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CO2 저장의 지구화학과 용질 이동 모델

전문가 제언: ○ 현재 가장 값싸게 이용되고 있는 화석연료는 연소할 때 다량의 이산화탄소를 대기 중에 배출한다. 교토 의정서를 준수하여 대기 중 온실가스인 이산화탄소의 함량을 줄이면서 이 연료를 사용하려면 연소 중 발생한 CO2를 회수하여 대기로부터 격리하는 것이 유일한 방법이다.

○ 본래 CO2의 지질학적 구조의 주입은 수증기 또는 CO2를 주입하여 유정 내의 압력을 높이는 방법인 EOR(Enhanced Oil Recovery)로 개발되었다. 본래 석유 증산을 목적으로 한 이 공법이 CO2의 저장 격리 방법으로 주목을 받고 있다. 이 기술은 이미 여러 유정에서 적용되어 많은 경험이 축적되어 CO2 격리에서도 실현 가능성이 가장 높다.

○ 지하의 대수층(Aquifer)과 염수층은 CO2를 폐기 격리할 수 있는 또 하나의 유망한 후보지로 거론된다. 이산화탄소를 저장할 수 있는 미국의 대염수층만 해도 미국의 연간 CO2 배출량의 600배라 하지만 많은 비용이 요구된다. 대수층의 물은 지층의 투과도가 높지 않으면 연간 1～10㎝의 속도로 움직인다. 따라서 여기에 녹아 있는 CO2가 100㎞ 이동하는 데 105～106년 정도이며 이 정도의 시간 단위는 지극히 느린 포집반응도 충분하다는 이론이다. 이것은 장기적으로 평형에 도달하지 못한다는 이 글의 지구화학적 반응과는 차이를 보이는데 여기에 대한 규명 연구가 더 필요하다.

○ 가장 바람직한 것은 CO2 등의 가스가 암석과 반응하여 영구 고정되는 것이다. 원래 초기 지구의 대기는 98%가 CO2였다는데 이것이 탄산염 암석을 이루면서 현재의 대기 중 CO2 농도가 되었다는 학설은 이 기대에 희망을 준다.

○ 본문은 이 CO2의 격리 방법의 하나로 지질학적 구조에 CO2를 주입했을 때의 지구화학적 변화와 용질 이동의 영향을 검토하기 위한 모델을 매우 상세하게 설명하였다. 본문에서 제시한 네 가지 시간과 공간적 규모가 다른 모델은 유체역학, 지구화학, 물리학이 3차원적으로 표현되어야 한다. 그러나 주입한 CO2가 접촉할 그 많은 서로 다른 광물의 물성과 그 속도론적 파라미터를 정확하게 표시하는 것이 지극히 어렵고 따라서 그 결과가 아직 정확할 수 없다는 것은 충분히 짐작할 수 있다.

저자: Gaus, I., Audigane, P., et al.
자료유형: 학술정보