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

인공저류층 지열시스템(EGS) 운영 중 생길 수 있는 대표적인 문제점은 스케일의 생성인데 여러 주변 환경 조건으로부터 영향을 받는다. 파이프 또는 저류층 내에서 생기는 스케일 물질로 인하여 주입정과 생산정의 직경이 좁아지거나 저류층의 투수성이 줄어들어 EGS의 효율성을 낮추게 된다. 낮아진 효율을 회복하기 위한 방법 중의 하나로 EGS 운영 중 지열수 플러싱이 적용될 수 있다. 본 연구에서는 EGS 모사 실험장치를 이용하여 수리자극 중 EGS 저류층 내 암석의 광물 조성 변화와 순환수의 화학조성 변화를 관찰하였다. EGS를 모사하기 위하여 지열수를 여러 번 순환하여 균열된 코어에 투과시키는 실험이 진행되었다. 실험결과에 의하면 지열수 내의 Si 이온이 감소하고 균열 내 형성되는 침전으로 투수율이 감소하였다. 이를 해결 하기 위하여 더 높은 압력으로 지표수를 사용하여 플러싱을 실험적으로 적용시킬 때 침전된 광물이 용해되는 결과를 확인하였다.

이 연구는 다양한 물리검층자료를 학습한 딥러닝 알고리듬을 이용하여 저류층의 수포화도를 예측하는 대리 모델을 구축한다. 딥러닝 알고리듬으로 계산한 수포화도 추정치를 Archie 방정식 결과와 비교함으로써 개발 모델의 성능 평가를 수행하였다. 이 연구는 4가지 물리검층자료(밀도, 공극률, 비저항, 감마선)를 심층신경망의 입력인자로 활용하여 수포화도를 평가하였다, 심층신경망 기법으로는 장단기메모리학습법을 사용하였으며 전형적인 다층 인공신경망과의 비교를 통해 성능을 확인하였다. 장단기메모리학습법을 기반으로 수포화도를 예측한 결과, 결정계수의 값이 0.7 이상으로 우수한 성능을 보이는 것으로 확인하였다. 모델의 민감도 분석으로는 시퀀스 조정, 유정 역할 전환, k-폴드 교차검증을 시행하였다. 모델의 적용 가능성은 북해 Volve 유전과 베트남 해상 유전에 적용하여 성능을 검증하였다.

우리나라 국회에서는 조세법률주의에 근거하여 사용후핵연료를 대상으로 하는 지역자원시설세 법안들을 활발히 발의하고 있다. 그러나 이 법안들의 상당수는 일본의 사용후핵연료세 현황만을 참고하고, 그 이면에 존재하는 양국간의 차이점을 간과하고 있다. 이에 본 연구에서는 일본의 사용후핵연료세 신설 절차, 과세 대상 선정, 세율 결정 과정, 과세에 대한 검토 방식 등을 조사하여 우리나라에 대한 시사점을 도출하였다. 조사 결과에 따르면, 일본은 우리나라와 달리 사용후핵연료세를 신설·갱신하는 절차를 법제화하고, 조세평등주의, 목적세 원칙 등과 같은 원칙과 기준을 명확히 설정하고 있다. 그리고 목적세로 부과된 세수의 용처 적합성에 의한 조세 성격 충족, 해당 지방자치단체의 재정수요를 반영한 추가 재원의 필요성 등을 평가하도록 제도화하고 있다. 이처럼 우리나라와 일본은 세법에서도, 세 신설 절차에서도, 세를 신설하는 목적에서도, 핵연료사이클 정책에서도 차이가 존재한다. 우리나라의 사용후핵연료 과세 신설은 국가간 상이한 여건을 파악한 후에 국내 실정에 맞는 방식으로 도입하여 실행하여야 정책 실패의 비용을 최소화할 수 있다.

폐석산 지역은 자연경관 훼손, 산업의 부정적 이미지 등으로 인해 개발 후 원상복구가 원칙이나 수도권 등 대도시 지역의 가용 토지가 점차 부족해지고, 도시권이 확산되면서 폐석산 부지는 개발가용지로서 주목받고 있다. 국내에서는 환경적인 문제로 인하여 주거나 상업용도 등 다른 용도로 활용하기 보다는 자연공원으로의 복원을 선호하고 있다. 도시권이 확산되면서 도시내에 포함되어버린 서울 미아동이나 부산 당리동과 같이 주거단지로 개발된 사례도 있다. 해외에서는 채석장 부지를 활용한 대규모 복합단지 개발이 진행되고 있다. 채석장은 산업의 특성상 지리적으로 도시 근교에 위치하고 있어 개발가용지로서 가치가 높다. 채석이 진행되는 단계부터 채석완료 후 부지활용에 대한 계획을 수립, 이를 반영하여 개발이 진행될 수 있는 방안이 제도적으로 마련된다면 신규녹지 훼손을 최소화하고 브라운 필드를 활용함으로써 지속가능한 개발이라는 측면은 물론, 복원비용 절감이라는 측면에서도 긍정적인 효과를 기대해 볼 수 있을 것이다.

망가니즈는 국내 광산배수에서 철에 이어 두 번째로 배출허용기준을 많이 초과하는 원소이나, 자연정화하기 어려워 그간 active 시설에서 처리해 왔다. 망가니즈 제거용 자연정화시설인 슬래그반응조가 도입 단계에 있으며, 이의 설계 인자들에 대하여 관련된 연구들로부터 제안하였다. 설계 인자는 필요 수위차, 매질 구성, 처리효율 변화, 그리고 체류시간을 포함한다. 또한, 기존의 active 처리시설에서 망가니즈가 철 및 알루미늄에 의해 공침 및 흡착 기작으로 제거되므로 처리를 위해 필요한 pH가 낮아지는데, pH 재조정조의 반영 여부 등을 판단해 효율적인 active 처리시설을 설계하기 위하여 Fe, Al 및 Mn 농도로부터 처리 pH를 추정하는 관계도 관련 연구로부터 제안하였다.

본 연구에서는 탄소중립 달성을 위한 에너시스템통합의 필요성과 신재생에너지 분야의 도전과제, 그리고 이를 극복하기 위한 정책방향을 살펴보았다. 탄소중립 실현을 위해서는 경제, 산업, 사회 전반, 특히 에너지시스템의 근본적인 전환이 요구되며 이를 효율적으로 구현하기 위한 에너지시스템 통합이 필요하다. 에너지시스템통합에서 핵심 에너지원은 신재생에너지로, 신재생에너지 중심의 에너지시스템 통합을 실현하기 위해서는 몇 가지 극복해야 할 도전과제들이 존재한다. 신재생에너지의 충분한 확보, 에너지변환을 위한 기술적 대안의 확보, 재생에너지 주력 전원화를 위한 전력계통 전환, 그리고 그린수소 확보가 그것이다. 우리는 적극적으로 상기의 신재생에너지 정책을 추진하여 에너지시스템 전환과 탄소중립 실현 기반을 마련하고, 그 과정에서 창출될 기회들을 우리의 것으로 만드는 노력을 기울여야 할 것이다.