이산화탄소 지중 저장에서의 환경 사전배려

조인성 ( Cho In Sung ) 한남대학교 과학기술법연구원 2017 과학기술법연구 Vol.23 No.2

본고는 독일 연방 이산화탄소 저장법이 정한 바에 따라 지중에 이산화탄소를 저장할 경우 효과적인 환경 사전배려를 보장하기 위한 법적 요구사항들에 관하여 고찰하고 있다. 따라서 첫째, 독일 연방 전체의 후보지 분석, 둘째, 구체적 저장소 사이트에 대한 탐사 허가, 그리고 셋째, 이산화탄소 저장소에 대하여 계획 확정을 할 경우 각각의 환경 사전배려에 관한 규율의 내용들이 주로 문제된다. 여기에서는 관련 기술의 불확실성이 지배적이라는 점과 해로운 영향들을 배제할 단계적 규율 체계가 주로 지적되고 있다. 후보지 분석은 한편으로 독일 연방의 관점에서 이산화탄소 저장소의 저장 가능성이 얼마나 큰가를 대략 추정할 수 있도록 기여하고 있다. 다른 한편으로 후보지 분석은 어떤 지역에서 독일 연방의 관점에서 적합한 지질 형성을 토대로 더 상세한 탐사가 가치가 있을 수 있는지, 그리고 예상할 수 있는 갈등을 토대로 가치가 없을 것인지를 설명해야 한다. 후보지 평가의 틀에서 환경 보호이익의 위험 리스크에 관하여 증거를 제시하기 위하여, 연구 사업계획안의 틀에서 보호이익에 특수한 갈등 분야가 확인되었다. 전문가의 관점에서는, 확인된 모든 갈등 분야는 CCS 후보지를 계속 분석할 때 피해가야 한다. 이런 모든 지역을 고려하는 것은 물론 궁극적으로 잠재적 저장소 부지를 거의 남겨두지 않도록 유도할 수도 있다. 그러나 CCS 기술은 단기 내지 중기적인 시나리오에서 보면 여전히 적어도 기후변화가 고려된 것으로 볼 수 있다. 왜냐하면 이 CCS 기술은 예컨대, 철강, 시멘트, 화학 산업과 같이 이산화탄소 배출을 많이 하는 에너지 집중 산업분야와 화력 발전이 대기 중으로 이산화탄소 배출하는 것을 감축시킬 가능성을 제공하기 때문이다. 어떤 리스크를 궁극적으로 받아드릴 수 있을 것인가, 다시 말해서 가능한 갈등을 얼마나 강하게 평가할 것인가는 항상 공동체가 결단을 내릴 문제이다. 따라서 후보지 분석의 경우에는 이익 형량의 틀에서 CO2 저장을 통해 완화되어야 할 기후변화의 글로벌한 결과도 함께 평가할 수 있어야 한다. 이산화탄소의 지중 저장을 위한 구체적인 사업계획안이 환경에 미치는 결정적인 평가는 승인 절차의 틀에서 나타난다. 거기에서는 특별히 규정에 합당하지 않은 운영에 대한 리스크와 발생 개연성에 관한 질문에도 답변해야 한다. 아울러 수많은 전문가의 의견도 필요하다. 특히 CO2 저장의 특별한 영향요소의 기대되는 강도에 관한 예측이 필요하다. 예컨대, 지반의 융기나 침하에 대한 최대 허용치나, 사업계획안의 조건에 맞는 지진의 개연성 있는 규모 및 빈도, 또는 지하수나 지표수에서 염분의 가능한 변화, 마지막으로 CO2가 누출할 경우 무용성에 관한 문제들을 들 수 있다. 물론 수많은 경우에 환경영향평가의 틀에서 결정적 평가를 하는 것에 관하여 인간에 대한 침해와 관련한 한계치나, 그 뿐만 아니라 생활공간 및 기술 관련 한계치도 부족하다. 따라서 이러한 입장에서, 상응하는 지속적인 연구의 필요성이 제기된다. Der Beitrag befasst sich mit den fachlichen und rechtlichen Anforderungen an die Gewahrleistung einer wirksamen Umweltvorsorge bei der Einspeicherung von Kohlendioxid ins Erdreich nach Maßgabe des Kohlendioxid-Speichergesetzes(KSpG). Es werden die Regelungen zur Umweltvorsorge bei der bundesweiten Potenzialanalyse, der Untersuchungsgenehmigung fur konkrete Speicherstatten sowie der Planfeststellung von CO2-Speichern in den Blick genommen. Hierbei wird ein abgestuftes Regelungssystem erkennbar, mit dem die Unwagbarkeiten dieser Technologie beherrscht und schadigende Auswirkungen ausgeschlossen werden sollen. Die Potenzialanalyse dient zum einen dazu, aus der Sicht des Bundes uberschlagig abschatzen zu konnen, wie groß die CO2-Speichermoglichkeiten in Deutschland sind. Zum anderen soll sie darstellen, in welchen Gebieten aus der Sicht des Bundes sich aufgrund geeigneter geologischer Formationen nahere Untersuchungen lohnen konnten, bzw. - aufgrund der zu erwartenden Konflikte - sich nicht lohnen werden. Um Aussagen zum Risiko der Gefahrdung der Umweltschutzguter im Rahmen der Potenzialbewertung treffen zu konnen, wurden im Rahmen des Forschungsvorhabens schutzgutspezifisch konfliktare Bereiche identifiziert. Aus gutachterlicher Sicht sollten alle identifizierten Konfliktbereiche bei der weiteren Analyse von CCS-Potenzialen ausgespart werden. Eine Berucksichtigung all dieser Gebiete konnte allerdings letztlich dazu fuhren, dass kaum noch potenzielle Speicherflachen verbleiben. Die CCS-Technologien werden jedoch nach wie vor zumindest bei den kurz- und mittelfristigen Szenarien zum Klimawandel berucksichtigt, da sie energieintensiven Industriezweigen mit hohen prozessbedingten CO2-Emissionen (z. B. Stahl, Kalk, Zement, Chemische Industrie, Raffinerien) sowie fossil befeuerten Kraftwerken eine Moglichkeit bieten, ihre CO2-Emissionen in die Atmosphare zu vermindern. Welches Risiko letztendlich tragbar ist, d. h. wie stark die moglichen Konflikte bewertet werden, wird immer auch eine gesellschaftliche Entscheidung sein. Bei der Potenzialanalyse sind daher im Rahmen der Abwagung auch die globalen Folgen eines Klimawandels, der durch die CO2-Speicherung abgemildert werden soll, in die Bewertung mit einzubeziehen. Die abschließende Bewertung der Umweltauswirkungen konkreter Vorhaben zur unterirdischen Speicherung von Kohlendioxid erfolgt im Rahmen der Zulassungsverfahren. Dort mussen insbesondere auch Fragen bezuglich der Eintrittswahrscheinlichkeiten und der Risiken fur den nicht bestimmungsgemaßen Betrieb beantwortet werden. Erforderlich sind eine Vielzahl von Gutachten, u. a. Prognosen zur erwarteten Intensitat der spezifischen Wirkfaktoren einer CO2-Speicherung, wie zu maximal zulassigen Raten und Absolutbetragen fur Landhebungen und -senkungen, zu wahrscheinlichen Magnituden und Haufigkeiten vorhabensbedingter Erdbeben, zu moglichen Veranderungen der Salzgehalte im Grundwasser oder in Oberflachengewassern sowie zu potenziellen Wegsamkeiten bei CO2-Leckagen. Allerdings fehlt es fur die abschließende Bewertung im Rahmen der UVP in vielen Fallen auch noch an Grenzwerten in Bezug auf Beeintrachtigungen fur den Menschen sowie an lebensraum- und artbezogenen Grenzwerten oder Wirkungsschwellen. An dieser Stelle besteht entsprechend weitergehender Forschungsbedarf.

독일 이산화탄소 저장시설 법제의 입법원칙

고문현(Koh MunHyun) 한국토지공법학회 2016 土地公法硏究 Vol.73 No.2

토지의 사용은 다양한 공적 이익을 위한 사용의 대상이 되며, 특히 환경법적 시각에서 본다면 다양한 환경문제를 해결하기 위한 도구의 의미를 지닌다고 할 수 있다. 이는 특히 이산화탄소 배출량의 국제적 규제에 따른 대응에서 확인할 수 있다. 이러한 의미에서 이산화탄소의 지중저장시설은 이러한 도구로써 각광을 받고 있으며, 이 또한 토지의 사용을 전제로 한다. 토지의 이러한 환경친화적 사용가치는 결국 토지의 유한성과 결합되어 토지에 대한 사용자간의 충돌을 더욱더 확대할 수 있는 동인이 된다고 볼 수 있다. 이러한 의미에서 독일은 이산화탄소 지중저장시설에 대한 토지의 사용문제를 토지의 경합적이고 수직적인 지하사용의 경합 내지 충돌의 문제로 보고 있다. 본 논문에서는 이러한 독일의 경합적 · 계층적 토지의 지하사용에 대한 법적 태도를 개관하고, 동시에 독일의 이산화탄소 저장법에 대한 내용을 검토하였다. 또한 독일에서의 관련주민들의 반대사례도 소개하고, 이러한 반대사례와 독일의 국내법적 검토를 통해 한국에서의 이산화탄소 저장시설 및 기술에 대한 대중적 이해 및 수용을 위한 입법기준을 몇 가지 제시할 수 있다. 첫째, 이산화탄소 저장기술 및 시설은 광대한 토지의 지표 및 지하 사용을 전제로 하므로, 이와 경합될 수 있는 토지의 사용관계에 대한 문제점들을 고려해야 한다. 둘째, CCS 기술이 가지는 불완전성과 발전가능성을 전제로 CCS기술의 적용과정 및 위험도에 따른 세부적인 토지의 이용계획 및 시설의 관리와 설치에 대한 허가조건을 상세하게 규정하여야 하고, 동시에 토지의 지표 및 지하사용과 결부된 다양한 공익적 내지 사익적 보호에 대한 내용도 포함되어야 한다. 셋째, CCS 저장기술은 위험성을 전혀 배제하지 못하므로, 독일의 경우와 마찬가지로 시적내지 양적 제한을 통해 관련기술의 발전속도나 수준을 고려한 단계적인 접근이 필요하다. 마지막으로 관련지역의 주민들의 이산화탄소 저장기술 및 시설을 위한 토지이용계획의 수립단계에 주민들의 참여를 최대한 보장해주어야 한다. Land can be used for various public interest and tool to solve various environmental problems, especially in the perspective of environmental law. This is especially true in carbon dioxide emissions, in response to the international regulation. In the meaning of this, carbon dioxide underground storage facilities are spot lighted as carbon dioxide reduction facilities which are also the premises of use of land. This environmentally friendly use value of land, eventually can bring about bigger conflicts between the users of land in connection with limitedness of land. In that sense, the Germans see use of land on carbon dioxide underground storage competitive and vertical use of land use. In this paper, we looked into an overview of legal attitude on this Germany's hierarchical and competitive underground use of land and German Act on carbon dioxide underground storage. We also introduced German residents' opposition cases to CO2 storage facility and suggested some legislative standards to public acceptance for CO2 storage facilities and technology in Korea.

이산화탄소 지중저장기술의 연구동향

남상구,박창협 한국자원공학회 2012 한국자원공학회지 Vol.49 No.2

This paper investigates the characteristics and the research trends of CO2 storage technologies in underground geological formations. The CO2 sequestration can divide into geological storage, ocean storage, and mineral carbonation in which the technical level of geological storage arrives at the commercialization. In detail,its components are an CO2-EOR(Enhanced Oil Recovery), ECBM(Enhanced Coal Bed Methane), a deep saline aquifer, and a depleted reservoir, respectively. The researches of disposal CO2 have focused on a monitoring,a leakage detection, and a storage capacity. On the other hand, CO2-EOR has been concentrated on reservoir characterization,history matching, and field-scaled flow simulation to improve the stranded oil productivity. ECBM remained at the laboratory experiments to verify its applicability. To obtain the reliable field applicability, the integrated approach are necessary coupled numerical analyses with experimental results. 이 논문에서는 이산화탄소 지중저장기술을 세분화하여 각 지중저장기술의 특징과 연구동향을 살펴보았다. 이산화탄소 처분기술은 지중저장, 해양저장, 광물 탄산염화 기술로 구분할 수 있으며, 이 가운데 지중저장기술의 성숙도가 가장 높다. 세부적으로 CO2-EOR(Enhanced Oil Recovery), ECBM(Enhanced Coal Bed Methane)등의 활용기술과 염대수층, 고갈 저류층에 저장하는 기술로 구분한다. CO2-EOR, 고갈 저류층 지중저장기술은현재 실용화 단계이고 염대수층 지중저장과 ECBM은 실증단계이다. 염대수층과 고갈 저류층 저장연구는 누출안정성 확보를 위한 모니터링 연구와 잠재 저장용량 평가를 중심으로 이루어지고 있다. CO2-EOR 분야에서는저류층 특성화 기술, 히스토리 매칭, 유동 시뮬레이션을 이용한 경제성 평가와 이산화탄소 거동해석, 생산량예측연구가 활발하며 ECBM 분야에서는 흡착, 팽윤현상 등 실험실 수준의 연구가 진행 중이다. 이산화탄소 지중저장 연구는 기존의 저장기술에서 활용기술로 변화하고 있다. 경제인자, 저류공학, 모델링, 실험 등의 통합분석을 통한 신뢰할 수 있는 각 지중저장에 특성화된 평가연구가 필요하다.

기후변화에 대응한 이산화탄소 지중저장을 위한 체계적인 환경관리와 대중수용성 제고를 위한 법제도 기반 연구

고문현,김성배 한국토지공법학회 2019 土地公法硏究 Vol.88 No.-

Public awareness of CCS(Carbon dioxide Capture and Storage) technology, a representative technology for reducing carbon dioxide on a large scale, is very poor and it is very necessary to promote it to the public. In addition, if fine dust collection technology can be developed in the development of carbon dioxide gathering technology, the demand and importance for CCS will soar. To assess the stability and efficiency of the CCS project and minimize its impact on the environment, an environmental management system dealing with the entire CCS process is needed and the legal basis for this is urgently needed. The biggest issue of underground storage is whether it is hazardous or not if the injected carbon dioxide should be leaked. This is because the leakage of carbon dioxide will not only reduce storage efficiency but also affect the health of local residents and their surrounding ecosystems. Therefore, it should be monitored throughout the entire process, from site selection to injection and post-injection closure, so that land storage can be safe and environmentally friendly, and licensing and environmental management regulations should be established at a national level. Following the introduction of the latest CCS policy trends in the major countries on CO2 underground storage, we will examine the need and direction of CCS single act for CO2 underground storage and present five principles of public acceptance for soft landing of CCS project. 지구온난화의 주된 요인인 이산화탄소를 대규모로 감축하는 대표적인 기술인 이산화탄소 포집・저장 [CCS(Carbon dioxide Capture and Storage)] 기술에 대하여 국민의 인식이 제대로 안되어 있어 대중에게 홍보하는 것이 매우 필요하다. 아울러 이산화탄소를 포집하는 기술을 개발할 때 이와 관련된 미세먼지 포집기술도 같이 개발할 수 있다면 CCS에 대한 수요와 중요성이 급증할 것이다. CCS 사업의 안정성과 효율성을 평가하고 주변 환경에 미치는 영향을 최소화하기 위해 이산화탄소 포집・수송・저장 및 사후관리 등 CCS 전 과정(Life cycle)을 다루는 환경관리제도가 필요하고 이를 위한 법적 기반의 구축이 화급하다. 지중저장의 가장 큰 쟁점은 주입된 이산화탄소의 누출로 인한 위해성 여부이다. 이산화탄소가 누출되면 저장 효율을 낮출 뿐 아니라 지역 주민들의 건강과 주변 생태계에 악영향을 줄 수 있기 때문이다. 따라서 주입된 이산화탄소의 거동을 파악하고 누출을 예방하는 것이 필수적으로 요구된다. 특히, 육상 저장의 경우에는 음용 가능한 지하수 자원의 보호가 가장 중요하다. 따라서 지중저장이 안전하고 친환경적으로 이루어질 수 있도록 부지 선정에서부터 주입 중 및 주입 후 폐쇄에 이르는 전 과정에 걸쳐 모니터링하고 국가적 차원에서 인・허가 규정 및 환경 관리 규정이 마련되어야 한다. 이하에서는 이산화탄소 지중저장에 관한 주요국의 최신 CCS 정책동향을 소개한 후, 이산화탄소 지중저장을 위한 CCS 단일법제정의 필요성과 방향을 살펴보고 CCS 사업의 연착륙을 위한 대중소통 방안의 5가지 원칙을 제시하고자 한다.

캐나다 아퀴스토어 탄성파자료를 통한 이산화탄소 지중저장 연구지역 대수층 특성화

정순홍,김병엽,신영재,이호용,박명호,Cheong, Snons,Kim, Byoung-Yeop,Shinn, Young Jae,Lee, Ho-Yong,Park, Myung-Ho 대한자원환경지질학회 2014 자원환경지질 Vol.47 No.6

The Aquistore project is the world's first commercial capture, transportation, utilization and storage project of post-combustion $CO_2$ from a coal-fired thermo electric power plant, and the proposed storage is a saline aquifer at a depth of about 3,500 m. Deep saline aquifer, compared to hydrocarbon reservoir, provides the great volumetric potential for storage of $CO_2$ anywhere in the world, therefore the research results from the project may be exported globally to other sites. Geological $CO_2$ storage characterization for saline aquifer instead of hydrocarbon reservoir needs to estimate the geophysical properties of subsurface geology. This study calculated the geophysical property of water-saturated formation by applying amplitude variation analysis developed from oil and gas exploration. We correlated horizon tops at the well logs to seismic traveltime of 1,815 and 1,857 ms as Winnipeg and Deadwood formations. Gradient analysis from seismic traces showed correlation coefficient of 45 - 81 % on amplitude variation with respect to incident angle. Crossplot of intercept and gradient shows the inverse proportional trend which represents typical water saturated sediments. Product attribute of intercept and gradient described the base of wet sediment. Poisson's ratio change attribute increased at the top of target area satisfying with wet sediment and decreased at the top of basement in a dry rock bed. 캐나다 아퀴스토어 프로젝트는 인근의 화력발전소에서 포집한 이산화탄소를 심부 약 3,500 m에 존재하는 염대수층에 저장하는 포집, 수송, 주입 및 저장의 전 과정을 포함하는 세계 최초의 통합 실증 프로젝트이다. 이산화탄소의 저장소로서의 염대수층은 기존의 한정적으로 분포된 석유가스 저류층과 비교했을 때 전 세계 어디서나 분포하므로 이에 대한 실증 연구는 이산화탄소 지중저장의 저변 확대에 큰 의미가 있다. 염대수층에 이산화탄소를 주입하고 추적하기 위해서는 지하의 물성을 파악하고 특성화해야 한다. 본 연구는 캐나다 아퀴스토어 이산화탄소 지중저장 현장의 탄성파 탐사자료로부터 석유가스 자원 탐사에 이용되는 진폭 변화 분석기술을 응용하여 지중저장 대상지층의 유체 포화 특성을 도출하였다. 시추공 검층자료에서 해석된 이산화탄소 저장층 구간의 상부 및 하부는 Winnipeg층 1,815 ms과 Deadwood 층 1,857 ms로 탄성파 자료와 대비하였다. 대상 구간의 탄성파 기록으로부터 입사각에 따른 진폭 크기변화를 확인한 결과 자료의 상관성은 45 %에서 81 % 범위였다. 종축절편과 진폭구배 속성을 교차출력한 결과는 반비례 관계를 보여 전형적인 함수 퇴적층에 해당하였다. 계산된 속성들에서 대수층의 기저를 공간적으로 도시하였고 이산화탄소 지중저장 구간의 포아송비 변화를 예측하였다.

모니터링 사례 소개: 일본 나가오카 이산화탄소 지중저장 필드의 CO2 거동 및 저류량 평가

김종욱,남명진 한국자원공학회 2012 한국자원공학회지 Vol.49 No.5

Geological sequestration of carbon dioxide (CO2) has been proposed as one of the most effective and advanced technologies for reducing CO2 emissions to alleviate a global warming effect. Carbon-dioxide geological storage technologies are utilized to safely store CO2 in a geological formation with long-term stability. Several technological projects for the monitoring of the behavior of geologically-sequestrated CO2, have been undertaken. This paper analyzes the geological CO2 storage project conducted in Nagaoka, Japan, specifically focused on the monitoring technologies. We introduce an overview of the Nagaoka CO2 injection field in Japan, and analyze the monitoring technologies applied at the site: seismic tomography and geophysical logging (sonic logging, induction logging and neutron logging). In addition, we explain the estimation of CO2 saturation in the CO2-injected reservoir by using the monitoring results. The analysis made in this study can be used to provide a guide line for designing a project of geological storage of CO2, specifically monitoring plan. 이산화탄소(CO2)지중저장은 지구온난화의 주범인 CO2 배출량 감소를 위한 효과적인 기술 중 하나로, CO2를 지중에 안전하게 저장하는 것이다. CO2저장의 장기안정성을 확보하기 위해서는 지하 심부에 주입된 CO2의 거동을 파악하는 것이 중요하다. 이를 위해 현재 수행중인 대규모 지중저장과 더불어 지중에 주입된 이산화탄소 거동을 자세하게 관측하기 위한 실증 프로젝트도 수행되고 있다. 본 논문에서는 대표적인 이산화탄소 지중저장 프로젝트인 일본 나가오카에서 수행된 이산화탄소 지중저장 프로젝트 실증 현장의 특징 및 CO2 주입시험, 그리고 물리검층(음파검층, 전자기유도검층 및 중성자검층)과 탄성파 토모그래피 등을 수행하여 주입한 CO2의 거동을 모니터링한 연구사례를 소개 분석한다. 모니터링을 위한 각 탐사 기법의 자료 분석 결과를 이용하여 실제 주입된 CO2의 저류량 분포를 예측하기 위한 연구에 대해 소개한다. 이 논문에서 분석한 연구사례는 향후 우리나라에서의 CO2 지중저장 실증 실험 시, 지중저장의 핵심 기술 중 하나인 모니터링 기술의 설계에 중요한 예시를 제공할 수 있을 것으로 기대한다.

퍼지 다기준 의사결정법을 활용한 이산화탄소 해양지중저장기술 평가

이주석,임지은 한국혁신학회 2014 한국혁신학회지 Vol.9 No.2

There are a lot of criteria to assess carbon dioxide capture and submarine storage(CCS). These criteria include cost, stability, market, technique, urgency,adoption. To derive the relative weights of each criterion and the comparativeevaluation between carbon dioxide reduction ways, this study employs the fuzzydecision making analysis for decision making analysis which can reflect morenormally the uncertainty of the stakeholder's responses. According to the results,while experts regarded the economic aspects as the important criteria, generalpeople regarded the stability as the most important criterion. Furthermore, CCSwas ranked lower than other reduction ways. 이산화탄소 저감수단으로서 이산화탄소 해양지중저장기술을 평가하는 것에는 비용, 안정성, 시장성, 기술성, 시급성 등 여러 가지 평가항목들을 고려할 수 있다. 이와 같이 다양한 평가항목들을 종합적으로 반영하기 위해서는 평가항목간의 상대적 가중치의 도출이 필수적이다. 이에 본 연구에서는 이산화탄소 해양지중저장기술의 평가항목별 상대적 가중치를 산정하고 추가로 다른 이산화탄소 저감수단과 이산화탄소 해양지중저장기술을 비교평가하고자 한다. 이를 위하여 본 연구에서는 응답결과의 모호성을 반영할 수 있는 퍼지다기준 의사결정법을 활용한다. 분석결과 일반 국민들은 안정성을 가장 중요한 평가항목으로 평가한 반면 전문가들은 경제성을 중요하게 평가하는 것으로 나타났다.

이산화탄소 지중저장용 파일럿 주입플랜트 개발

윤석호,김영,이정호,이공훈,Yoon, Seok-Ho,Kim, Young,Lee, Jun-Ho,Lee, Kong-Hoon 한국플랜트학회 2013 플랜트 저널 Vol.9 No.2

이산화탄소로 대표되는 온실가스 저감이 세계적인 이슈가 됨에 따라, 이산화탄소 포집 및 저장(CCS: Carbon Capture & Storage)에 대한 연구도 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 연간 1만 톤급 이산화탄소의 지중저장용 파일럿 주입플랜트를 개발하였다. 주입플랜트의 핵심 구성품은 액상 이산화탄소를 주입조건으로 가압하는 가압펌프, 가압펌프 입구조건 확보를 위한 부스터 펌프, 초임계 상태로 이산화탄소를 승온시키는 인라인 히터 등이 있다. 개발된 구성품들을 바탕으로 전체 주입시스템을 설계, 제작하였다. 제작된 시스템의 시운전을 통하여, 인버터 조절에 따른 압력상승, 펌프 모터 회전수와 주입밸브 제어를 통한 주입압력 유지, PID 제어를 통한 온도확보가 적절히 이루어짐을 확인하였다. 전체 소비전력은 2,000 ~ 2,500 W로, 가압펌프의 소비전력이 75% 이상을 차지하였다. 본 이산화탄소 주입용 파일럿 플랜트는 향후 온실가스 저감 사업에 유일한 국산화 기기로서 다양하게 활용될 것으로 예상된다. The worldwide issue of greenhouse gas reduction has recently drawn great attention to carbon capture and storage(CCS). In this study, we developed a 10,000 ton/year pilot injection plant for geological storage of carbon dioxide. Major components of the pilot plant include a pressure pump, a booster pump, and an inline heater to bring liquid carbon dioxide into its supercritical state. The test results show that the pilot plant readily achieves the injection pressure and temperature, showing satisfactory control performance. The overall power consumption is 2,000 ~ 2,500 W, more than 75% of which consumed by the pressure pump. This study will facilitate varied research on greenhouse gas reduction as the only domestically developed system for geological injection.

이산화탄소 지중저장시설의 입지결정과 주민참여절차의 보장

김재광 건국대학교 법학연구소 2022 일감부동산법학 Vol.- No.24

Due to the increase of greenhouse gases and climate change problems caused by excessive use of fossil fuels, CCS technology has been admitted as an essential technology to respond to climate change in the international community. The problem is that geological storage of carbon dioxide poses risks and uncertainties about potential leaks. As the CCS project, which has been in progress for many years, was suspended due to concerns that it could damage the surrounding environment and ecosystem, such as the case of Yeongilman Bay in Pohang, the issue of resident acceptability is emerging as an important legal issue. In terms of site selection and resident participation procedures for CO2 geological storage facilities, it was confirmed that the successful case obtained consent from residents and the anxiety relief about risk, but that the failure case didn’t. In the meantime, the carbon dioxide geological storage demonstration project had potential conflicts, because it fundamentally excluded the participation of local residents in the site decision under the name of R&D project. First, democracy and rule of law should be faithfully realized by enacting a general law on carbon dioxide geological storage as soon as possible and removing blind spots in the administration of the rule of law in the establishment of national projects. Second, in consideration of the legal reality that carbon dioxide geological storage is promoted as a researchdemonstration project, before the general law was enacted, it is necessary for resident participation and information provision in the site determination and implementation process to be made compulsory by amending relevant laws such as the 「National R&D Innovation Act」. Third, it is necessary to introduce the plan confirmation procedure and the early public participation system into the 「Administrative Procedure Act」. If it is difficult for the legislative strategy to introduce the plan confirmation procedure, which includes the provision of ‘administrative decision and intensive effect through the intensive participation of interested parties’, it is necessary to introduce the early public participation system into the 「Administrative Procedure Act」. It can secure democratic legitimacy in location decision-making through guaranteeing resident participation and providing information on the government project as to a social conflict facility. 지나친 화석연료의 사용으로 인한 대기 중 온실가스의 증가와 기후변화 문제로 인해 국제사회는 CCS기술을 기후변화대응에 필수적인 기술로 인식하고 있다. 문제는 이산화탄소 지중저장이 잠재적 누출에 대한 불확실성과 위해성을 내포하고 있다는 점이다. 포항 영일만 사례 등 주변 환경과 생태계에 피해를 줄 수 있다는 우려 때문에 수년간 진행되어온 CCS프로젝트가 중단되는 사태가 발생하여 주민수용성문제가 중요한 법적 현안으로 대두되고 있다. 이산화탄소 지중저장시설의 입지결정과 주민참여절차에서는 입지결정의 성공사례의 경우에는 주민들과의 의사소통을 통한 공감대 형성 및 위험에 대한 불안감 해소 등을 확인할 수 있고, 실패사례의 경우에는 그 반대상황임을 확인할 수 있다. 그동안 이산화탄소 지중저장실증사업은 연구개발사업이라는 명목하에 입지결정에 있어서 해당 지역의 주민참여를 원천적으로 배제하였기 때문에 갈등의 소지를 안고있었다고 할 수 있다. 따라서 다음과 같이 개선방안을 제안하고자 한다. 첫째, 이산화탄소지중저장에 관한 일반법을 조속히 제정하여 국책사업 설치에 있어서 법치행정의 사각지대를 제거함으로써 민주주의와 법치주의를 충실히실현하여야 한다. 둘째, 일반법이 제정되기 전에 이산화탄소 지중저장이 연구실증사업으로 추진되는 법현실을 고려하여 국가연구개발혁신법 등 관련 법령의 개정을 통해 입지결정 및 추진과정에 있어서 주민참여 및 정보 제공 등을 의무화할 필요가 있다. 셋째, 계획확정절차와공중의 조기참여제도를 행정절차법에 도입할 필요가 있다. 입법전략적으로 ‘이해관계인의 집중적 참여를 통한 행정결정과 집중적 효력’의 부여를 내용으로 하는 계획확정절차 도입이 어렵다면, 공중의 조기참여제도라도 행정절차법에 도입하여 사회적 갈등시설로서의 국책사업에 대한 주민참여 보장, 정보 제공 등을 통해 입지결정에 있어서 민주적 정당성을 확보할 필요가 있다.

지중 저장지로부터 누출된 이산화탄소가 토양 비옥도에 미치는 영향 : 인위 누출 연구

백승한(Seung Han Baek),이상우(Sang-Woo Lee),이우춘(Woo-Chun Lee),윤성택(Seong-Taek Yun),김순오(Soon-Oh Kim) 대한자원환경지질학회 2021 자원환경지질 Vol.54 No.4

이산화탄소가 지구온난화를 초래하는 대표적인 온실가스로 지목되면서 대기 중의 이산화탄소 농도를 줄이기 위하여 많은 노력들이 진행되어 왔다. 그러한 노력들 중 특히 CO2 포집 및 지중 저장기술(carbon dioxide capture and storage, CCS)이 감축 목표량을 달성하기 위해서 필수적으로 고려되고 있다. 그러나 이러한 지중 저장기술이 상용화되기 위해서는 안전성이 보장되어야 한다. 특히 이산화탄소 누출이 농경지에서 발생할 경우에는 작물 생장과 관련되어 많은 문제를 야기할 수 있다. 이에 본 연구에서는 지중 저장지로부터 누출된 이산화탄소가 토양 비옥도에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 이를 위하여 인위적인 이산화탄소 누출 시험을 수행하였으며, pH, 양이온치환용량, 교환성 양이온, 전기전도도, 토양 유기물 함량, 총 질소, 질산태 질소, 암모니아태 질소, 총 인, 유효태 인산, 총 황, 유효태 황, 유효태 붕소 등과 같은 토양의 화학적 특성들을 비옥도 지시 인자로 선정하였다. 누출 시험은 비경작지 토양 한 종류와 경작지 토양 두 종류(옥수수와 콩 재배)를 대상으로 이루어졌다. 비경작지 토양은 거친 모래가 많은 사질토양으로 공극률은 42.6%로 조사되었으며, 경작지 토양인 옥수수 재배 토양은 양질 사토(loamy sand)로 공극률이 46.8%이었다. 콩과식물(soybean) 재배 토양은 옥수수 재배 토양과 동일한 양질 사토로서 공극률이 48%로 조사되었다. 누출시험을 위해 6개의 인공누출 칼럼 장치를 이용하여 이산화탄소를 주입하였다. 이산화탄소 주입은 비경작지와 경작지 토양의 경우 각각 60일과 70일 동안 진행하였다. 이산화탄소 누출 후 비경작지 및 경작지 토양에 대하여 각각 12, 14일 간격으로 1 공극 부피의 인공강우 모사 시험을 수행한 후 용출액과 토양 시료를 채취하여 비옥도 지시 인자를 분석하였으며, 이산화탄소 누출 전후 변화 양상을 비교 평가하였다. 토양 내 잔류 교환성 양이온, 전기전도도, 토양 유기물 함량, 총질소, 총인 등은 이산화탄소의 영향을 크게 받지 않은 것으로 나타났다. 그러나 질산태 질소, 암모니아태 질소, 유효 인산, 유효 황, 유효 붕소 등은 감소하는 경향을 보였으며 이에 의해 토양 비옥도를 저하시킬 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구에서는 토양의 완충능력 때문에 pH의 변화가 없었지만, 이산화탄소가 장기간 누출된다면 pH의 감소에 의한 토양 산성화가 초래될 가능성이 있을 것으로 예측된다. Carbon dioxide has been known to be a typical greenhouse gas causing global warming, and a number of efforts have been proposed to reduce its concentration in the atmosphere. Among them, carbon dioxide capture and storage (CCS) has been taken into great account to accomplish the target reduction of carbon dioxide. In order to commercialize the CCS, its safety should be secured. In particular, if the stored carbon dioxide is leaked in the arable land, serious problems could come up in terms of crop growth. This study was conducted to investigate the effect of carbon dioxide leaked from storage sites on soil fertility. The leakage of carbon dioxide was simulated using the facility of its artificial injection into soils in the laboratory. Several soil chemical properties, such as pH, cation exchange capacity, electrical conductivity, the concentrations of exchangeable cations, nitrogen (N) (total-N, nitrate-N, and ammonia- N), phosphorus (P) (total-P and available-P), sulfur (S) (total-S and available-S), available-boron (B), and the contents of soil organic matter, were monitored as indicators of soil fertility during the period of artificial injection of carbon dioxide. Two kinds of soils, such as non-cultivated and cultivated soils, were compared in the artificial injection tests, and the latter included maize- and soybeancultivated soils. The non-cultivated soil (NCS) was sandy soil of 42.6% porosity, the maize-cultivated soil (MCS) and soybeancultivated soil (SCS) were loamy sand having 46.8% and 48.0% of porosities, respectively. The artificial injection facility had six columns: one was for the control without carbon dioxide injection, and the other five columns were used for the injections tests. Total injection periods for NCS and MCS/SCS were 60 and 70 days, respectively, and artificial rainfall events were simulated using one pore volume after the 12-day injection for the NCS and the 14-day injection for the MCS/SCS. After each rainfall event, the soil fertility indicators were measured for soil and leachate solution, and they were compared before and after the injection of carbon dioxide. The results indicate that the residual concentrations of exchangeable cations, total-N, total-P, the content of soil organic matter, and electrical conductivity were not likely to be affected by the injection of carbon dioxide. However, the residual concentrations of nitrate-N, ammonia-N, available-P, available-S, and available-B tended to decrease after the carbon dioxide injection, indicating that soil fertility might be reduced. Meanwhile, soil pH did not seem to be influenced due to the buffering capacity of soils, but it is speculated that a long-term leakage of carbon dioxide might bring about soil acidification.