그린 청정수소
그린청정수소
한국전력기술은 최근 기후변화 대응 및 국내 에너지 안보 확보 측면에서 실질적 대안으로 부각되고 있는 수소에너지와 관련하여 그린 및 청정 수소 생산과 발전소연료로 활용하는 시스템을 실증하기 위한 연구를 진행하고 있습니다.
재생에너지를 이용한 그린수소와 원자력에너지를 활용하여 생산하는 청정수소는 생산 및 활용 단계에서 온실가스를 배출하지 않는 청정에너지로서 국내 온실가스 감축 의무를 달성하고, 국가 에너지 자원의 다변화를 통해 에너지 안보를 확보하는데 크게 기여할 것으로 기대하고 있습니다. 한국전력기술은 이러한 기술을 확보하기 위하여 정부 주도의 다양한 실증사업에 참여하고 있습니다.
원전활용 수소생산 핵심기술 개발
원전 활용 청정수소 생산·유통 생태계 도식 설명
중앙에 수소 생산 시설이 있고, 오른쪽 원자력발전소에서 열과 전력이 들어오며, 생산된 청정수소와 잉여 열·전력이 주변 산업과 저장·운송 시설로 퍼져 나가는 구조를 아이콘과 점선·실선으로 표현한다.
에너지 유입(오른쪽) 원자력발전소 두 기에서 중앙 수소 생산 시설로 연결된다. 적색 점선은 원전공정열(Nuclear Process Heat)을, 청색 점선은 고온수전해·비송전 전력·저온수전해 등 수소 생산에 쓰이는 전기·열 경로를 나타낸다.
수소·열·전력 유출 중앙 시설에서 청정수소 운송(청색 점선)이 저장 구(청정수소 저장), 공장 형태의 청정수소 활용산업, 청정수소 운송·충전사업 시설로 뻗어 있다. 상단에는 공정열 활용산업으로 이어지는 적색 점선이 있다. 원전 쪽에서 송전전력(적색 실선, 전주)이 전력 활용산업으로 공급되는 경로도 표시되어 있다.
2050 탄소중립 핵심기술
2050 탄소중립 핵심기술 도식 설명
중앙에 파란 원형의 H2(수소) 표시가 있고, 아래로 이어지는 선과 화살표가 하단 녹색 막대의 최종 목표 문구로 연결된다. H2 주위에 기술 분야별 박스가 배치되어 있다.
- 수소저장·이송기술 저장탱크, 배관망, 충전소
- 수소생산기술 수전해 방식, 원전이용, 암모니아 크래킹
- 전력망 기술 지능형 전력망, 스마트 그리드
- 수소활용기술 연료전지, 수소발전, 모빌리티
- 안전·표준화 안전기술, 표준규격
통합 목표 하단 녹색 띠에는 그린·청정수소 통합기술 확보와 수소시장 선점 및 사업화가 제시되어 있다.
그린수소 생산 시스템 연구
- 태양광, 풍력, 수력 발전 등 재생에너지를 이용한 그린수소 생산 시스템 연구
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모사전력 활용 수소생산 시스템
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100N㎥/h 수소 생산 및 출하 설비
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- 재생에너지 모사전력을 활용한 수소 생산/저장/활용 시스템 구축 사업 수행
- 재생에너지 디지털트윈 및 친환경 교통 실증연구 인프라 구축 과제의 일환으로 100N㎥/h 용량의 수소 생산 및 출하를 위한 시스템 구축
원전 연계 청정수소 생산 시스템 연구
- 가동원전, 신규원전, SMR(Small Modular Reactor) 등과 연계하여 원전에서 생산한 전기 및 증기(공정열)를 이용한 수소 생산 시스템
수소에너지를 포함한 통합에너지운영시스템(T-EMS) 연구
- 수소에너지 설비, ESS 및 열관리시스템 등 복합에너지설비 운영시스템 연구
- 수전해설비와 연료전지를 연계한 HESS(Hydrogen Energy Storage System) 연구
수소시범도시 인프라 기술개발 과제 EMS 개념도 상세 설명
삼척시 수소 타운하우스 단지 내에 구축되는 에너지관리시스템(EMS) 개념을 나타낸다. 좌측 주거단지, 중앙의 전기·열·수소 흐름, 우측·하부의 통합 관제와 외부 시장 연계, 상단의 사업 목표와 안전 모니터링 허브가 함께 표시된다.
주거단지 여섯 채의 주택 아이콘이 호 형태로 배치되어 있고, 상부에 수소누출센서 모니터링·알람이 표기되어 있다.
에너지 내부거래 주거단지와 중앙 에너지 설비 사이에 전기에너지와 열에너지를 주고받는 양방향 화살표가 있다.
수소·열 생산 계통 수소 경로는 전기저장, 수전해 장치, 금속수소화물 수소 압축·저장, 연료전지 순으로 이어진다. 상부에는 수소설비 안전 감시와 수소누출센서·불꽃감지 설치가 표시된다. 하부에는 연료전지열, 지열, 태양열을 이용한 융합 열생산이 함께 표시된다.
커뮤니티 주민센터 및 홍보관과 공용면적 발전(태양 아이콘)이 하부 중앙에 나타난다.
에너지 외부거래 주거단지 통합관리동의 통합관제·모니터링과 연결되어 신에너지산업, 온실가스 배출권, 가상발전소, 상계 거래, 수요 반응 등 외부 시장·제도 요소가 표기된다.
통합 안전·데이터 우측 상단에는 태양광·일반·연료전지 등 세 가지 이상 유형이 적용된 주택 여섯 채와 제로에너지건축 2등급 이상 설계, 주민센터·통합관리동 건립 촉진 등 사업 목표 문구가 있다. 안전통합 모니터링 허브는 기상정보와 부하패턴 학습 데이터와 연계된다.
발전소 수소/암모니아 활용 연구
- 생산된 그린수소 및 청정수소는 대용량, 장거리 이송을 위해 암모니아 형태로 변환하여 이송되며, 발전소에서는 이를 암모니아 상태 그대로 활용하거나 수소로 다시 변환하여 발전 연료로 사용
- 관련 정부 과제 참여 및 수행
- 300MW급 가스터빈 50% 수소 혼소를 위한 기술 개발 과제
- USC급 미분탄 보일러 20% 암모니아 혼소를 위한 기술개발 과제
- 암모니아 혼소발전 안전성 평가 및 안전 기술기준 개발 과제