이산화탄소 지중 저장을 위한 광물탄산화 기반 폐광산 채움재 실증 연구 = Empirical Study of Abandoned Mine Backfill Materials based on Mineral Carbonation for Geological CO2 Sequestration

국문 초록 (Abstract)

최근 CCUS(Carbon Capture, Utilization & Storage) 기술은 CO2를 고부가가치 산업 원료로 전환하여 자원화할 수 있다는 점에서 탄소 중립 실현을 위한 핵심 전략 기술로 주목받고 있다. 특히, 광물탄산화(Mineral Carbonation) 기술은 CO2를 열역학적으로 안정된 탄산염 광물 형태로 전환함으로써 저장성이 우수하고 이산화탄소의 재유출 위험이 낮다는 장점이 있다. 본 연구에서는 폐광 지역의 복구 및 CO2 지중 저장을 목적으로, 석탄화력발전소 부산물인 비산재를 활용한 광물탄산화 기반 폐광산 채움재를 개발하고, 이를 실증하였다. 실내 및 현장 시험을 통해 채움재의 지반 보강 효과와 시공성을 검증하였으며, 지하 석회석 광산의 테스트 베드에 적용하여 현장 적용성을 평가하였다. 본 연구에서 개발된 폐광산 채움재는 향후 탄소 중립에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Carbon capture, utilization, and storage (CCUS) technology has recently emerged as a key strategic solution for achieving carbon neutrality by converting CO2 into high-value industrial resources. In particular, mineral carbonation offers significant advantages, including superior storage stability and minimal risk of leakage, by transforming CO2 into thermodynamically stable carbonate minerals. This study developed a mineral carbonation-based mine backfill material using fly ash, a byproduct of coal-fired power plants, to reclaim abandoned mines and achieve geological CO2 sequestration. The ground reinforcement effects and constructability of the developed material were verified through laboratory and field tests. Furthermore, its field applicability was evaluated by deploying it at a test bed within an underground limestone mine. The mine backfill material developed in this study is expected to contribute significantly to achieving carbon neutrality in the future.