| 학회 | 한국화학공학회 |
| 학술대회 | 2021년 가을 (10/27 ~ 10/29, 광주 김대중컨벤션센터) |
| 권호 | 27권 2호, p.1483 |
| 발표분야 | 공정시스템 |
| 제목 | 친환경 수소활용 제철소를 위한 고로-SOEC 통합모델 개발: 기술-경제성 및 환경성 평가 |
| 초록 | 고로 중심의 현대 철강 산업은 탄소 집약적이며, 이산화탄소 배출을 줄이기 힘든 산업군 중 하나로 분류된다. 원•연료 고갈 및 이산화탄소 배출 문제는 지속가능한 고로 조업을 위해 끊임없이 제기되어왔다. 본 연구에서는 이를 해결하기 위하여 수소 환원을 활용한 수소생산-고로 통합 공정을 제시하였다. 친환경적 수소 생산을 위하여 고체 산화물 수전해 시스템 (SOEC)을 도입하였고, 이에 대한 경제성을 논하였다. 기술적인 측면에서는 생산된 수소를 고로에 주입했을 때 발생하는 효과를 관찰하였다. 특히, 수소 주입온도에 따른 최대 주입률을 추산하고 고로의 원•원료비 변화 및 이산화탄소 배출 저감률을 산출하였다. 마지막으로 지구온난화지수를 도입하여 환경적 영향을 평가하였다. 그 결과, 고온(800 ~ 1200 ℃)의 수소는 주입 조건에 따라 약 0.255 ~ 0.334 kgCoke/kgH2의 환원제비를 달성하였고, 수소 생산단가가 현재 시점에서는 9.76 $/kgH2로 추산되었으나, SOEC 공정의 기술 개발 성숙도에 따라 2.26 ~ 1.48 $/kgH2까지 낮아질 수 있음을 보였다. 본 연구의 향후 전망에 따르면, 2037 ~ 2046년 정도에 수소활용한 제철소가 경제적으로 타당함을 확인하였다. 또한, 수소 주입에 따라 0.26 ~ 0.32 tCO2-eq./tHM이 저감할 것으로 예측되었다. 이를 통해 친환경 제철소를 위한 기초 기술 요소에 대해 평가할 수 있었다. |
| 저자 | 김진수1, 이현준2, 이보름2, 김정일3, 오현민1, 이인범2, 임한권2, 윤영식1 |
| 소속 | 1포항공과대, 2울산과학기술원, 3POSCO 기술(연) |
| 키워드 | 공정모사 및 설계 |
| 원문파일 | 초록 보기 |
