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

본 연구에서는 폐광 지역의 지반침하 발생 예측에 활용되는 다양한 머신러닝 기법의 예측 성능을 비교·분석하였다. 광산 지반침하 발생 여부에 영향을 미치는 인자는 총 8개로 구성하였고, 1,730개의 지반침하 데이터를 획득하였다. 머신러닝 기법은 지반재해 예측에 대한 문헌에서 주로 활용되는 Adaboost, ANN(Artificial Neural Network), kNN(k-Nearest Neighbor), RF(Random Forest), SVM(Support Vector Machine) 등 5개를 선정하였다. 또한, 5개 알고리즘에 Stacking 기법을 적용하여 10개 조합으로 나누어 각각의 앙상블 기법들의 예측 성능을 비교하였다. 본 연구에서 적용된 머신러닝 기법의 분류 성능 평가 지표로는 기존에 사용되던 AUC(area under the curve)가 아닌 실제로 발생된 지반침하를 맞게 예측하는 비율을 의미하는 Recall에 중점을 두었다. Recall에 기반한 결과, RF 기법이 0.955로 가장 높은 성능을 나타내었다. 이는 지반침하 발생 여부를 예측하는데 기존 기법보다 신뢰성 있는 평가 기준이 될 수 있을 것으로 기대된다.

고준위방사성폐기물 처분은 원자력발전에서 필수적으로 고려되어야 하는 중요한 이슈 중 하나로, 우리나라의 경우 발전소 내 임시저장시설이 점차 포화됨에 따라 중간저장이나 영구처분에 대한 논의는 불가피하다. 고준위방사성폐기물의 심층처분을 위해서 자국의 지질환경에 적합한 처분시스템을 결정하는 것이 중요하다. 이는 처분시스템이 처분모암에 따라 달리 결정되기 때문이다. 그러나 아직까지 우리나라는 처분모암이 결정되지 않은 실정이다. 이러한 이유 중 하나는 우리나라의 지질환경이 스웨덴이나 핀란드 등과 달리 복잡하고 다양한 암종이 섞여 분포하기 때문이다. 또한 심층처분 심도로 고려되고 있는 지하 300 m 이하에 대한 암반 특성연구가 매우 부족한 현실이다. 이에 본 보고에서는 부지선정 절차의 첫 단계인 부적합지역 배제에 활용될 수 있는 전국규모의 지질환경정보도의 작성과정과 결과에 대해 소개하였다. 지질환경정보도는 암종, 광상, 선형구조, 단층, 지진, 융기, 지하수, 지열 등 8개 항목에 대해 작성되었다. 작성된 암종 지질환경정보도와 우리나라 지체구조를 토대로, 고준위방사성폐기물 심층처분을 목적으로 연구가 수행 중인 심부 암반 특성에 대해 소개하였다. 우리나라를 4개의 지체구조와 4개의 대표 암종으로 구분하여 750 m 심부 시추공을 활용하여 지질, 수리지질, 지화학, 지구물리학적, 지질공학 및 암석역학적 특성을 구하는 방법 등과 함께 암석역학 분야의 핵심 평가인자인 일축압축강도와 현지응력 특성을 중심으로 결과를 분석하였다. 암석역학분야 이외 타 분야와 연계된 다학제적인 분석을 통해 더욱 신뢰성 높은 심부 암반 특성을 제공할 수 있을 것으로 기대한다.

본 연구에서는 합천댐 제2 고정식 수상태양광 발전시스템의 발전 잠재량을 예측하고, 이를 실측값과 비교검증하였다. 또한, 고정식과 추적식 수상태양광 발전시스템의 실측 발전량을 비교분석하였다. 이를 위해 System Advisor Model 소프트웨어를 이용하였고, 연구지역의 기상특성과 시스템 설계 사양을 반영하였다. 그 결과, 고정식 태양광발전시스템의 월별 발전(잠재)량의 경우 예측값보다 실측값이 대체로 높게 나타났다. 월별 발전량의 실측값과 예측값의 차이로부터 계산되는 오차 분석 결과, 월평균절대오차비율은 약 14%로 산정되었다. 육상에 비해 수상에서의 발전량이 약 5~10% 높다는 문헌 결과들을 본 연구에 적용할 경우, 월평균절대오차비율은 약 8%, 연간 발전량 예측오차율은 약 2% 수준인 것으로 분석되었다. 또한, 합천댐의 고정식과 추적식 수상태양광 발전 시스템의 실측 발전량을 비교분석한 결과, 추적식이 고정식에 비해 다소 높은 월별 발전량을 보였다. 향후 수상태양광 발전시스템용 발전량 예측 알고리즘이 개발되어 예측 정확도가 높아진다면 재생에너지 발전량 예측 제도 등에도 활용이 가능할 것으로 기대한다.

2050 탄소중립 목표 달성을 위해서는 화석연료에서 친환경적 에너지원으로의 에너지 전환이 필요하다. 하지만 에너지 전환이 진행될수록 석탄발전의 좌초자산화, 에너지원 간 불균형, 지역 간 불균형, 일자리 상실 등 에너지 부문의 갈등과 대립이 첨예하게 나타날 것이다. 이에 정의로운 전환이 에너지 전환의 핵심 화두로 등장하고 있다. 그러므로 에너지 전환 과정에서 필연적으로 발생하는 산업 간, 지역 간 불균형을 에너지 정의의 관점에서 살펴보고 해결하려고 노력해야 한다. 이러한 해결방안의 모색 과정에서 사회구성원 모두가 동의하는 정의로운 전환이 이루어질 수 있다.