CO2 해양지중저장시 단층을 통한 누출 특성에 관한 수치해석

Abstract

이산화탄소 포집 및 저장 기술(Carbon Capture and Storage; CCS)는 포스트 교토체제하에서 CO2를 적극적으로 감축할 수 있는 기술로 현재 전세계적으로 연구가 활발히 진행되고 있다. CO2 저장지로는 고갈 유가스전, 폐석탄광, 퇴적 분지 내 심부 대 염수층이 주로 거론되는데, 국내에서는 현재 해양지중에 있는 심부 대염수층을 대상으로 하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 CCS 사업에서 가장 중요하게 대두되는 문제 중 하나는 대수층 등에 저장된 CO2의 누출 위험도 평가이다. 이에 본 연구에서는 해양의 퇴적층 중 대 염수층에 CO2를 저장할 때, 저장된 CO2가 단층에 의해서 누출되는 시나리오를 해석하였다. 계산에 사용된 소프트웨어는 TOUGH2-MP ECO2N이다. 저장 대상은 수심150 m 의 대륙붕 해저 825m 지점에 150m 두께로 존재하는 대염수층이다. 주입된 CO2는 주입정에서 일정거리 떨어진 곳에 존재하는 단층을 통하여 해저면으로 노출된다는 시나리오를 가정하였다. CO2 주입정에서 단층까지의 거리, 단층의 물성 등이 주된 해석 파라미터이다. CO2 연간 주입량을 현재 국내에서 실증사업으로 계획하고 있는 연간 100만톤 및 100만톤 보다 작은 주입량에 대해서 해석하였다. 주입정과 단층과의 거리를 1km, 2km로 바꾸어 가며 해석하였다. 주입정과 단층과의 거리가 2km 인 경우에는 저류층에 저장된 CO2가 단층에 도달하지 못하여 CO2 누출은 없었고, 지층수의 누출만 있게 된다. 반면 주입정과 단층과의 거리가 1 km인 경우, CO2의 누출이 주입 후 10년 후에 발생한다.