| 초록 |
천연가스를 원료로 사용한 수증기 개질 반응은 주로 대규모 수소 생산 공정에서 이용되는 경제적인 방식이다. 하지만 천연가스 기반의 수소 생산 공정은 CO2 배출을 동반하게 되므로 탄소 중립형 수소 생산을 위해 이산화탄소 배출원에 대해 포집 공정을 도입해야 한다. 포집 공정이 연계된 공정은 추가적인 에너지가 필요하게 되며 기존 수소 생산 공정의 물질에너지수지식이 변화한다. 포집 공정을 고려한 수소 플랜트에 대한 설계적 분석과 경제성 평가를 통해 최적 통합 방안을 모색할 수 있다. 본 연구에서는 탄소 중립형 수소 생산의 경제성 제고 방안을 연구하고자 한다. 이를 위해 SMR 기반 수소 생산 공정의 CO2 배출원별 포집 공정을 연계한 3가지 사례의 통합 공정 모델링과 전산 모사를 수행하였고, 연구의 신뢰도를 확보하고자 기존 문헌과 모델링 결과를 비교 검토하였다. 모사 결과를 토대로 각 사례별로 최적 포집 공정 연계 방안을 모색하고, 경제성 평가를 수행하여 수소 생산 비용과 이산화탄소 포집 및 회피 비용을 도출하였다. 또한 주요 설계 변수 및 경제성 파라미터에 대한 민감도 분석을 진행하여 포집 공정 도입이 수소 생산 비용에 미치는 영향을 파악하고, 이산화탄소 포집 및 회피 비용을 줄이기 위한 방안을 검토하였다. 본 연구는 산업통상자원부(MOTIE)와 한국에너지기술평가원(KETEP)의 지원을 받아 수행한 연구 과제입니다. (No. 20214710100060) |
