본문 바로가기 주메뉴 바로가기
국회도서관 홈으로 정보검색 소장정보 검색

결과 내 검색

동의어 포함

목차보기

[표지]

제출문

환경기술개발사업 최종보고서 요약서

요약문

목차

1. 연구개발과제의 개요 12

1.1. 연구개발 목적 12

1.2. 연구개발 필요성 13

1.3. 연구개발의 범위 15

1.4. 국내외 연구 동향 17

1.4.1. 국내 연구동향 17

1.4.2. 국외 연구동향 21

1.4.3. 해외 지열시스템 사례 27

1.5. 국내·외 관련 법규 31

1.5.1. 국내 관련 법규 31

1.5.2. 국외 관련 법규 36

2. 연구수행내용 및 성과 52

2.1. 연구내용 52

2.1.1. 지열시스템 분류 및 현황 54

2.1.2. 지열시스템 입지 시 사전환경영향 평가 기술 77

2.1.3. 지열시스템별 운영 과정에서 발생하는 환경영향 평가 기술 81

2.1.4. 지열시스템별 지하수 오염방지 관리기술 113

2.1.5. 지열시스템 자료 데이터베이스 118

2.2. 연구 개발 성과 127

2.3. 연구결과 129

3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 132

3.1. 목표 132

3.2. 목표 달성여부 133

3.3. 차후대책 133

4. 연구개발성과의 활용 계획 134

참고문헌 136

부록 142

부록 1. 『지열 설비의 설치·운영 등에 관한 환경관리요령 개선(안)』 일부개선 신·구요령 대조표 142

부록 2. 지열냉난방시스템에 대한 환경위해성 모니터링 및 관리 매뉴얼 162

부록 3. 지하수 수위 측정자료 180

부록 4. 용어 설명 214

표목차

〈표 1.1-1〉 연구개발 최종목표 및 세부연구내용 12

〈표 1.1-2〉 연구개발 최종목표 및 세부연구내용 12

〈표 1.4-1〉 지중열교환기 종류별 유효 열교환 길이 비교 20

〈표 1.4-2〉 DIN 18130-1에 근거한 미고화퇴적물의 수리전도도 범위 24

〈표 1.4-3〉 토양 종류별 열전도도와 열확산도 25

〈표 1.4-4〉 암석 종류별 열확산도 25

〈표 1.4-5〉 암석 종류별 열전도도 25

〈표 1.4-6〉 개방형 지하수 냉난방시스템 설치사례 27

〈표 1.4-7〉 중국의 지열에너지 이용 지역 30

〈표 1.5-1〉 지열시스템 관련 지하수법 31

〈표 1.5-2〉 지하수 냉난방에너지원 시설의 설치기준 32

〈표 1.5-3〉 지열시스템 관련 지하수법 시행령 33

〈표 1.5-4〉 지열시스템 관련 지하수의 수질 보전 등에 관학 규칙 33

〈표 1.5-5〉 지하수의 수질 기준 34

〈표 1.5-6〉 에너지관리공단 지열이용검토서 35

〈표 1.5-7〉 국가별 지열시스템 규제 36

〈표 1.5-8〉 천부 개방형 지열시스템 주입 온도 국가별 기준 37

〈표 1.5-9〉 지하수 주입 규제(Underground Injection Control Program) 37

〈표 1.5-10〉 뉴욕시의 개방형 지열냉난방시스템관련 규정 38

〈표 1.5-11〉 개방형 지하수 냉난방시스템 오염 대처 가이드라인(USEPA) 38

〈표 1.5-12〉 지중열교환기 설계 시 고려해야 될 요소 및 대표 값 41

〈표 1.5-13〉 개방형 지하수 냉난방시스템 미국 설치 기준 42

〈표 1.5-14〉 건물 종류별 부하량 45

〈표 1.5-15〉 지중열교환기 구성 요소 제안 46

〈표 1.5-16〉 VDI 4640 표준 주요내용 49

〈표 2.1-1〉 연구부지 현황 52

〈표 2.2-2〉 지열냉난방시스템의 설치 및 운영이 토양 및 지하수에 미치는 영향 53

〈표 2.1-3〉 지중열교환기의 형태에 따른 지열시스템 시설 분류 55

〈표 2.1-4〉 지중열교환기 형태별 장·단점 55

〈표 2.1-5〉 연도별 전국 지열시스템용량 56

〈표 2.1-6〉 용도별 지열시스템용량 57

〈표 2.1-7〉 지열시스템 용량별 연간용량 60

〈표 2.1-8〉 시설재배 시설의 종류 67

〈표 2.1-9〉 단동형태 비닐하우스의 보온방 69

〈표 2.1-10〉 수막재배 시설의 방식별 규모 70

〈표 2.1-11〉 농림축산식품부의 온실 냉난방 관련 지원사업 73

〈표 2.1-12〉 농업에너지 이용 효율화사업 지원개요(지열·지중열 냉난방) 74

〈표 2.1-13〉 농업에너지 이용 효율화사업 지원개요(에너지절감) 75

〈표 2.1-14〉 농어업에너지 이용 효율화 사업 예산 변화 75

〈표 2.1-15〉 개방형과 밀폐형의 설치부지 조건 77

〈표 2.1-16〉 밀페형 시스템 내 관측공 및 시설 주변 지하수 수온의 기초통계 85

〈표 2.1-17〉 SJ-1에서 지열냉난방시스템 운영방식에 따른 수위에 대한 기초통계 87

〈표 2.1-18〉 SY-3에서 지열냉난방시스템 운영방식에 따른 수위에 대한 기초통계 89

〈표 2.1-19〉 SY-3에서 블리딩에 의한 지하수위 강하 모사 결과 90

〈표 2.1-20〉 지열공 내 수온의 수직적 분포에 대한 기초통계 91

〈표 2.1-21〉 지열공 내 전기전도도의 수직적 분포에 대한 기초통계 93

〈표 2.1-22〉 SJ-1과 SY-3 내 중금속 함량 105

〈표 2.1-23〉 SJ-1에서 0.5%이상 분석된 미생물 108

〈표 2.1-24〉 SJ-1에서 고온성 세균의 구성 110

〈표 2.1-25〉 SY-3에서 0.5%이상 분석된 미생물 111

〈표 2.1-26〉 밀폐형에 사용되는 그라우팅 재질의 종류 113

〈표 2.1-27〉 지질학적 조건에 따른 그라우팅 재료 114

〈표 2.2-1〉 국내외 학술지 게재 127

〈표 2.2-2〉 특허 출원 및 등록 128

〈표 3.1-1〉 연차별 연구개발 목표 및 결과 132

〈표 3.2-1〉 연구개발 목표별 목표 달성여부 133

그림목차

〈그림 1.2-1〉 천부지열에너지 장기 모니터링 및 평가기술 연구개발의 필요성 13

〈그림 1.2-2〉 지열냉난방시스템의 설치 및 운영 시 고려사항 14

〈그림 1.3-1〉 장기모니터링 관측정 설치 및 자동수위계측기 설치 예 15

〈그림 1.3-2〉 지열시스템별 장기모니터링 운영 예 16

〈그림 1.4-1〉 2002~2014년까지 국내 지열냉난방시스템 설치 현황 18

〈그림 1.4-2〉 2004~2013년까지 국내 개방형 지열냉난방시스템 설치 현황 18

〈그림 1.4-3〉 연도별 공공기관 신·재생에너지 공급의무 비율 19

〈그림 1.4-4〉 2008~2017년까지 지열냉난방시스템에 대한 논문, 특허 및 보고서 발간 현황 19

〈그림 1.4-5〉 2001~2017년까지 개방형 지하수 냉난방시스템 연구 동향 20

〈그림 1.4-6〉 국내에 설치된 SCW 지중열교환기 종류 21

〈그림 1.4-7〉 지열냉난방시스템 설치 시 지하수 오염 가능성 22

〈그림 1.4-8〉 GeoTrainet 프로그램 구성 23

〈그림 1.4-9〉 GeoTrainet 교육과정 참가자의 나라와 관련 분야 23

〈그림 1.4-10〉 열응답시험의 종류에 따른 수온증가 경향 24

〈그림 1.4-11〉 냉방 시 지하수의 입·출구 온도 모니터링 26

〈그림 1.4-12〉 스웨덴 말뫼의 에너지 자립마을 28

〈그림 1.4-13〉 이탈리아 폴로니카의 에너지 절감형 주택 28

〈그림 1.4-14〉 해안도시 바사(핀란드)의 지열시스템 29

〈그림 1.4-15〉 터키 지열냉난방 이용 현황 29

〈그림 1.5-1〉 SCW 냉난방시스템의 모식도 39

〈그림 1.5-2〉 지열공 직경 및 심도 조사 40

〈그림 1.5-3〉 건물부하에 따른 지열공 심도 44

〈그림 1.5-4〉 프랑스에서 개방형 냉난방시스템 설치 과정 요약 45

〈그림 1.5-5〉 개방형 지하수 냉난방시스템 설치 과정 46

〈그림 1.5-6〉 일본의 지열시스템 시설 수량 47

〈그림 1.5-7〉 스웨덴의 연간 지열히트펌프 판매량 48

〈그림 1.5-8〉 독일 각 주들의 다양한 설치 가이드라인 49

〈그림 1.5-9〉 프랑스의 광산법 50

〈그림 2.1-1〉 밀폐형과 개방형 시스템의 모식도 54

〈그림 2.1-2〉 2006~2016년까지 국내 지열시스템 설치용량 56

〈그림 2.1-3〉 2006~2015년까지 국내 지열시스템 용도별 설치용량 비율 57

〈그림 2.1-4〉 2006~2015년까지 국내 지열시스템 용도별 설치용량 59

〈그림 2.1-5〉 2006~2015년까지 지열시스템 용량별 누적용량 비율 61

〈그림 2.1-6〉 2006~2015년까지 지역별 지열시스템 누적 수량 61

〈그림 2.1-7〉 2006~2015년까지 국내 지열시스템 용량별 연간용량 62

〈그림 2.1-8〉 2006~2015년까지 국내 지열시스템 지역별 설치용량 63

〈그림 2.1-9〉 시설재배 종류 67

〈그림 2.1-10〉 비닐하우스의 종류 68

〈그림 2.1-11〉 순환식 수막재배 시스템의 구조 68

〈그림 2.1-12〉 단동형태 비닐하우스 보온방식별 규모 69

〈그림 2.1-13〉 2015년 지열에너지 보급량 70

〈그림 2.1-14〉 지열시스템이 적용된 계사의 연료비 절감률 71

〈그림 2.1-15〉 농촌 에너지 절감 계획 72

〈그림 2.1-16〉 탈원전 정책으로 신·재생에너지 지원 강화(산업부·원안위) 76

〈그림 2.1-17〉 단계양수시험과 적정 양수량 산정 예시 78

〈그림 2.1-18〉 국내 지질도 79

〈그림 2.1-19〉 연구부지 위치 및 지질도 80

〈그림 2.1-20〉 수온 및 수위 자동센서, 설정프로그램 및 측정자료 수집 81

〈그림 2.1-21〉 OO기업에 설치된 지열공의 모식도 81

〈그림 2.1-22〉 2010년 5월부터 2017년 12월까지 SJ-1에서 측정된 수온과 기온 82

〈그림 2.1-23〉 2014년 8월부터 2017년 12월까지 SY-3에서 측정된 수온과 기온 83

〈그림 2.1-24〉 SJ-1에서 지열냉난방시스템 운영방식에 따른 지하수 수온 비교 83

〈그림 2.1-25〉 SY-3에서 지열냉난방시스템 운영방식에 따른 지하수 수온 비교 84

〈그림 2.1-26〉 지열냉난방시스템에서 난방과 냉방 시 지하수의 수온 변화(SJ-1) 84

〈그림 2.1-27〉 밀폐형의 운영에 따른 지중 온도 변화 관측 85

〈그림 2.1-28〉 2010년 5월부터 2017년 12월까지 SJ-1에서 측정된 수위 86

〈그림 2.1-29〉 SJ-1에서 지열냉난방시스템 운영방식에 따른 지하수위 비교 87

〈그림 2.1-30〉 2014년 8월부터 2017년 12월까지 SY-3에서 측정된 수위 88

〈그림 2.1-31〉 원주(2010~2017년)와 춘천(2014~2017년)의 연수량 88

〈그림 2.1-32〉 SY-3에서 지열냉난방시스템 운영방식에 따른 지하수위 비교 89

〈그림 2.1-33〉 SY-3에서 블리딩에 의한 지하수위 강하 예측 90

〈그림 2.1-34〉 SJ-1(a)과 SY-3(b)에서 수온의 수직적 분포 92

〈그림 2.1-35〉 SJ-1(a)과 SY-3(b)에서 전기전도도의 수직적 분포 93

〈그림 2.1-36〉 현장수질항목 측정 및 시료채취 94

〈그림 2.1-37〉 SJ-1에서 유입수, 유출수 및 지열공 상부 지하수의 수온 비교 95

〈그림 2.1-38〉 SY-3에서 유입수, 유출수 및 지열공 상부 지하수의 수온 비교 95

〈그림 2.1-39〉 SJ-1과 SY-3에서 지하수 수온의 계절변화 96

〈그림 2.1-40〉 SJ-1과 SY-3에서 지하수 pH의 계절변화 96

〈그림 2.1-41〉 SJ-1과 SY-3에서 용존산소의 계절변화 97

〈그림 2.1-42〉 SJ-1과 SY-3에서 전기전도도의 계절변화 98

〈그림 2.1-43〉 SJ-1에서 유입수, 유출수 및 지열공 상부 지하수의 수질특성 98

〈그림 2.1-44〉 SJ-1에서 TDS와 주요 양이온 및 음이온의 상관관계 99

〈그림 2.1-45〉 SJ-1에서 용존성분들의 초기 농도를 이용한 수질변화 평가 100

〈그림 2.1-46〉 SY-3에서 지하수의 수질특성 101

〈그림 2.1-47〉 SY-3에서 TDS와 주요 양이온 및 음이온의 상관관계 102

〈그림 2.1-48〉 SY-3에서 용존성분들의 초기 농도를 이용한 수질변화 평가 103

〈그림 2.1-49〉 지열냉난방시스템이 지하수에 미치는 영향 평가 방법(SJ-1) 104

〈그림 2.1-50〉 SJ-1과 SY-3 내 중금속 농도 비교 106

〈그림 2.1-51〉 미생물 시료채취 절차 107

〈그림 2.1-52〉 개방형 순환수의 수질변화 평가 방법 예시 115

〈그림 2.1-53〉 LSI와 RSI를 이용한 탄산염 광물의 침전 예측 116

〈그림 2.1-54〉 포화지수를 이용한 탄산염 광물의 침전 예측 116

〈그림 2.1-55〉 지열공 내 수위관측관 설치 모식도 및 자동측정센서와 설치 사례(SJ-1) 117

〈그림 2.1-56〉 지열시스템 데이터베이스 118

〈그림 2.1-57〉 지열에너지 웹페이지(지열에너지란) 119

〈그림 2.1-58〉 지열에너지 웹페이지(국내지열시설현황) 120

〈그림 2.1-59〉 지열에너지 웹페이지(개발의 필요성) 120

〈그림 2.1-60〉 지열 관련 법규 및 규정 웹페이지(국내규정) 121

〈그림 2.1-61〉 지열 관련 법규 및 규정 웹페이지(국외규정) 122

〈그림 2.1-62〉 지열 관련 법규 및 규정 웹페이지(미국규정) 122

〈그림 2.1-63〉 관측모니터링 웹페이지 123

〈그림 2.1-64〉 강원도의 연도별 지열시스템 신규 보급현황 124

〈그림 2.1-65〉 공공시설용 지열시스템 신규 보급현황 125

〈그림 2.1-66〉 350~700 kW이하 지열시스템 신규 보급현황 125

〈그림 2.1-67〉 국내지열시스템 관련 사이트 126