Journal of the Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers ISSN:2288-0291(Print) 2288-2790(Online) 한국자원공학회지

본 연구는 광산배수 처리시설의 효율적 설계와 운영을 위해 기계학습(ML) 기법으로 광산배수 처리시설(ST와 HT)의 소석회 투입량을 예측하였다. 처리시설 원본 자료에서 이상치를 제거한 후, 소석회 투입량과 관계가 있는 유량, 그리고 소석회에 의해 공급된 OH^‒와 상당히 관계가 있는 금속이온(Fe, Mn, Al) 농도와 pH를 입력자료로 선정하였다. 합성곱 신경망(CNN) 모델이 사용되었고, 원본 자료의 제한적이고 불균형적인 자료의 문제를 보완하면서 원본 자료 특성을 유지하기 위해 fancy 주성분 분석(PCA)를 이용한 자료증대 기법이 사용되었다. ML 모델에 의해 예측된 테스트 자료 세트의 소석회 투입량은 이론적 계산식보다 평균 절대 오차(MAE)는 낮고 결정계수(R²)는 높았다. 기계학습 기법의 사용으로 처리시설의 운영효율 증가 및 신규 시설에의 기본 설계자료 제공이 기대된다.

이 연구는 CO₂ 수송-주입-저장 통합 시스템의 기본 설계 단계에서 다목적 최적화에 기반한 설비 및 운영 인자 선정 방법을 제안한다. CO₂ 지중저장 통합 시스템의 설계 인자에 대한 다목적 최적화를 수행하여 최적의 비지배 해집합인 파레토 최적면을 탐색함으로써 상호 비지배 관계인 등가의 설계안을 다수 도출한다. 방법론의 성능은 대염수층 대상 CO₂ 지중저장 통합 시스템의 기본 설계에 적용하여 검증하였다. 결정변수는 CO₂ 송출 압력, 수송관 내경, 주입정 튜빙 내경, 주입정 상단에서의 CO₂ 온도 4종류를 설정하였고, 목적함수는 CO₂ 저장량, 주입정 공저압, 편익비용비 3종류를 설정하였다. 연구 결과, 전체 탐색공간 대비 약 5% 수준의 계산 비용으로 파레토 최적면을 도출하여 설계 인자 범위를 확인하였다. 또한, 최적화 목적함수에 대한 사전 선호도와 사후 선호도 적용 영향을 비교 분석하였다. 제안하는 방법론은 향후 CO₂ 지중저장 통합 시스템 설계 과정에서 검토할 수 있는 우수해를 다수 제공할 수 있음을 확인하였다.

본 논문은 신재생에너지 공급의무화제도(RPS) 하에서 태양광 발전사업자에게 부여된 아메리칸 풋옵션의 가치를 이항격자모형을 활용하여 추정하였다. 분석 결과 해당 옵션의 가치가 전체 수익의 7%에 달하는 것으로 나타났고 이는 신재생에너지인증서(REC) 가중치 기준 0.15에 해당하는 수준이다. 태양광 발전사업자는 현물 시장에서 고정가격계약으로 전환할 수 있는 해당 옵션에 대한 프리미엄을 지불하지 않는데 이는 현물 시장 참여자가 노출되는 계통한계가격(SMP)와 REC의 이중 불확실성 대응에 기여할 수 있다. 그러나 이는 세부 시장간 최적 포트폴리오 구성을 저해하고 옵션 프리미엄이 전기소비자에게 전가되는 문제가 있다. 문제해결을 위해 현물 시장 참여자로 하여금 풋옵션의 가치에 상응하는 프리미엄을 지불하게 하고 장기적으로 현물 시장을 일몰하고 고정가격계약으로 시장을 통합하는 방안을 제안한다.

본 연구는 KIGAM의 기술이전, 기술자문을 받은 기업과 창업·협력 기업을 대상으로 국내 산업 기여에 대한 정량 분석을 실시한 결과이다. KIGAM이 직접적으로 기여한 산업을 2020년 기준년 산업연관표의 상품 분류로 나타내고 생산유발계수를 통해 전체 산업에 미치는 파급효과를 부문별로 제시하였다. 2019년부터 KIGAM 광물에너지자원 분야 및 지질정보 연구개발의 기여를 가장 많이 받은 부문은 전문, 과학 및 기술 서비스 분야이며, 380개 기본부문 분류로는 과학기술서비스, 연구개발(산업), 소프트웨어 개발 공급, 건축·토목 관련 서비스, 자원재활용서비스, 기타 비철금속 제련, 정련 및 합금제품, 기타 비철금속광석, 기타 건설, 기타 특수목적용기계, 측정 및 분석기기 순서로 나타났다. 해당 기업의 매출액과 KIGAM의 기여도, 생산유발계수를 적용한 정량효과는 소프트웨어 개발 공급, 자원재활용서비스, 과학기술서비스 순으로 크게 나타났다.

이 논문에서는 배터리 전주기에 대한 사회·환경적 책임과 지속가능성 및 안전성을 강화하기 위해 제정된 유럽연합(European Union, EU) 배터리 규정을 살펴보았다. 이 규정은 EU 배터리 기업뿐만 아니라 배터리를 EU에 수출하는 한국 기업에도 적용된다. 본 논문에서는 EU 배터리 규정의 입법 배경, 구성, 목적과 주요 용어 정의, 적용 대상, 그리고 전기차 배터리와 폐배터리에 대한 사업자의 주요 의무(물질 사용에 대한 제한, 탄소발자국 신고, 라벨링 및 표시, 배터리 실사, 폐배터리 관리, 디지털 배터리 여권 등)를 중심으로 분석하였다. EU 배터리 규정에 대응하기 위해 우리나라 정부가 발표한 「사용후 배터리 산업육성을 위한 법·제도·인프라 구축방안」을 살펴보았다. EU 배터리 규정 연구를 통해 EU 시장에 전기차 배터리를 수출하는 한국 배터리 기업이 EU 배터리 규제에 선제적으로 대응할 전략을 준비하고 전기차와 배터리 시장에서 국제경쟁력을 강화하기 위한 배터리 법 및 정책 수립에 기여하고자 한다.

CCS 기술은 최근 유럽 연합(EU)과 국제기구 IPCC를 필두로 기후 변화 대응을 위한 필수 전략으로 강조되고 있다. 한국도 동해-1 가스전, 군산분지 프로젝트와 같은 CCS 프로젝트를 추진 중이며, 이에 따른 정밀한 부지 특성화 연구가 요구되고 있다. 본 연구는 국내 대규모 CO₂ 지중 저장소 개발을 위한 참고 사례로서 노르웨이 대규모 CCS 프로젝트 중 하나인 스메아하이아 프로젝트를 소개하고자 한다. 먼저, 노르웨이의 북해 지역의 지질학적 특성을 바탕으로 대규모 해양 CCS 프로젝트 현황을 파악한다. 이후, 스메아하이아 부지의 지질학적/지구물리학적 부지특성화 연구 결과를 바탕으로 지중저장소 적합성을 검토하고, 현재 추진 중인 스메아하이아 프로젝트의 개발 현황을 파악한다. 마지막으로 스메아하이아 프로젝트 사례를 바탕으로, 국내 대규모 CO₂ 지중 저장소 확보를 위해 필요한 시사점을 도출한다.

국제표준화기구(ISO)의 표준 분류 체계인 ICS에 따르면 ICS 73이 광업 및 광물 분야에 해당한다. 이중 광업 분야는 TC(기술위원회) 82에 해당하며, 세부적으로 광업, 광해 및 광업자동화 분야 국제표준은 TC 82, TC 82/SC 7, 그리고 TC 82/SC 8에서 각각 개발, 운영하고 있다. 이들 TC 및 SC의 활동 상황과 함께 광업분야 국가표준(KS E)의 현황과 개발 상황을 분석하였다. 특히, TC 82의 국제표준과 KS E 표준의 유사성과 부합화 방향을 검토하였다. TC 82가 2014년 활동을 재개한 이후 발간된 표준 중 안전관리 관련 표준들은 안전 강화 정책에 대응하기 위하여 부합화될 필요가 있으며, 광물 분석법에서도 ISO 부합화가 필요한 표준들이 다수 조사되었다. 광해 분야에서도 폐광 대응에 대한 국제표준이 최근 제정되어 석탄공사 폐광에 따른 대책에 활용할 수 있다.

원자력에너지를 활용하는 세계 각국에서는 고준위방사성폐기물의 심층처분 기술 개발을 위해 노력하고 있으며 원자력에너지에 대한 전력 생산 의존도가 높은 국내에서도 심층처분과 관련된 활발한 연구가 진행되고 있다. 지하연구시설의 설계와 운영, 심층처분을 위한 처분장 부지선정, 처분시스템의 설계, 처분장의 안전성 및 안정성 평가를 위해서는 수만년 동안에 걸친 열-수리-역학적-화학적(THMC) 복합거동에 대한 이해가 필수적이다. 본 연구에서는 2000년 이후 발표된 방사성폐기물 처분관련 연구논문들에 대한 핵심단어 분석과 THMC 복합거동에 대한 연구에 대한 현황조사를 통해 고준위방사성폐기물의 심층처분을 위한 연구방향을 제시하고자 하였다.