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과제목적분류 지구개발 및 탐사 소속 해저지질에너지연구본부 -
해저지질탐사연구센터
과제명 국문 네덜란드 고갈가스전 활용 해양 CCUS 최적 저장 설계 및 가스전 설비의 CCUS 설비 변환을 통한 비용 20% 절감 기술 개발
영문 Technology development to reduce costs by 20% through optimal offshore CCS storage design and existing facility conversion technology into CCS facilities utilizing depleted gas reservoirs in the Nethe
연구기간 2022.05.01 ~ 2024.12.31
연구비 183,000,000원
연구책임자 김윤미
연구내용 연구목표 ∘ 네덜란드 폴토스(Porthos) 프로젝트에 적용된 설비 변환기술의 고도화를 통해 고갈가스전 생산 설비 변환 기술을 자립화하여 설비변환 비용 20% 이상 절감 ∘ 한국-네덜란드 국제협력 연구를 통한 고갈가스전을 활용한 해양 CCS 기술 고도화 및 가스전 생산 및 수송설비의 CCS 설비변환 기술 확보
연구내용 [1차년도 개발내용] ∘ 고갈가스전 활용 CCS 설계 최적화 방안 연구 ­ 고갈가스전의 기술자료, CCS 운영사례 등 자료 수집 ­ 고갈가스전 CO2 저장층 및 주입정 운전 조건 분석 ∘ 네덜란드 폴토스 프로젝트 가스생산설비 재활용 저장시설 구축 방안 분석 ­ 노후화된 육/해상 가스생산설비 및 수송설비 재활용 기술현황 분석 ­ 네덜란드 폴토스 프로젝트의 CCS 설비구축 기술 조사 ∘ 고갈가스전 활용 CO2 저장용량 평가 및 CCS 경제성 정성 분석 ­ 가스전 지구물리학적 자료 및 저장용량 평가 기초자료 수집·분석 ­ 국내외 해양 CCS 저장소 자료 확보 및 CCS 비용 경제성 개념 정립 ∘ 고갈가스전 활용 CCS 추진을 위한 수용성 확보 전략 수립 ­ 네덜란드 CCS 추진과정 및 수용성 확보 방안 분석(1): 네덜란드 사례 분석 ­ 고갈가스전 활용 CCS 프로젝트의 가스 개발 동반 전략 수립(1): 네덜란드 사례 분석 ∘ 해외 참여기관(TNO) ­ 초기 CCS 스토리지 시나리오 정의, 리스크 식별 및 평가(WP1) ­ 탱크 성능, 우물 무결성, 캡록 및 결함 무결성 및 흐름 보증의 초기 모델링 (WP2) ­ 고갈된 가스전을 이용한 해상 CCS 프로젝트 저장설계 핵심기술 개발 ­ 고갈된 가스전을 이용한 해상 CCS 프로젝트 저장층의 압력변화를 반영한 최적의 저장설계 계획 개발 ­ 열화가스전을 이용한 CCS사업과 식염수기를 이용한 CCS사업의 경제성 평가 및 비교 ­ 최적의 설계 계획 작성에 대한 포괄적인 권장 사항으로 처음 세 가지 목표의 통합 [2차년도 개발내용] ∘ 고갈가스전 활용 CCS 설계 최적화 방안 연구 ­ 고갈가스전 운영 히스토리 기반 CCS 기술과 해양 염대수층 CCS 기술의 비교 분석 ­ 고갈가스전 해양 저장층 CO2 거동특성 인자 분석 ­ CO2 저장층 운전 시나리오 기반 주입정 운전전략 수립 및 상변화 관찰 ­ CO2 혼합유체 조성에 따른 주입정 상변화 및 하이드레이트 동적 생성 실험 ­ 주입정 운전 시나리오 개발 및 동적 시뮬레이션 모델
기대성과 ∘ 과학·기술적 측면 기대효과 ­ 고갈가스전을 활용한 CCS 저장 기술 핵심기술 확보를 통해 기존 유전·가스전 생산기술을 바탕으로 기존 선진기술의 활용 ­ 주요 선진국을 중심으로 진행 중인 CCS 프로젝트 상용화를 위한 핵심기술 확보를 통해 CCS 신시장 창출 및 선도 ­ 기후변화 대응을 위한 CO2 저감과 관련된 과학⋅기술 기반 확보 및 관련 과학기술 분야의 발전에 기여 ­ 본 연구개발성과 및 해당 성과의 CCS 실증사업 적용은 상대적으로 호주, 북미, 북유럽 등의 선진국들에 비해 뒤처져있는 국내 CCS 기술 및 사업수행 역량을 크게 제고할 것으로 기대됨 ­ 국내외 해상 CCS 저장소 특성 분석기술과 이에 따른 경제성 정성 분석기술 확보 ­ 가스 개발이 이루어진 고갈 가스전을 CCS 사업에 활용하는 방안은 우리나라 CO2 지중저장 관련 과학과 기술의 획기적인 발전을 달성할 것임 ∘ 경제적·산업적 측면 기대효과 ­ 고갈가스전을 이용한 CCS 기술 개발은 이미 다양한 탐사 및 생산이력 데이터를 보유하고 있어 새로운 저장소 확보 및 추가적인 탐사비용 감소에 기여 ­ 현재 탈탄소 목표인 2030년 400만톤 감축을 위해서는 국내 CCS 프로젝트를 통한 CO2 저장 기술 확보가 시급하며, 국외 CCS 프로젝트 참여를 국내 제조업의 탈탄소에 기여 ­ CCS 사업을 통한 온실가스 감축은 탄소중립 관련 시장에서 경제성을 확보할 수 있으며 시장 규모가 빠른 속도로 성장할 것으로 예상되므로 궁극적으로 가스 생산설비 재활용을 통한 CCS 설비 설치비용 및 CO2 처리비용 절감이 가능할 것으로 기대 ­ 탄소중립을 위한 다양한 기술 중에서 CCS 기술은 여러 산업분야에 걸쳐 대기로의 탄소배출을 억제하는 가장 유효하고 효율적인 기술로 알려져 있어 많은 선진국들이 해당 기술개발에 매진하고 있으므로 본 연구과제 수행을 통해 CCS 기술 내재화가 가능 ­ 국내외 CCS 시장 확대에 따라 요구되는 분석 기술의 선제적 확보 ­ 고갈 가스전을 활용한 CCS 사업은 획기적으로 경제성을 개선할
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