• Tunnel and Underground Space
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• v.23 no.6
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• pp.506-520
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• 2013

While geothermal energy provides the only base-load power among renewable energy sources, its development has been carried out predominantly in volcanic area. EGS (Enhanced Geothermal System) is a ubiquitous technology that can allow the geothermal power generation virtually in any area. This manuscript introduces the current state-of-the-art of EGS development in the world and presents the hydraulic stimulation technology and associated microseismicity which are key technical component in EGS. Finally this paper suggests the key research areas required in Korea for further development of EGS.

• Korea Journal of Geothermal Energy
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• v.8 no.4
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• pp.43-49
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• 2012

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.197.1-197.1
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• 2011

Target generation capacity of geothermal power generation pilot plant project through the Enhanced Geothermal Systems (EGS) with a doublet system down to 5 km depth was estimated. Production and re-injection temperatures of geothermal fluid were assumed $160^{\circ}C$ and $60^{\circ}C$, respectively, based on reservoir temperature of $180^{\circ}C$ calculated from the geothermal gradient of $33^{\circ}C$ in Pohang area. In this temperature range, 0.11 of thermal efficiency of the binary generation cycle is a practical choice. Assuming flow rates of 40 kg/sec, which is possible in current EGS technology, gross power generation capacity is estimated to reach 1.848 MW. Net generation considering auxiliary power including pumping power for geothermal fluid and condensing (cooling) energy of working fluid can be 1.5 MW.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.196.2-196.2
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• 2011

지구온난화와 화석연료 고갈에 대한 우려로 전세계적으로 신재생에너지의 개발 및 활용이 본격화되고 있다. 특히, 다양한 신재생에너지원 중에서 날씨 및 계절에 의한 영향, 기저부하 담당, 지상 점유 면적, 소음 등 생활환경 영향, 경제성 등을 고려할 때 지열에너지는 미래 청정에너지원로서 기대와 관심이 집중되고 있다. 화산이 존재하지 않는 우리나라에서의 지열발전은 거의 불가능한 것으로 인식되어 지금까지의 심부 지열에너지 개발 프로젝트는 대부분 지역난방, 시설영농 등 직접이용을 목표로 추진되어 왔다. 그러나, 2003년부터 한국지질자원연구원에서 수행한 포항 심부지열에너지 개발사업의 결과로 얻어진 다양한 지질학적/지열학적 증거들을 토대로 분석한 결과, 국내 일부 지역에서는 지하 5 km 심도에서 최대 약 $180^{\circ}C$의 지온이 예상되어 국내에서도 심부 지열에너지를 이용한 지열발전에 대한 가능성이 제기되어 왔다. 여기에, 유럽과 미국 그리고 호주 등 선진국을 중심으로 비화산 지역에서 지하 심부에 인공적으로 지열저류층(파쇄대)을 생성하고 이를 통해 열매체(물)를 순환시킴으로써 생산된 증기를 발전에 활용하는 EGS (Enhanced Geothermal System) 기술이 개발되고 몇몇 성공사례가 발표되었다. 또한, 이러한 기술개발에 힘입어 EGS 지열발전에 대한 선진국의 과감한 연구비 투자가 이어졌다. 이러한 기술적 배경에 발맞추어 우리나라에서도 2010년 12월에 EGS 지열발전 과제가 착수되었다. 이 프로젝트는 아시아에서는 최초로 수행되는 EGS 기술 개발과제로서 2015년까지 약 480억원의 R&D 예산을 투입하여 MW급의 지열발전 pilot plant의 구축을 목표로 하고 있다. 프로젝트가 성공적으로 추진될 경우 국내외적인 파급효과는 매우 클것이다. 특히 2015년까지 1.5 MW의 pilot plant의 구축이 성공적으로 추진될 경우 국내에서는 2017년까지 3 MW 이상, 2020년까지 20 MW이상, 2030년까지 200 MW 이상의 지열발전이 가능할 것으로 기대된다. 또한 축적된 기술개발 경험을 바탕으로 인도네시아, 필리핀 등의 해외의 지열발전 사업에도 진출할 수 있는 계기가 될 것이다. 프로젝트는 넥스지오를 주관기관으로 하고 한국지질자원연구원, 한국건설기술연구원 및 서울대학교 등의 지질자원 관련 연구 및 교육기관과 포스코, 이노지오테크놀로지 등의 산업체가 참여하여 컨소시엄 형태로 추진하고 있으며, 향후 관심있는 여러 기관 및 산업체의 지원과 참여를 기대한다.

• Tunnel and Underground Space
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• v.23 no.6
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• pp.572-580
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• 2013

In this case study, I examined the microseismic safety management system of Deep Heat Mining Basel (DHMB) as EGS Geothermal Project which was conducted in Basel, Switzerland. EGS Geothermal Power projects which require induced seismic event by stimulation for creation of EGS geothermal reservoir have to be controlled pressure and flow rate of stimulation by establishment of microseismic safety management system. Traffic light system and Communication response procedure of DHMB project to respond step by step corresponding microseismic event intensity through continuous monitoring during stimulation period have been managed and established in advance of stimulation. However, the project was discontinued because of an earthquake to occur larger than expected one due to post-injection seismicity occurring in the geothermal reservoir after completion of injection for stimulation. The result of post analysis, Real-time traffic light system was verified to need a establishment of new microseismic safe management system to be considered post-injection seismicity phenomenon.

• Tunnel and Underground Space
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• v.5 no.4
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• pp.323-335
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• 1995

지열에너지 개발의 기본적 개념은 지하 심부의 고온건조암체에 시추공을 이용한 수압파쇄를 실시하여 고온건조암체내에 인공파쇄대를 형성함으로써 유체의 유동회로를 구축하여 지열에너지의 회수를 도모하는 것이다. 본 논문에서는 수압파쇄균열의 발전방향 조절문제와 관련하여, 초고압수 절삭장치를 이용, 수압파쇄공 내에 인공슬롯을 형성하여 수압파쇄를 실시함으로써 균열의 발전방향을 조사하였으며, 수압파쇄에 의한 파쇄대내로의 유체순환실험을 통해 지열수의 유동특성을 규명하였다. 이를 위해 모델에 종균열과 횡균열을 형성시키고 균열내에 주입되는 물의 주입률, 정상류압력, 흐름저항을 조사하고, 이 결과를 이용하여 전산모델링을 수행하였다. 인공절리면에 대한 투수시험에서는 10$0^{\circ}C$까지의 온도변화에 따라 투수계수가 증가하였으며, 봉압 증가에 따라 증가율이 현저히 감소하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.11a
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• pp.571-571
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• 2009

지열은 날씨와 기온 등에 영향을 받지 않고 연중 가동할 수 있어 기저부하를 담담할 수 있는 유일한 신재생에너지 자원이므로 이에 대한 기술개발이 시급하다. 우리나라는 비화산지대이며 지중 온도가 가장 높은 지역의 5km에서 약 $170^{\circ}C$ 내외이므로 외국에 비해 지온경사도가 크지 않은 편이다. 그리고 3km 이상에서는 지하대수층이 거의 존재하지 않기 때문에 지열발전을 위해서는 EGS 기법을 도입할 수 밖에 없는 실정이다. 그리고 지열수를 확보할 수 있는 온도범위가 약 $100{\sim}150^{\circ}C$ 정도이므로 이에 적합한 지열발전 플랜트를 선정할 필요가 있다. 일반적으로 지열발전에 적용되는 플랜트는 건증기 지열발전, 플래쉬증기 지열발전, 바이너리 사이클 지열발전으로 분류할 수가 있으나 국내 여건에 맞는 방식으로서 바이너리 사이클 발전으로서 ORC 플랜트 또는 Kalina 사이클 플랜트가 적합하므로 이에 대한 기술 개발이 적극적으로 이루어져야 한다. 따라서 국내 지열발전의 기술개발에 있어서 핵심요소는 심부천공 및 EGS를 위한 인공파쇄기술과 지상 플랜트로서 저온지열 발전 플랜트의 기술확보가 필요한 실정이다. 이와 같은 기술개발이 완성되면 발전 뿐만아니라 집단지역난방, 온실 및 양어장 등에도 열공급이 가능한 열병합발전이 가능하게 될 것이다. 또한, EGS 기술로서 상업적 성공을 이룬 것은 세계적으로 2~3개 사례에 불과한 신기술로서, EGS 기술의 국내 조기 실현으로 기술 선점 및 해외 수출을 모색할 필요가 있다. 그리고 심부 지열자원은 국내 어디에나 부존하는 ubiquitous 자원이며 이산화탄소 배출이 전무한 청정 국산 에너지 자원이나, 이의 개발에는 높은 초기 투자비와 risk를 요하므로 민간 업체의 투자가 제약을 받는다. 따라서 정부의 적극적인 지원하에 산.학.연 중심으로 시범보급이 우선 이루어진 후 민간의 자발적 투자를 통한 지열 개발을 유도할 필요가 있다.

• Tunnel and Underground Space
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• v.23 no.6
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• pp.561-571
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• 2013

Various experiences on enhanced geothermal system (EGS) has been accumulated from the Soultz project through various scientific experiments and research activities for more than 20 years since it started in the year of 1984 until the 1.5 MW Organic Rankine Cycle (ORC) binary power plant has been built up in Soultz-sous-$\hat{e}$ area, France. They have been applied to Cooper basin in Australia, Landau and Insheim in Germany and so forth. This report summaries the experiences from Soultz in the aspect of artificial reservoir creation, expecting to be helpful for reducing any trial and errors or unnecessary expenses in ongoing Korean EGS project in Pohang area, where the geological features are similar to Soultz area.

• Tunnel and Underground Space
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• v.24 no.1
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• pp.21-31
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• 2014

In order to generate electricity from geothermal energy for non-volcanic region, the concept of enhanced geothermal system (EGS) is introduced which forms an artificial reservoir by injecting high pressure fluid to 5 km deep and circulating geothermal fluid through the reservoir. Demonstration studies have been conducted in various countries and regions for determining the feasibility of EGS. In this technical note, experiences, errors, and implications of EGS demonstration projects in UK Rosemanowes and Australia Cooper Basin which have been carried out since 2002 are introduced to be used for the EGS demonstration project in Korea.

• Tunnel and Underground Space
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• v.23 no.6
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• pp.547-560
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• 2013

The importance of renewable energy has increased continuously due to the energy insecurity and the necessity of reducing carbon dioxide which is causing global climate change. In such a situation, the Pohang Enhanced Geothermal System (EGS) power plant project which is launched in December 2010 shall be a new opportunity for the development of EGS related technologies in Korea. In this paper, the case studies of Fenton Hill project in the USA and Hijiori project in Japan are introduced in order to help a part of the domestic EGS demonstration project. As a result, it could be helpful to minimize the trial and error of the domestic EGS project by acquiring the achievements and limitations of existing EGS projects.