지하공간의 활용 및 지하비축 저장기술

1. 암반공동(Mines Caverns)

ㅇ 지하암반에 수직갱 및 경사갱을 이용하여 굴착한 1개 또는 그 이상의 단위공동(Galleries)으로 구성된 지하저장시설로 토목공학 기술이 적용되며, 입지선정이 매우 중요함.

ㅇ 대상암반 및 주변 암반은 지하공동의 구조적 안정을 위하여 견고해야 하며, 공동의 기밀성 유지를 위하여 인공적인 수벽시스템에 의해 공동내압보다 주변 압력을 높게 유지해야 함.

ㅇ 암반공동에는 원유, LPG, 천연가스, 산업폐기물 및 핵폐기물 등을 저장할 수 있음.

2. 암염 용해공동(Salt leached caverns)

ㅇ 암염은 지하에서 연장성이 있는 두꺼운 지층(Thick Strata)이나 돔(Dome)형태로 존재하며, 물에 쉽게 용해되는 성질을 이용하여 인공적으로 거대한 지하공동을 생성할 수 있음.

ㅇ 지하 암염돔에 시추를 한 후 시추공을 통해 물을 주입하고 동일한 시추공을 통해 염수(Brine)를 배출하면 지하에 수백만톤의 원유를 저장할 수 있는 공동이 생기고 음파탐지법(Sonar)에 의해 공동의 모양 및 저장용량을 결정함.

ㅇ 암염 용해공동에는 원유, LPG, 천연가스, 압축공기, 각종 폐기물 및 기타 화학제품 등을 저장할 수 있음.

3. 대수층(Aquifers) 이나 폐유․가스전(Depleted Field)

ㅇ 지질학적으로 공극률과 투수율이 뛰어난 저류층에 천연가스를 저장하는 것으로 저류층 상부에 불투수층인 덮개암이 존재하고 구조적으로 탄화수소의 집적인 가능한 구조(예; 배사구조)이어야 함.

ㅇ 이는 주로 생산이 이미 끝난 유전 및 가스전이나 대수층으로 천연가스의 저장을 위하여 입․출하는 최초 생산정을 통해 저류층에 천연가스를 압축, 주입하고 물을 주입하여 천연가스를 배출함.

ㅇ 지상시설은 압축시설, 처리시설 및 천연가스 입출하량 계측설비 등으로 구성되며, 기지 운영시 관측정에 의하여 저류층의 천연가스 레벨 및 기밀성 을 점검함.

4. 폐광(Disused Mines)

ㅇ 채굴이 완료된 폐광중 지하공동의 구조적 안정성과 기밀성이 있는 광산은 저장공동으로의 전환이 가능하며, 저장공동의 기밀성 확보를 위하여 광산은 충분한 심도 아래에 위치해야 함.

ㅇ 이는 저렴한 비용으로 대규모 원유를 저장할 수 있고 천연가스도 저장이 가능하며, 암염광산이나 칼륨광산인 경우 산업 폐기물이나 핵폐기물의 저장도 가능함.

5. 저온공동(Cryogenic Caverns)

ㅇ 지하암반에 냉동상태의 LPG 보관을 위하여 기술적 타당성 조사를 실시한 결과 지하공동 주변 암반을 냉동상태로 유지할 경우 냉동LPG 저장공동의 기밀성이 유지된다는 이론이 증명됨에 따라 냉동상태의 LPG 입출하가 가능함.

ㅇ 지하저장공동에 영구적인 냉각장치를 설치하여 저온상태를 유지함으로 모든 가스(-10도 이하에서 액화됨)를 저장할 수 있음.

ㅇ 이 저장기술은 수출입 터미널, 전략적인 시설, 완충액 저장시설 등에 이용