기후 변화와 자원 부족은 세계 인구가 증가함에 따라 문제의 심각성이 대두되고 있다. 이에 따라 기존의 화석 연료를 대체할 지속 가능한 에너지원으로써 연소 시 이산화탄소를 배출하지 않는 수소가 주목받고 있다. 수전해는 녹색 수소를 생산할 수 있는 방법이나 전기 가격에 의해 비용 경쟁력이 결정되며, 수소의 수송과 저장의 어려움으로 인해 소량 생산이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 지속 가능한 분산형 수소 생산을 위해 각각 소규모 원전 및 하이브리드 담수화 공정을 수전해 기술과 결합한 생산 방법(VHTR(Very High-temperature Reactor)-SOEC(Solid Oxide Electrolysis Cell) 시스템 및 HyDesal(Hybrid Desalination)-수전해 시스템)을 제안하며, 본 연구의 실현 가능성을 검증하기 위해 공정 시뮬레이션 및 최적화, 엑서지 분석, 기술-경제성 분석, 민감도 분석을 수행하였다. 추가적으로, VHTR 와 SOEC 의 통합 모델은 환경 영향을 검토하기 위해 탄소 배출 가격을 반영하여 단독 SOEC 시스템과의 비교 연구를 수행하였다. 결과적으로 VHTR-SOEC, HyDesal-SOEC 및 HyDesal-AEC 시스템은 수소 생산 단가가 수소 1kg 당 $5.31, $2.04 및 $0.79 로 선행 연구에 대한 비용 경쟁력을 입증하였으며, 순수한 물의 생산 단가는 물 1ton 당 $1.42 으로 선행 연구와 비교했을 때 합리적인 결과를 나타냈다. 따라서 본 논문에서 제시한 수소 생산 방법은 분산형 수소 생산을 위해 실현 가능하고 지속 가능함을 시사한다.