켄텍, 천연수소 상용화 길 연다…액화 비용 1㎏당 1.24달러

액화수소·LNG 동시 생산 통합 공정 설계로 상용화 제시

액체질소 예냉 공정 대비 에너지 소비량 36.9% 절감

[나주=뉴시스] 천연수소 생산정의 혼합가스로부터 LNG와 액화수소를 함께 생산하는 통합 공정 개념도. (그래픽=켄텍 제공) [email protected]  *재판매 및 DB 금지

[나주=뉴시스]이창우 기자 = 한국에너지공과대학교(켄텍·KENTECH) 연구팀이 천연수소 생산 과정에서 액화수소와 액화천연가스(LNG)를 동시에 생산하는 통합 공정을 개발하고 대규모 생산의 에너지 효율과 경제성을 분석해 상용화 가능성을 제시했다.

22일 켄텍에 따르면 황지현 교수 연구팀은 실제 천연수소 생산정에서 나올 수 있는 메탄과 각종 탄화수소 등 혼합가스 성분을 반영해 공정 설계를 완성했다.

하루 300t의 액화수소 생산을 기준으로 분석한 결과 단일 혼합냉매(SMR) 예냉 공정은 액체질소 예냉 공정보다 단위 에너지 소비량을 36.9%, 엑서지 파괴량을 54.1% 줄이는 것으로 나타났다.

기존 상용 액화수소 플랜트와 비교한 에너지 소비 절감 가능성은 약 45~55%로 분석됐다.

연구팀은 가스에서 분리한 천연가스액(NGL) 성분을 혼합 냉매의 보충 원료로 활용하는 방안도 제시했다.

연간 천연수소 생산량 300만t을 가정한 경제성 분석에서는 액화수소 1㎏당 액화 비용이 최저 1.24달러, 천연수소의 상류 생산원가는 1㎏당 최저 0.22달러로 추산했다.

다만 생산원가는 최종 판매가격이 아니며 실제 상용화를 위해서는 매장량과 생산 안정성, 시추 비용 및 현장 운전조건에 대한 추가 검증이 필요하다.

[나주=뉴시스] 한국조선해양기자재연구원 김준석 연구원(제1저자). (사진=켄텍 제공) [email protected] *재판매 및 DB 금지

이번 연구는 황 교수의 지도 아래 김준석 한국조선해양기자재연구원 연구원이 켄텍 석사과정에서 수행한 연구를 발전시킨 성과로 김 연구원이 제1저자로 참여했다.

황 교수는 "천연수소의 대규모 생산·액화 공정에 대한 기술적·경제적 가능성을 제시했다는 데 의미가 크다"며 "석사학위 연구가 수소 분야 국제학술지 게재로 이어졌다는 점에서도 뜻깊다"고 말했다.

연구 논문은 수소 에너지 분야를 대표하는 SCIE급 국제학술지 '인터내셔널 저널 오브 하이드로젠 에너지(International Journal of Hydrogen Energy)'에 온라인으로 실려 '사이언스다이렉트(ScienceDirect)'에서 공개됐다.


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