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1. 연구개발과제의 개요 9

1) 연구 개발의 개요 9

(1) 연구개발 정의 9

(2) 연구개발의 필요성 14

(3) 국가 상위 정책 및 계획과의 부합성 18

(4) 연구 개발 대상의 국내·외 현황 21

(5) 연구개발대상 유사과제 분석 39

(6) 표준화 현황 40

(7) 국내외 시장현황 44

2) 수소도시 타운하우스 주거 모델 개발 연구단 비전 51

(1) 비전 51

(2) 기술현황 및 기술예측(As-Is, To-Be) 52

3) 연구개발과제의 목표 55

(1) 연구개발목표 55

(2) 연구개발내용 및 범위 56

(3) 연구개발과제의 단계별 목표 58

2. 연구개발과제 수행 과정 및 수행 내용 62

2-1. 타운하우스형 수소 생산-저장-이용 시스템 기술개발 및 실증(한국에너지기술연구원) 62

가. 수소 커뮤니티 단지형 수소에너지 설비 개념 설계 62

나. 수소 커뮤니티 단지형 수소에너지 설비 설계 및 단위장치 시험 70

다. 수소 커뮤니티 단지형 수소에너지 설비 실증, 설비 제작 및 단동 연계운전 88

라. 수소 커뮤니티 단지형 수소 에너지 설비 운전 실증 및 보완 100

2-2-1. 수소와 재생에너지를 포함하는 다중 열원 이용 타운하우스 열관리 시스템 개발 및 실증(고려대학교) 128

가. 열관리 시스템 요소기술 설계 및 에너지 부하 모델링 개발 128

나. 다중열원 히트펌프 요소기술 개발 및 냉난방, 급탕시스템 성능 최적화 기술개발 130

다. 수소 커뮤니티 단지형 열생산 저장 공급시스템 제작 설치와 단지특성별 복합에너지 네트워크 설계 및 운영 137

라. 수소 커뮤니티 단지형 열생산 저장 공급시스템 실증운전 143

2-2-2. 도시확대 적용을 위한 수소단지 설계/운영 가이드라인 및 비즈니스모델 개발(고려대) 147

가. 수소타운 단지 용도별 에너지 소비량 예측 모델 및 복합에너지 평가시스템 주요 요소기술 개발 147

나. 수소타운 단지 복합에너지 네트워크 평가시스템 개발 149

다. 단지 특성별 복합에너지 네트워크 설계 및 운영 가이드라인(3단계 : 2022) 151

라. 한국형 비즈니스 모델 및 제도적 활성화 방안 제안 154

2-3. 수소저장 합금 이용 계간 수소저장 시스템 제작 및 실증(원일티앤아이) 159

가. 수소저장체 제조 기술 및 시스템 모듈화 설계 159

나. 수소저장시스템 모듈 성능/내구성 평가, 열제어 시스템 설계 160

다. 수소 커뮤니티 단지형 수소에너지 저장 시스템 설치 및 예비운전 164

라. 수소저장 시스템 실증 운전 167

2-4. 수소타운하우스용 PEMFC 시스템 개발 및 실증(두산퓨얼셀파워) 171

가. 주택용 수소 PEMFC 시스템 설계 171

나. 주택용 수소 PEMFC 시스템 제작/평가 및 건물용 수소 PEMFC 시스템 설계 172

다. 건물용 수소 연료전지 제작 및 평가 175

라. 수소 커뮤니티 단지용 수소연료전지 실증 및 보완 178

2-5. 수소 제조-저장-이용 연계 통합 엔지니어링 및 모니터링 시스템 개발(이엠코리아) 180

가. 수소 생산-저장-연료전지 연결시스템 개념설계 180

나. 수소 생산-저장-연료전지 연결시스템 상세설계 185

다. 수소시스템 통합 설치 및 안전 모티터링 시스템 구축 191

라. 수소 통합 안전제어 시스템 운전 및 모니터링 194

2-6. 도시 모델 구현 에너지 수요모델 예측 프로그램개발 및 주거모델 구축을 통한 실증(한국토지주택공사) 207

가. 무인거주 시스템 구축을 통한 에너지 수요형태 모사 및 실증설계 207

나. 수소기반 복합에너지 연계형 주택 실증단지 테스트베드 시공, 인허가 212

다. 복합에너지 연계형 도시모델 테스트베드 조성 및 실증 221

라. 실증단지 주택 에너지 소비현황 및 에너지 공급 대응 검증 227

마. 실증단지 에너지 자립률 및 실제 에너지 소비량을 고려한 에너지 자립도 분석 228

2-7. 수소에너지 연계 복합에너지 설비 통합운영 시스템 개발(한국전력기술) 232

가. 수소타운 단지내 에너지 자원수요 예측 및 공급 통합운영 시스템 설계 232

나. 수소타운 단지 통합 에너지 운영 모듈개발 및 통합운영 시스템 개발 236

다. 수소타운 단지 통합 에너지 운영시스템 설치 및 안정화 245

라. 수소타운 단지 통합 운영시스템 실증 및 최적화 254

2-8. 수소에너지 연계형 주택 표준모델 개발 및 단지 복합에너지 설비 안전기술 개발(한국건설기술연구원) 265

가. 수소기반 복합에너지 연계형 주택모델 개념 및 요소기술 도출 265

나. 수소에너지 연계형 주택 표준모델의 요소기술 개발 및 복합에너지 연결 계통 수용 모델 도출(2단계 : 2021) 267

다. 수소기반 복합에너지 연계형 주택 표준모델 개발 및 에너지 설비시설 안전기준 마련(3단계 : 2022) 270

라. 실증주택 단지의 주거성능 평가 및 표준모델 고도화 및 국가건설안전기준(안) 재개정 275

2-9. 통합관제 모니터링 시스템 디자인 구성 및 현황판, 인테리어 설치 시공(넥셀시스템) 278

가. 수소타운 홍보관 에너지통합 관제현황 개념적립 및 분양별 모니터링 요소기술 분석 278

나. 수소타운 홍보관 에너지통합 관제현황판 디자인(안) 도출 및 운영 리스크 분석 282

다. 수소타운 홍보관 에너지통합 관제현황판 디자인(안) 사전 검증평가 286

라. 수소타운 홍보관 실증에너지 통합 관제현황판 및 인테리어 시공 291

2-10. 도시확대 적용을 위한 수소기반 도시계획 적용 모델 개발(가비) 294

가. 수소타운 주택단지의 확대 적용을 위한 요소도출 및 모델개발 294

나. 수소타운 에너지 공유 플랫폼 모델 도출 295

다. 비즈니스 모델 개발(수소기반 온실가스 배출권 외부사업) 299

라. 수소기반 신도시 도시재생사업 등을 위한 도시계획 가이드라인 개발 309

2-11. 수소에너지 연계형 주택단지 안전기술 개발(한국가스안전공사) 314

가. 수소기반 복합에너지 연계형 주택을 위한 주거용 고압가스설비 인허가 기준 검토 314

나. 수소에너지 연계형 주택 시범단지 설계안별 위험성 평가 315

다. 수소기반 복합에너지 연계형 실증단지 안전관리 시스템 개발 317

라. 수소기반 복합에너지 연계형 주택을 위한 주거용 수소시설 통합안전관리 시스템 개발 322

3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 326

1) 연구수행 결과 326

(1) 정성적 연구개발성과 326

(2) 정량적 연구개발성과 337

(3) 세부 정량적 연구개발성과 349

(4) 계획하지 않은 성과 및 관련 분야 기여사항 363

2) 목표 달성 수준 364

4. 목표 미달 시 원인분석 368

1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 368

두산퓨얼셀파워 368

토지주택연구원 368

(주)가비 369

2) 자체 보완활동 369

고려대 369

두산퓨얼셀파워 371

한국전력기술 371

3) 연구개발 과정의 성실성 372

한국에너지기술연구원 372

원일티엔아이 375

두산퓨얼셀파워 375

토지주택연구원 375

한국전력기술 375

5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 380

한국에너지기술연구원 380

한국에너지기술연구원, 원일TNI 380

고려대학교 380

원일티엔아이 382

두산 382

이엠솔루션 382

토지주택연구원 382

한국전력기술 383

(주)가비 383

6. 연구개발성과의 관리 및 활용계획 384

한국에너지기술연구원 384

한국에너지기술연구원, 원일TNI 389

원일티엔아이 390

두산퓨얼셀파워 390

이엠솔루션 390

토지주택연구원 390

한국전력기술 391

넥셀시스템 395

(주)가비 395

한국가스안전공사 395

1) 연구성과 총괄 397

2) 연구개발성과의 향후 5년간(활용보고서 제출기간) 성과활용 목표·계획 429

7. 기타사항 445

두산퓨얼셀파워 합병에 따른 회사명 변경 445

별첨 446

1. 총 연구개발기간 성과점검기준표 및 증빙자료[내용없음] 446

2. 세부 정량적 연구개발성과 증빙자료(상기 ‘2. 총 연구개발기간 성과점검기준표 실적 증빙자료’에 기포함되어 있는 증빙자료 제외)[내용없음] 446

[뒷표지] 447

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