초록 ▼

최종목표
CO₂ 해양저장 상용화 기반 기술 확보
개발내용 및 결과
해수 pH 범위 내에서 CO₂ 농축 극대화 (70배 이상) 달성
Pilot plant 기본설계를 위한 공정해석
국제규제완화 프로세스 분석 및 규제완화 전략 수립
농축수 현장 주입 및 침강·확산 모니터링
인공생태계 시스템을 이용한 생태환경영향 평가
기술개발 배경
CO₂ 배출규제에 따른 온실가스 저감기술 개발 필요
기존 CCS기술에 있어 저장 공간의 한계 극복

최종목표
CO₂ 해양저장 상용화 기반 기술 확보
개발내용 및 결과
해수 pH 범위 내에서 CO₂ 농축 극대화 (70배 이상) 달성
Pilot plant 기본설계를 위한 공정해석
국제규제완화 프로세스 분석 및 규제완화 전략 수립
농축수 현장 주입 및 침강·확산 모니터링
인공생태계 시스템을 이용한 생태환경영향 평가
기술개발 배경
CO₂ 배출규제에 따른 온실가스 저감기술 개발 필요
기존 CCS기술에 있어 저장 공간의 한계 극복 필요
기존 CO₂ 해양저장 기술의 한계(해양산성화 등) 극복 가능한 해양저장 기술 필요
핵심개발 기술의 의의
주입 해수 밀도 이상의 농축도 달성을 통한 경제성 확보
변환 농축 반응 메커니즘 규명을 통한 Pilot plant 설계 핵심변수 도출
농축수 침강 확산 거동 데이터 확보를 통한 주입 기초 기술 확보
적용 분야
온실가스(CO₂) 저감 분야, CO₂ 전환기술 분야

Abstract ▼

3. Background and purpose of the studies
By the international convention on the climate change and the developed countries' pressures, Korea will bear burdens about the reduction of green house gas. Wallace Broecker has reported that the most innovative alternative which reduce CO₂ soo

3. Background and purpose of the studies
By the international convention on the climate change and the developed countries' pressures, Korea will bear burdens about the reduction of green house gas. Wallace Broecker has reported that the most innovative alternative which reduce CO₂ soon, is the CO₂ ocean storage. The existing technology of a liquefied CO₂ ocean storage is expensive due to high pressure treatment and deep injection as well as troubled with a ocean acidification. By this study, CO₂ is stored safely and economically under the deep sea as a stable bicarbonate ion.
4. Scope and contents of the studies
a. Conversion of CO₂ as stable ion
- Conversion of CO₂ to stable ion (HCO₃-) using CaCO₃ (or CaO) and sea water
- Optimization of the efficiency of the conversion reaction of CO₂
b. Maximization of the concentration of CO₂
- Set-up of Lab-scale CO₂ reaction system
- Maximization of the concentration of CO₂ within pH level of sea water
- TIC of 70 times more than sea water
c. Investigation of free-fall of concentrated water in the sea
- Experimental simulation with a concentrated water of CO₂
- Research on the density of the sea according to the depth of the sea
- Visualization of a free-fall of the concentrated water
- Measurement of the speed of a free-fall
d. Evaluation on the impact of concentrated water on eco-system
- Construction of the artificial mesocosm system
- Research on the condition of experiments about the impact on eco-system
- Mock up test about biological reaction.
e. Basic design of pilot plant of CO₂ conversion concentration react system
- Draw design factor
- Basic design of Pilot plant
- Correction of design factor of CO₂ conversion concentration react system
f. Activities of international deregulation of CO₂ ocean storage
- Recent trends of the London Convention
- Strategies of deregulation and revision of the London Convention
- Activities of deregulation of the London Convention

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3
• <기술개발사업 주요 연구성과> ... 7
• 요 약 문 ... 11
• Summary ... 12
• 목 차 ... 13
• 제 1 장 서론 ... 16
• 제 1 절 과제의 개요 ... 16
• 1. 이산화탄소 배출 현황 및 감축기술 다양화의 필요성 ... 16
• 2. CO2 해양저장의 가능성 ... 18
• 3. CO2 변환‧ 농축‧ 해양저장 기술의 장점 ... 22
• 4. CO2 해양저장 : 광물을 이용한 CO2 중화기술 ... 26
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과 (기술개발 내용 및 방법) ... 30
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 30
• 1. 최종목표 : CO2 해양저장 상용화 기술 확보 ... 30
• 2. 주요 연구개발 내용 ... 30
• 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 30
• 1. 개발기술의 평가방법 및 평가항목 ... 30
• 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 31
• 1. 1차년도 ... 31
• 2. 2차년도 ... 32
• 제 4 절 수행결과의 보안등급 : 일반등급 ... 32
• 제 5 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리현황 ... 33
• 제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 34
• 제 1 절 연구개발 최종결과 ... 34
• 1. 연구개발 추진 일정 ... 34
• 2. 연구개발 추진 실적 ... 34
• 3. 기술개발 결과의 유형 및 무형 성과 ... 35
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 35
• 1. 각 기관/기업별 역할 ... 35
• 2. 각 기관/기업별 기술개발 추진체계 ... 36
• 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 37
• 1. Business & Technology Roadmap ... 37
• 2. 시장 현황 ... 37
• 3. 사업화 전략 ... 37
• 제 4 절 고용 창출 효과 ... 39
• 1. 기관 종합 ... 39
• 2. 주관기관(한국전력공사) ... 39
• 3. 참여기관(한국해양과학기술원) ... 39
• 4. 위탁기관(포항공과대학교) ... 39
• 5. 위탁기관(지오시스템리서치) ... 39
• 제5절 자체보안관리진단표 ... 40
• 제 4 장 1차년도 연구개발 결과 ... 41
• 제 1 절 CO2 농축 최대화 ... 41
• 1. CO2 농축 메커니즘 개요 ... 41
• 2. CO2 변환 농축 최적화 조건 연구 ... 64
• 3. Lab-scale CO2 변환 • 농축 반응시스템 제작 ... 71
• 제 2 절 CO2 심해저장 기술 검토 ... 75
• 1. 연구개발 대상 기술의 차별성 ... 75
• 2 . 농축수와 동해수의 밀도, HCO3-, pH 비교 ... 76
• 3. 농축수의 자유침강·확산 시뮬레이션 및 시각화 규명 ... 83
• 4. 농축수의 심해 침강속도 측정 ... 92
• 5. 분석장치 구축 ... 94
• 6. CO₂농축수 제조 ... 103
• 7. CO2 심해저장 적용지역 검토 ... 108
• 8. CO2 심해저장 주입장치 및 주입방법 ... 117
• ※ 참고문헌 ... 119
• 제 3 절 인공생태시스템 구축 ... 122
• 1. 연구 배경 ... 122
• 2. 재료 및 방법 ... 122
• 3. 메조코즘 실험 결과 ... 123
• ※ 참고문헌 ... 137
• 제 4 절 CO2 해양저장관련 국제규제 완화 활동 ... 138
• 1. 개요 ... 138
• 2. 필요성 ... 138
• 3. 연구개발의 목표 및 내용 ... 139
• 4. 국제규제 내용 ... 140
• 5. IM O 협약 개정 프로세스 분석 ... 146
• 6. 최근 런던 협약 회의 동향 ... 156
• 제 5 장 2차년도 연구개발 결과 ... 160
• 제 1 절 CO2 농축수 생물영향평가 ... 160
• 1. CO2 농축수 해양주입에 따른 부유생물 모니터링 및 반응 실험 ... 160
• ※ 참고문헌 ... 169
• 제 2 절 CO2 농축수 해양주입 및 모니터링 ... 170
• 1. 동해해역 개황 ... 170
• 2. 동해 물성관측 ... 170
• 3. 해류관측 ... 175
• 4. 표류부이 ... 175
• 5. FLOW -3D 수치모형 실험 ... 178
• 6. 해수순환 수치모델 ... 180
• ※ 참고문헌 ... 185
• 제3절 CO2 변환·농축 파일럿 플랜트 기본 설계 개발 ... 186
• 1. CO2 변환·농축반응의 전산모사 ... 186
• 2. CO2 변환·농축반응의 BDP(Basic Design Package) 작성에 필요한 내용 ... 219
• 제 4 절 CO2 해양저장관련 국제규제 완화 활동 ... 226
• 1. 연구개발 개요 ... 226
• 2. 연구개발의 필요성 ... 226
• 3. 연구개발의 목표 및 내용 ... 227
• 4. 규제완화 및 협약개정 전략 ... 228
• 5. 결론 ... 230
• ※ 참고문헌 ... 230
• 제 6 장 최종 결과 ... 232
• 제 1 절 개발기술의 정량적 성과 ... 232
• 제 2 절 특허 출원 내용 요약 ... 233
• 제 3 절 결론 ... 235
• 1. CO2 변환·농축 최대화 ... 235
• 2. CO2 농축수 주입 및 모니터링 ... 235
• 3. CO2 농축수 생물영향평가 ... 237
• 4. CO2 변환·농축시스템 기본설계 개발 ... 238
• 5. CO2 해양저장 규제완화 활동 ... 238
• 끝페이지 ... 240