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 탄소중립 시기의 CCS: 이산화탄소 지중 저장 기술[이정환, 박용찬, 권순일, 이영수, 왕지훈, 장영호, 손한암, 장호창, 성원모]
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저자 이정환, 박용찬, 권순일, 이영수, 왕지훈, 장영호, 손한암, 장호창, 성원모
ISBN 979-11-6856-069-7 (93500)
발행일 2022년 6월 30일
판형정보 188*257(사륙배판)
페이지 212쪽
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탄소중립 실현을 위한 핵심 기술, CCS 기술에 대한 모든 것

우리나라는 탄소중립 목표 달성을 위해 2030년까지 이산화탄소 배출량을 2018년 대비 40% 감축하겠다는 목표를 선언하였다. 그린 수소와 같은 완전한 형태의 청정에너지가 상용화되기 이전까지는 대기 중으로 방출되는 이산화탄소를 포집하고 분리하거나 블루 수소 생산으로 산출되는 이산화탄소를 처리해야 한다. 이를 위해 이산화탄소 저장 대상 지층에 대한 탐사와 시추 작업이 필수적이며, 자료의 해석을 통해 지층의 구조와 특성 규명하고 저장량을 평가하는 등의 기술적 작업이 시급히 실행되어야 하는 중요한 시점에 와 있다.

이 책은 이산화탄소의 지중 저장에 대한 기초 지식을 소개하고, 석유가스 개발 분야나 천연가스 지중 저장 등 E&P 분야의 기술과의 유사점 및 차이점, 그리고 이 기술들이 CCS 기술에 어떻게 적용되는지를 보여주고 있다. 관련 전공 학생뿐만 아니라 CCS 기술을 알고자 하는 산업계 관계자와 실무자들에게도 유익한 책이 될 것이다.

성원모 교수

한양대학교 자원공학과에 31년간 재직한 명예교수이다. 석유 가스 생산 기술, CO2-EOR 기술, 석탄층대수층가스전에서의 이산화탄소 지중 저장 기술(CCS) 개발 연구에 주력하였다. 한국자원공학회 회장을 역임하였고 한양대에서 저명강의교수, 대한민국 산업포장, 세계석유공학회(SPE)에서 우수업적상을 수상한 바 있다.

 

이정환 교수

전남대학교 공과대학 에너지자원공학과 교수이다. 석유천연가스 공학, 회수증진 공학, CBM 및 셰일가스 개발 기술, 이산화탄소 지중 저장 기술 등 석유 및 천연가스 개발 분야의 학술적 발전 및 연구개발을 선도하고 있는 석유가스 개발 전문가로 공학한림원으로부터 대한민국 미래 100대 기술과 그 주역의 1인으로 선정되었다. 또한 국가 에너지 자원 개발 정책 수립에 풍부한 경험과 공로로 국무총리 표창 및 전남대학교에서 교육 우수교수 표창, 한국자원공학회에서 학술상을 수상한 바 있다.

 

박용찬 박사

한국지질자원연구원 CO2 지중 저장 연구센터 책임연구원으로 근무하고 있다. 2005년부터 국내외 다수의 CO2 지중 저장 관련 연구에 참여하고 있으며 2014년 번역서로 󰡔청정에너지, 기후 그리고 탄소󰡕를 출판한 바 있다.

 

권순일 교수

동아대학교 에너지자원공학과에 14년 동안 재직하고 있는 교수이다. 석유개발, 석탄층대수층가스전에의 이산화탄소 지중 저장(CCS)에 인공지능을 융합하는 연구에 주력하고 있다. 동아대학교에서 산학협력 우수교원 표창을 받은 바 있고, 한국자원공학회, 한국가스학회, 한국석유공학회에서 이사로 활동하고 있다.

 

이영수 교수

전북대학교 공과대학 자원에너지공학과 교수이다. 석유천연가스공학, 셰일/치밀가스 생산기술, 파이프라인 인공지능, 이산화탄소 지중 저장 기술에 대한 연구를 수행하였다. 전북대학교에서 교육 우수교수로 선정된 바 있으며 한국자원공학회, 한국가스학회, 한국석유공학회의 이사를 역임하고 있다.

 

손한암 교수

한양대학교 자원환경공학과에서 학사, 석사, 박사학위를 취득하였으며, 부경대학교 에너지자원공학과 교수로 재직 중이다. 석유가스의 개발 및 생산, 이산화탄소 지중 저장 기술 등과 관련된 연구를 수행하고 있다.

 

왕지훈 교수

한양대학교 자원환경공학과에 교수로 재직 중이며, 미국 뉴멕시코 광산공과대학교 석유천연가스공학과 겸임교수를 맡고 있다. 석유가스 생산 및 완결설비, 이산화탄소 주입 시 지층 안정성 분석 관련 연구를 수행 중이다.

 

장영호 박사

한국에너지기술평가원 기획평가총괄실 전임연구원으로 근무하고 있다. 2009년부터 이산화탄소 지중 저장 기술 실증사업, 석유회수증진 기술 실증 사업, 비전통 자원 개발 연구에 참여하였고, 한국지질자원연구원 박사후연수자, 이화여자대학교 연구교수로 근무한 바 있다.

 

장호창 교수

강원대학교 에너지공학부(에너지자원융합공학 전공)에 교수로 재직 중이며, 석유회수증진 기술, 이산화탄소 지중 저장 기술, 비전통 자원 개발 연구에 주력하고 있다. 한국지질자원연구원에서 박사과정 연구생 및 박사후연수자로 근무한 바 있다.

머리말

 

1장 에너지 전환 시기의 이산화탄소와 기후변화

1.1 기후변화와 지구온난화

1.2 에너지 전환 시대와 CCS

1.3 CO2 지중 저장 기술

1.4 주요 CCS 프로젝트

1.5 국내에서의 CCS 기술 관련 동향

 

2CO2의 유체역학

2.1 CO2의 물성

2.2 다공성 매질 내 유체역학

2.3 CO2/염수 시스템에서 다상 유동과 관련된 물성

2.4 CO2/오일 시스템에서 다상 유동 물성

 

3CO2 트랩 메커니즘

3.1 물리적 트랩

3.2 지화학적 트랩

3.3 시간과 공간에 따른 격리 메커니즘의 변화

3.4 지중 격리 가능 퇴적지층

 

4CO2 저장 용량 평가

4.1 CO2 저장 자원량 평가체계 및 산출법

4.2 정적인 방법에 의한 저장 자원량 평가

4.3 저류 시뮬레이션에 의한 저장 자원량 평가

 

5CO2 주입성 시험

5.1 유체 유동식의 이론 해

5.2 주입정 시험

5.3 CO2 주입시험 고려사항

5.4 CO2 주입 압력 안정 시험 가이드라인

 

6CO2 주입 시스템의 노달분석

6.1 CO2 수송 시스템

6.2 CO2 주입 시스템

6.3 CO2 저장 지층에서의 유입거동관계

6.4 CO2 주입정에서의 튜빙거동관계

6.5 CO2 주입 시 적정주입량 산출

6.6 대염수층 대상으로 한 노달분석 연구사례

 

7CO2 주입 안정성 분석

7.1 응력의 기본 개념

7.2 초기 응력 상태

7.3 암석 파괴 기준

7.4 단층 재활성화

7.5 시추공 방벽 시스템

 

부록: MATLAB을 활용한 저류층 시뮬레이션 소개

 

색인

 

넷 제로(Net Zero) 달성에 반드시 필요한 핵심 기술, CCS를 체계적으로 정리한 개념서

탄소중립은 세계 에너지 흐름의 최대 화두가 되었다. 우리나라 역시 2050 탄소중립추진전략 발표를 통해 탄소중립을 구현할 장기적인 전략을 마련하고 있다. 이러한 시대적 움직임 속에 대기에 배출되는 이산화탄소를 포집하고 지층에 저장하는 이산화탄소 지중 저장 기술은 기후변화 문제를 해결하고 탈탄소 기반 지속적 성장을 실현하기 위한 핵심 기술로 제시되고 있다.

이 책은 9명의 저자가 그동안 쌓은 경험과 데이터를 집약하여 이산화탄소 지중 저장 기술을 체계적으로 정리하고 있다. 대학생이나 대학원생뿐만 아니라 산업계에서 CCS 기술을 알고자 하는 모든 분들에게 연구와 실무활용에 유익한 책이 될 것이다.

 

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