• Research Paper

    Geochemical Effect of Geothermal Water Flushing during Enhanced Geothermal Systems Operation

    인공저류층 지열시스템 운영 중 지열수 플러싱 공정의 지화학적 영향

    Junbeum Lee and Eunhyea Chung

    이준범, 정은혜

    Scale production occurs during enhanced geothermal system (EGS) processes due to various conditions. The production of scales in pipes or fractured reservoir ...

    인공저류층 지열시스템(EGS) 운영 중 생길 수 있는 대표적인 문제점은 스케일의 생성인데 여러 주변 환경 조건으로부터 영향을 받는다. 파이프 또는 저류층 내에서 ...

    + READ MORE
    Scale production occurs during enhanced geothermal system (EGS) processes due to various conditions. The production of scales in pipes or fractured reservoir narrows the diameter of the injection and production well, decreasing permeability and reducing EGS efficiency. However, geothermal water flushing during EGS processes can be implemented to recover the permeability. In this study, an experimental instrument to simulate a geothermal system was applied to observe the chemical composition change of core and water samples. To simulate the EGS, an experiment was conducted by injecting the geothermal fluid in several cycles to the fractured core. Results showed that Si ions decreased in the geothermal fluid and permeability decreased due to precipitation. Thereafter, flushing was applied, and dissolution occurred inside the fracture, increasing the permeability.


    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.

    - COLLAPSE
    June 2021
  • Research Paper

    Prediction of Water Saturation from Well Log Data using Deep Learning Algorithms

    물리검층자료를 활용한 딥러닝 기반 수포화도 예측

    Minsoo Ji, Seoyoon Kwon, Gayoung Park, Baehyun Min and Nguyen Xuan Huy

    지민수, 권서윤, 박가영, 민배현, Nguyen Xuan Huy

    This study develops a surrogate model to predict water saturation from well log data using neural-network-based deep learning algorithms. The model performance ...

    이 연구는 다양한 물리검층자료를 학습한 딥러닝 알고리듬을 이용하여 저류층의 수포화도를 예측하는 대리 모델을 구축한다. 딥러닝 알고리듬으로 계산한 수포화도 추정치를 Archie 방정식 결과와 ...

    + READ MORE
    This study develops a surrogate model to predict water saturation from well log data using neural-network-based deep learning algorithms. The model performance is evaluated by comparing the water saturation estimates obtained using deep learning algorithms and Archie’s law. The surrogate model evaluates the water saturation of a target reservoir using four well-log data types (density, porosity, resistivity, and gamma ray). Long Short-Term Memory (LSTM) is employed as the deep neural network algorithm, and its performance is compared with that of a multi-layer artificial neural network. Prediction via the LSTM based model showed outstanding results with the coefficient of determination above 0.7. Sensitivity analysis is conducted through sequence tuning, switching of well type, and k-fold cross-validation. The applicability of the model has been validated for the Volve oilfield in the North Sea and an offshore oilfield in Vietnam.


    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.

    - COLLAPSE
    June 2021
  • Technical Report

    Implications of Japan’s Spent Nuclear Fuel Taxes

    일본 사용후핵연료세의 국내에 대한 시사점

    Sung Jin Cho and Yoon Kyung Kim

    조성진, 김윤경

    The Korean National Assembly has been actively proposing the Regional Resource and Facility Tax Initiative, which attempts to target spent nuclear fuel ...

    우리나라 국회에서는 조세법률주의에 근거하여 사용후핵연료를 대상으로 하는 지역자원시설세 법안들을 활발히 발의하고 있다. 그러나 이 법안들의 상당수는 일본의 사용후핵연료세 현황만을 참고하고, 그 이면에 ...

    + READ MORE
    The Korean National Assembly has been actively proposing the Regional Resource and Facility Tax Initiative, which attempts to target spent nuclear fuel based on tax legalism. However, many of these initiatives refer only to Japan’s spent nuclear fuel tax status and ignore the differences between Japan and Korea when applying these taxes. This study reviewed the procedures followed in Japan for establishing spent nuclear fuel taxes, selecting the ground for taxation, determining tax rates, and reviewing the methods of taxation to draw implications for Korea. Unlike Korea, Japan legislates the procedures for establishing and renewing spent fuel taxes and clearly sets principles and standards such as tax equality and earmarked tax principles. In addition,, it is required to evaluate the need for additional financial resources that reflect the financial needs of the local government. Korea’s new taxation on spent nuclear fuel should be implemented in a manner that is suitable for domestic conditions after identifying the differences between the countries to minimize the cost of policy failure.


    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.

    - COLLAPSE
    June 2021
  • Review

    A Review of the Regeneration Models using a Closed Stone Quarry Area through Domestic and Overseas Cases

    국내외 사례 분석을 통한 폐석산 부지 활용방안에 대한 고찰

    Seungyeoun Cho, Gil-Jae Yim, Jin Young Lee and Sangwoo Ji

    조승연, 임길재, 이진영, 지상우

    Quarry companies are required to restore sites to their original status after quarrying to avoid the natural landscape destruction and address the ...

    폐석산 지역은 자연경관 훼손, 산업의 부정적 이미지 등으로 인해 개발 후 원상복구가 원칙이나 수도권 등 대도시 지역의 가용 토지가 점차 부족해지고, 도시권이 ...

    + READ MORE
    Quarry companies are required to restore sites to their original status after quarrying to avoid the natural landscape destruction and address the negative image of its industry. In Korea, park developments are preferred over other use due to environmental issues. There have been cases of development of residential complexes such as Mia-dong in Seoul and Dangri-dong in Busan, which were included in the respective cities due to urban area spread. Overseas, large-scale complex developments using old quarry sites have begun. Due to the nature of the industry, quarries are geographically located in the suburbs of cities and thus are highly valuable as development sites. Therefore, an institutional system is needed to establish the process from quarrying to the restoration and development of the site. This could have positive effects in terms of sustainable development, reduce restoration costs, and minimize the damage of new green areas.


    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.

    - COLLAPSE
    June 2021
  • Review

    Removal of Manganese from Mine Drainages by the Passive Slag Reactor and Active Treatment System: Proposals for the Design of Treatment Facilities

    자연정화 슬래그반응조 및 Active 처리시설에서의 광산배수 내 망가니즈 저감: 처리시설 설계를 위한 제언

    Duk-Min Kim

    김덕민

    Although Mn frequently exceeds the effluent standard in South Korea, only active treatment facilities were applied to remove Mn because it was ...

    망가니즈는 국내 광산배수에서 철에 이어 두 번째로 배출허용기준을 많이 초과하는 원소이나, 자연정화하기 어려워 그간 active 시설에서 처리해 왔다. 망가니즈 제거용 자연정화시설인 슬래그반응조가 ...

    + READ MORE
    Although Mn frequently exceeds the effluent standard in South Korea, only active treatment facilities were applied to remove Mn because it was difficult to be removed by passive treatment. Because a slag reactor that removes Mn by passive treatment is being designed, design factors were proposed by relevant studies. The factors include differences in hydraulic head, the composition of substrate, variations in treatment efficiency, and the residence time. Moreover , the required pH decreases by the coprecipitation and sorption of Mn by Fe and Al hydroxides in active treatment facilities. To design efficient active treatment facilities considering the necessity of a pH readjustment tank, a relationship between the required pH and the concentrations of Fe, Al, and Mn was also proposed from relevant studies.


    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.

    - COLLAPSE
    June 2021
  • General Remarks

    Towards Net-Zero Emissions: Energy System Integration and Policy Direction for New and Renewable Energy

    탄소중립 실현을 위한 에너지시스템 통합 및 신재생에너지 정책 방향

    Jiyoung Kong and Sangmin Cho

    공지영, 조상민

    This study examines the necessity of energy system integration (ESI), the challenges in its implementation, and the policy directions towards promotion of ...

    본 연구에서는 탄소중립 달성을 위한 에너시스템통합의 필요성과 신재생에너지 분야의 도전과제, 그리고 이를 극복하기 위한 정책방향을 살펴보았다. 탄소중립 실현을 위해서는 경제, 산업, 사회 ...

    + READ MORE
    This study examines the necessity of energy system integration (ESI), the challenges in its implementation, and the policy directions towards promotion of new and renewable energy in order to achieve carbon neutrality. Although the overall transformation of the economy, industry, and society is essential for achieving carbon neutrality, the most important aspect is the implementation of ESI that aims for a highly efficient transformation process. ESI comes with its own challenges such as securing sufficient new and renewable energy sources, securing technological alternatives for energy conversion, converting the power system to use renewable energy as the main power source, and securing green hydrogen. Overall, these policies could lead to ensuring a fundamental transformation of the energy system and providing an opportunity for accelerating decarbonization. We must actively respond to this change and take advantage of opportunities.


    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.

    - COLLAPSE
    June 2021