천부 지열에너지로서의 지하 열에너지 저장 기술 동향

Status of Underground Thermal Energy Storage as Shallow Geothermal Energy

최근 급격한 기후변화가 세계적 또는 국지적으로 발생하고 있으며, 지구온난화에 대한 대책으로 CO2 저감 기술들 이 중요한 해결책으로 여겨지고 있다. 이 기술들에 대한 한 방법으로서 대체에너지를 개발하고 있는 대부분의 국가에 서 천부 지하 열에너지 저장 (UTES: underground thermal energy storage)은 신뢰성 있는 냉난방 기술로 적용되어 왔다. 천부의 토양이나 암반, 대수층내 지하수 및 지하공간내 저장된 유체 등의 열 에너지원을 이용하는 지열 시스템 은 일반적으로 열에너지의 회복과 저장의 개념을 기반으로 한다. 아직 국내에서는 이러한 기술 개발이 기초적이지만 지속적인 연구들을 수행한다면 보다 친환경적이며 경제성 및 효율이 높은 시스템을 개발할 수 있을 것으로 본다. 국 내 지반은 대수층이 전국적으로 분포하고 있으므로 수리지열학적 특성을 활용한 고효율의 시스템 개발이 용이하다. 그러나 지하 열 저장 기술에 대한 이해 부족 및 제도적 문제들로 다양한 시스템들이 개발되지 못하고 국내에는 90% 이상이 단편적인 폐회로형 지열시스템으로 보급되고 있다. 비효율적인 지열시스템의 보급 확산을 방지하기 위해서는 지반의 수리지열학적 특성을 반영한 선진화된 지하 열에너지 저장 시스템들을 개발할 필요가 있다. 개선된 시스템 보 급을 위하여 국제적인 협력이 필수적이며, 지속적인 지하 열에너지 저장 연구를 통하여 천부 지열시스템의 효율을 개 선시킬 수 있다.

Recently abrupt climate changes have occurred in global and regional scales and CO2 reduction technologies became an important solution for global warming. As a method of the technologies shallow underground thermal energy storage (UTES) has been applied as a reliable technology in most countries developing renewable energy. The geothermal energy system through soil, rock, and ground water in aquifer and cavern located in shallow ground is designed based on the concept of thermal energy recovery and storage. UTES technology of Korea is in early stage, and therefore consistent researches are demanded to develop environmental friendly, economical and efficient UTES systems. Aquifers in Korea are suitable for various type of ground water source heat pump system which is an important renewable energy utilization system. However due to the poor understanding and regulations on the various UTES high efficient geothermal systems have not developed. Therefore simple closed U-tube type geothermal heat pump systems account for more than 90% of the total geothermal system installation in Korea. To prevent becoming wide-spread of inefficient systems, UTES systems considering to the hydrogeothemal properties of the ground should be developed and installed. Also the international collaboration is necessary, and continuous UTES researches can improve the efficiency of shallow geothermal systems.