• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제24권6호
• /
• pp.5-11
• /
• 2023

석탄 및 석유와 같은 전통적인 화석 연료는 연소 시 발생하는 열을 통해 에너지를 공급한다. 이러한 과정에서 대기 중에 이산화탄소를 배출하고 지구 온난화를 유발한다. 이산화탄소 저감을 위해 많은 연구들이 수행되고 있다. 이러한 방안 중 하나로, 이산화탄소 지중 저장 기술이 관심을 받고 있다. 이산화탄소 지중 저장은 플랜트 등에서 발생하는 이산화탄소를 포집하여 덮개암 하부 포화지반층에 이산화탄소를 주입하여 저장하는 방법을 일컫는다. 하지만, 제한된 공간에 더 많은 양의 이산화탄소 저장을 위해서는 저장 효율의 향상이 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 계면활성제를 활용하여 이산화탄소 지중 저장의 효율을 향상하고자 한다. 또한, 지중저장소의 위치에 따라 압력 및 온도가 상이하기 때문에 이산화탄소는 기체, 액체 및 초임계 상태로 존재가능하다. 따라서, 이산화탄소 상태에 따른 저장 효율 특성을 평가하였다. 그 결과, 주입속도 및 계면활성제의 활용은 저장 효율의 향상을 기대할 수 있고, 그 효과는 기체, 액체 및 초임계 상태 이산화탄소에 발휘되는 것을 확인하였다.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제18권3호
• /
• pp.285-290
• /
• 2009

유통기한이 7일 밖에 되지 않는 무싹의 저장성 향상을 위해서 고체 이산화탄소를 처리하였다. 이를 위해 고체 이산화탄소의 승화시 발생하는 이산화탄소가스와 극저온의 온도로 농산물에 고이산화탄소 처리와 예냉처리를 동시에 할 수 있는 처리 장치를 개발하였는데 개발된 장치는 처리 대상 작물 주위를 10분만 $5^{\circ}C$와 80% 이산화탄소로 조성하였다. 개발된 고이산화탄소 처리 장치를 이용하여 저장 전과 저장 중의 고체 이산화탄소 처리와 저장 전과 저장 중을 모두 한 처리, 그리고 무처리구를 두어 무싹의 저장성을 비교하였다. 고이산화탄소를 처리한 무싹은 $25{\mu}m$ ceramic film 포장하여서 $8^{\circ}C$에 저장하였다. 무순의 고이산화탄소 처리는 생체중 감소에는 영향을 주지 못하였고 저장 1일 째 포장내 이산화탄소와 산소 농도는 저장 중 처리구에서 40%와 10%로 고이산화탄소 농도를 보였으나 저장 7일째에는 모든 처리구의 이산화탄소 농도는 5% 미만으로 감소하였다. 고농도 이산화탄소 처리는 저장 15일째 에틸렌 농도를 낮추는 효과를 보였으나. 외관상 품질과 이취에서는 효과를 보이지 않았다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제33권4호
• /
• pp.251-257
• /
• 2011

이산화탄소의 해양 지중저장에 대한 전산모사를 위해 실제 이산화탄소가 저장되는 해양 지중 저장층에 대한 3차원 전산모형을 개발하였다. 특히, 실제 저장층의 3차원 구조를 모사하기 위하여 공극의 크기를 불규칙(random)적으로 부여하는 수치적 방법을 고안하여 3차원 전산모형을 구성하였고, 이를 균일한 공극 구조의 경우와 비교하였다. 이렇게 구성된 3차원 공극모형 내의 초임계 이산화탄소 유동을 시뮬레이션하기 위하여 전산유체역학을 사용하였다. 이러한 초임계 이산화탄소의 시뮬레이션에는 실제 저장층의 환경 즉 온도 및 압력을 동일하게 모델링하여 적용하였다. 공극 구조가 $CO_2$의 유동에 미치는 영향을 살펴보기 위해, 세 가지 형태의 3차원 전산모형의 공극 구조 내부를 흐르는 초임계 이산화탄소 유동에 대한 수치해석을 수행하였으며, 특히 3차원 전산모형의 내부유동에 대한 압력강하 및 투수율을 계산하여 본 모형이 해양 지중저장의 전산모사에 적합한지를 판단하고, 이산화탄소 유량 증가에 따른 초임계 이산화탄소 유동의 특성을 살펴보았다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제39권11호
• /
• pp.63-70
• /
• 2023

지구 온난화를 유발하는 대기 중 이산화탄소 저감을 위한 해결책으로써 이산화탄소 지중 저장공법이 관심받고 있다. 지중에 이산화탄소를 저장하기 위한 방법으로는 대수층 또는 고갈된 원유층 주입 및 이산화탄소 주입을 통한 원유 회수 증진 등이 있다. 이중 대수층은 다른 저장층에 비해 큰 저장 용량을 가짐으로써, 활용성이 가장 높은 것으로 알려져 있다. 하지만, 제한된 저장 공간에 최대한의 저장 효율을 달성하기 위한 기술이 필요한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 비이온성 및 음이온성 계면활성제를 활용하여 이산화탄소의 저장 효율 향상 기술을 개발하고자 한다. 저장 효율 평가는 유체의 흐름 관찰이 가능한 마이크로모델을 활용하여 수행하였다. 이에 따른 실험 결과, 비이온성 및 음이온성 계면활성제 활용 시 순수한 물인 경우보다 가장 낮은 주입 유량에서 저장 효율은 최소 40% 이상의 향상을 보였다. 하지만, 본 연구에서 활용한 계면활성제의 이온성 및 농도에 따른 유의미한 저장 효율 변화는 도출되지 않았다. 이러한 결과는 향후 이산화탄소 지중 저장을 위한 계면활성제의 선택 및 농도 결정에 활용될 것으로 기대된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제25권3호
• /
• pp.5-11
• /
• 2024

이산화탄소 포집 및 지중 저장을 위해 유망한 지질학적 구조로는 대수층, 폐유전 및 가스전 등이 존재한다. 이 중 대수층은 다른 지질학적 구조에 비해 많은 양의 이산화탄소 저장이 가능한 것으로 판단됨에 따라 그 관심이 증가하고 있으며, 대수층의 특성을 반영하여 이산화탄소 저장 효율 향상을 위한 기술 개발이 필요한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 음이온성 계면활성제를 활용하여 공극수가 존재하는 마이크로모델 내 계면활성제 선 주입 후 초임계 이산화탄소 후속 주입에 따른 이산화탄소 저장 효율 평가를 수행하였다. 그 결과 선 주입되는 계면활성제 수용액의 농도가 증가함에 따라 이산화탄소 저장 효율이 개선되며, 농도가 낮을수록 이산화탄소 저장 효율 개선을 위한 더 많은 계면활성제의 주입이 필요한 것으로 나타난다. 또한 동일한 계면활성제 농도 조건에서 선행 연구의 계면활성제-초임계 이산화탄소 치환보다 계면활성제 선 주입 방식에서 이산화탄소 저장 효율은 약 30% 낮은 값을 나타내며, 본 연구의 최대 농도 조건에서 선행 연구와 유사한 이산화탄소 저장 효율을 나타낸다. 이러한 결과는 향후 대수층 내 이산화탄소 저장 효율 향상을 위한 계면활성제 적용 시 농도 결정에 활용될 것으로 기대된다.

• 한국콘텐츠학회논문지
• /
• 제16권12호
• /
• pp.373-382
• /
• 2016

이산화탄소 포집 및 저장 / 격리 (CCS) 기술은 많은 이산화탄소 저감 방법 중 이상적인 방법으로 주목 받고 있다. 이산화탄소를 포집해서 파이프라인을 통해 저장소까지 수송할 때, 저장소가 가까운 경우 직접 수송할 수도 있지만, 중간 저장의 역할을 하는 허브를 거쳐 수송할 수도 있다. 허브의 수와 위치를 결정하는 것은 중요한 문제이다. 다목적 의사 결정을 위한 수학 모델은 많은 제약식과 목적식을 수반하는데, 문제의 계산 복잡도가 증가하지만 항상 최적을 보장하지 않는다. 본 연구에서는, 이산화탄소 수송망에서 중간 저장 허브의 위치와 수를 결정하는 알고리즘을 제안하고, 이를 활용하여 이산화탄소 발생지의 연결 네트워크 시뮬레이터를 개발한다. 시뮬레이터에서는 또한 이산화탄소의 수송 경로를 제공한다. 사례 연구로 한국에 모델을 적용한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제23권12호
• /
• pp.55-61
• /
• 2022

대기 중 온난화 가스의 하나인 이산화탄소 감소를 위해 많은 연구들이 수행 중이다. 이 중 이산화탄소 지중저장은 지구온난화 방지를 위한 중요한 공법 중 하나로 주목받고 있다. 하지만, 제한된 공간의 최대한 많은 양의 이산화탄소 저장을 위한 기술의 개발이 필요한 실정이다. 계면활성제의 활용은 이산화탄소 지중저장 효율의 향상에 기여할 것으로 여겨지고 있으나, 이에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 이산화탄소 지중저장 효율 증진을 위해 계면활성제 종류(sodium dodecyl sulfate 및 sodium dodecylbenzene sulfonate) 및 농도, 이산화탄소 주입속도에 따른 2차원 마이크로모델 실험을 수행하였다. 그 결과, 계면활성제의 농도 및 이산화탄소 주입속도가 증가할수록, 이산화탄소 지중저장 효율이 증가함을 확인하였다. 하지만, 한계 농도 및 속도 이상에서는 더 이상 효율 증진이 발생하지 않는 것으로 나타났다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제12권4호
• /
• pp.307-319
• /
• 2009

이산화탄소를 포함하는 온실가스의 증가로 인한 기후변화 영향을 저감하기 위해 최근 이산화탄소의 포집 및 저장(CCS)과 관련된 많은 연구들이 이루어지고 있다. 포집된 이산화탄소의 저장은 저장용량이 큰 육상/해상의 유 가스전, 대수층, 석탄층과 같은 지질구조를 이용한다. 이산화탄소의 포집 및 저장과정에서 예상되는 가장 중요한 문제는 이산화탄소의 환경 중 유출에 의해 발생할 수 있다. 사업과정 또는 이후의 이산화탄소의 유출은 잠재적으로 환경 변화 및 서식 생물에 심각한 위해를 미칠 수 있는 것으로 우려된다. 저장된 이산화탄소의 유출에 의한 환경 위해를 최소화하고 과학적으로 관리하기 위해서는 환경위해성평가 결과를 바탕으로 위해도 저감 및 관리가 이루어져야 할 것이다. 위해성평가는 기본적으로 효율적인 위해도 관리를 위한 정책 결정 도구로 활용되며, 예상되는 위해요인과 인간 및 생태계에 미치는 영향과의 관계에 대한 신뢰성 있는 자료를 바탕으로 노출평가와 영향평가를 수행한 후 위해도를 산정하는 과정이다. 최근 국제해사기구(IMO)는 해저 지중저장 사업을 위한 위해성평가 체계에 대한 일반 지침서를 제시하였고, 모든 해저 지중저장 사업의 수행 주체는 이 지침서를 기본으로 사업 수행 전 과정에 대한 위해성평가관리 체계를 마련하도록 요구하고 있다. 이 지침서는 이산화탄소의 해저 지중저장에 대한 환경위해성평가는 저장 지역에 대한 특성파악, 유출시나리오에 기반한 노출평가, 누출된 이산화탄소에 의한 생물에 대한 직접적인 영향 및 환경 변화에 의한 간접적인 영향이 고려된 영향평가 등을 포함한다. 국내에서 시도되는 이산화탄소의 포집 및 해저 지중저장사업 또한 IMO의 지침서를 기반으로 하되 사업과 환경 특성에 적합한 위해성평가관리 시스템을 구축할 필요가 있다. 국내의 이산화탄소 해양 지중저장사업에 대한 위해성평가관리 체계 마련을 위해서는, 후보지역의 환경 특성에 대한 연구를 바탕으로 해양환경에서 이산화탄소의 물리화학적 거동에 대한 이해, 육상 및 해양환경의 배경 조건 및 특성 파악, 포집 후 수송, 지중저장 지질구조에 적합한 개연성 있는 유출시나리오에 기반을 둔 노출평가와 국내 생물종을 이용한 생태영향평가 자료의 생산과 DB화, 그리고 유출 감시 및 환경 모니터링 기법 개발 등이 반드시 이루어져야 한다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제13권2호
• /
• pp.121-125
• /
• 2010

지중 저장기술은 대기로 방출되는 이산화탄소를 저감하는 기술로서 기후변화를 발생하는 온실효과를 저감 시킬 수 있다. 해양 저지대에 위치한 심층 대수층 혹은 폐유전 등은 이러한 이산화탄소 저장기술의 중요한 후보군이라고 할 수 있다. 관련된 이산화탄소 주입 및 저장기술은 전 세계적으로도 많은 관심을 받고 있으나, 이러한 시스템에서 이산화탄소 누출이 발생하였을 때의 부정적 영향에 대해서는 아직 심도 있는 연구는 진행되지 못하고 있다. 이산화탄소 저장기술의 안정성이 매우 높아서 누출의 가능성은 매우 낮다고 하더라도, 고농도의 이산화탄소가 만약의 사태에서 누출이 된다면 여전히 해양생태계 및 환경에 위험이 있을 수 있다. 그러나 이에 대한 연구가 충분히 이루어지지 않았기에, 본 연구에서는 하나의 신뢰성 및 위해성 평가방법을 소개하고자 한다. Feature, Event and Process(FEP)를 통해 다양한 요소를 고려하고, 결함수 분석을 통해 신뢰도를 평가하는 방법을 제안한다. 이러한 FEP 분석으로 시스템에서 시공 및 운영과정에서 발생할 수 있는 다양한 누출 가능성을 평가하는 방법을 소개하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제18권6호
• /
• pp.478-485
• /
• 2017

본 연구는 레드키위 과실의 수확 후 숙성반응에 미치는 이산화탄소와 외부 에틸렌처리 효과를 구명하기 위하여 수행되었다. 저장온도 $10^{\circ}C$에 75일 저장 기간 중 레드키위의 숙성과정에 영향을 미치는 이산화탄소와 에틸렌 처리 효과를 구명하기 위하여 과실의 생체 중, 경도, 가용성 당 함량, 유기산 및 시장성 품질 등 물리 화학적 특성을 분석하였다. 레드키위의 생체중은 이산화탄소 처리로 저장 75일후 까지 무 처리와 에틸렌 처리에 비하여 가장 적게 감소된 반면 에틸렌 처리된 과실은 가장 빠르게 감소되었다. 에틸렌 처리과실의 경도는 $10^{\circ}C$ 저온저장 27일 후 4.2kg에서 1.2kg으로 감소된 반면, 이산화탄소 처리된 레드키위 과실은 저장 54일 후까지 1.8kg을 유지하였다. 가용성 당 함량(%)은 에틸렌처리로 $10^{\circ}C$ 저장 27일 후 가장 높은 값을 보인 반면 이산화탄소 처리된 과실에서는 64일 저장 후 가장 높게 나타났다. 레드 키위 과실의 유기산함량은 이산화탄소 처리에서 대조 구와 에틸렌 처리된 과실에 비하여 $10^{\circ}C$에 41일 저장 동안 통계적으로 유의성 있는 높은 값을 유지하였다. 당산 비는 75일 저장 기간 동안 대조 구와 에틸렌 처리된 과일에 비하여 이산화탄소 처리된 키위 과실이 가장 낮은 값을 보였다. 본 연구에서 이산화탄소 처리가 수확 후 레드 키위 과실의 숙성지연과 시장성 품질유지에 매우 효과적으로 나타나 향후 키위 산업에 상업적인 목적으로 이용 가능할 것으로 밝혀졌다.