자원에 접근하는 데 드는 비용과 기술적 타당성, 시추 기술의 발전 속도에 달렸다고 말했다.

얕은 지열은 공장에 활용 가능

EMA의 탐사는 지열 자원의 또 다른 활용 가능성도 확인했다. 낮은 온도와 얕은 깊이의 열을 이용해 산업용 냉난방을 공급하는 방안이다.

히트펌프는 전력을 이용해 한곳에서 다른 곳으로 열을 옮긴다. 설계와 용도에 따라 지하에서 얻은 열의 온도를 높이거나 공정에서 발생한 불필요한 열을 외부로 옮길 수 있다. 활용 가치는 지하 조건과 사용자가 필요로 하는 온도가 얼마나 잘 맞는지에 달려 있다.

흡수식 냉동기는 다른 방식으로 작동한다. 열을 이용해 냉각 사이클을 구동하고, 열원으로 냉방용 냉수를 생산한다. 이 때문에 지하 열은 난방뿐 아니라 냉방에도 활용될 수 있다.

이번 연구는 전력 생산과 난방, 냉방을 함께 평가할 예정이다. 공장에 유용한 자원은 국가 전력망에 전력을 공급하기 위한 자원과 필요한 온도 및 운영 조건이 다를 수 있다.

현지 에너지원이 중요한 이유

푸아 콕 키옹 EMA 최고경영자는 지열에너지가 싱가포르 안에서 이용할 수 있는 청정에너지원으로, 지속적으로 전력을 공급할 수 있다고 설명했다. 발전에 활용할 수 있다면 에너지 회복력을 높이고 공급원을 다변화하며 전력 부문의 탄소 배출 감축 노력에도 기여할 수 있다고 그는 말했다.

싱가포르는 전력의 약 95%를 천연가스로 생산한다. 안정적인 연료 공급의 중요성은 지열 발표 이틀 전인 10월 24일 시작된 인도네시아산 가스 공급 감축으로도 드러났다. EMA는 일시적인 감축 규모가 싱가포르의 하루 전체 가스 수요의 2% 미만이며, 에너지 공급은 충분하다고 밝혔다.

지열 개발은 더 장기적인 계획과 관련이 있다. 싱가포르에서 추출한 열은 연료 수입에 의존하는 공급원과 함께 또 다른 에너지원이 될 수 있다. 당장의 과제는 현지 조건에서 해당 자원을 안전하고 경제적으로 개발할 수 있는지 확인하는 것이다.

2022년 에너지 전망 보고서는 원자력과 지열에너지를 포함한 신흥 기술이 2050년까지 싱가포르 에너지 수요의 약 10%를 공급할 가능성이 있다고 추산했다. 이 수치는 여러 신흥 기술을 합산한 것으로, 미래 공급에 기여할 수 있는 잠재력을 나타낸다.

후속 연구에서 규명할 사항

수르바나 주롱과 GLJ의 평가는 지질학적 추정치를 실제 에너지 시스템 운영에 필요한 요건과 연결하게 된다. 적합한 기술 검토, 추가 조사가 필요한 지역 선정, 생산 비용 및 환경적 고려 사항 평가 등이 핵심 과제다.

싱가포르는 지열 발전 개발 여부를 아직 결정하지 않았다. 탄 장관은 결정을 내리기까지 여러 해가 걸릴 수 있다며, 이번 연구는 발전소 건설 일정이 아니라 장기적인 조사 과정의 일부라고 말했다.

그럼에도 장관은 싱가포르가 이 방안을 계속 진지하게 검토할 것이라고 밝혔다.

“싱가포르에서는 어떤 선택지도 배제하지 않습니다. 따라서 이 방안을 진지하게 검토할 것입니다”라고 그는 말했다.

예비 탐사를 통해 싱가포르는 조사할 만한 상당한 규모의 자원 추정치를 확보했다. 다음 단계에서는 지하에 있는 잠재력이 안정적인 전력과 유용한 산업용 열, 냉방에 대한 국가 수요에 얼마나 부합할 수 있는지 판단하게 된다.

핵심 내용

• EMA는 싱가포르의 지열 잠재량이 현재 연간 전력 소비량 약 60테라와트시의 60배를 넘는다고 추산했다.
• 2024년부터 2026년까지 진행된 전국 탐사는 시추 없이 최대 10킬로미터 깊이의 자원을 조사했다.
• NTU와 TUMCREATE의 연구는 셈바왕에서 깊이 1.76킬로미터 지점의 온도가 섭씨 122도에 달하는 것을 확인했다.
• 수르바나 주롱과 GLJ가 타당성 연구를 맡으며, 2026년 말까지 시작해 약 15개월간 진행할 예정이다.
• 평가 범위에는 안전성, 기술, 환경적 고려 사항, 상업적 타당성, 생산 비용이 포함된다.
• 저온 자원은 산업용 냉난방에 활용될 수 있다.
• 싱가포르는 지열 발전 개발 여부를 결정하지 않았으며, 결정까지 수년이 걸릴 수 있다.