UNIST 에너지 및 화학공학부 임한권 교수팀은 ‘글리세롤 수증기 개질(열이나 촉매 작용으로 탄화수소 구조를 변화시키는 일)반응’을 통한 수소 생산 기술의 경제성을 평가하는 기법을 제안했다고 31일 밝혔다.
임한권 교수팀은 바이오디젤(Biodiesel) 생산 과정에서 나오는 ‘글리세롤’로 수소를 생산하는 기술에 주목하고, 경제성 분석을 진행했다.
버려지는 부산물을 이용해 수소를 만드는 기술의 타당성을 평가해본 것이다.
연구진은 1시간 동안 700㎥의 수소를 생산하는 ‘분산형 수소충전소’ 규모를 상정하고 공정을 설계했다.
분산형 수소충전소는 수소를 쓸 곳에서 직접 생산하는 시스템을 뜻하며, 생산규모는 미국 에너지부에서 제시한 최대치를 따랐다.
공정모사 프로그램을 통해 설계한 글리세롤 수증기 개질반응 공정은 반응온도와 반응물 비율과 유량 등에 따라 생산비용이 달라졌다.
연구진은 각 요소를 변화시키며 가장 저렴한 수소를 얻을 수 있는 공정을 적용하자 수소 1kg 생산할때 4.46달러로 계산됐다.
이번 연구는 실제 공정을 설계하면서 경제성을 함께 분석한 ‘기술·경제성 분석(Techno-Economic Analysis, TEA)’의 하나다. 같은 기법을 활용하면 다른 방식의 수소 생산기술의 경제성 평가도 가능하다.
임한권 교수는 “개발 초기단계에 있는 기술들은 불확실성 때문에 경제성을 분석하기 어렵다고 알려졌지만, 이번 연구로 불확실성 분석에 쓰이는 기법을 적용하면 통합적인 기술·경제성 분석이 가능하다는 걸 보였다”며 “다양한 수소 생산 공정의 경제성을 분석하고, 수소경제 구축 등의 정책을 세우는 데 도움이 될 것”이라고 전망했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부 재원의 한국연구재단(NRF) 기후변화대응기술개발사업과 산업통상자원부 재원의 한국에너지기술평가원(KETEP) 에너지기술개발사업의 지원으로 수행됐다. 이 분석법은 국제학술지 ‘에너지 컨버전 엔 매니지먼트’에 발표됐다. 강은정 기자