표제지
목차
국문초록 15
Ⅰ. 서론 16
Ⅱ. 방법론 22
2.1. 공정 설계 및 분석 22
2.1.1. Case 1: VHTR-SOEC 시스템 22
2.1.2. Case 2: HyDesal-수전해 시스템 23
2.2. 전기화학적 모델 32
2.3. 최적화 과정 개요 33
2.3.1. Case 1: VHTR-SOEC 시스템 33
2.3.2. Case 2: HyDesal-수전해 시스템 34
2.4. 엑서지 분석 개요 37
2.5. 기술-경제성 분석 개요 39
Ⅲ. 결과 45
3.1. 최적화 결과 45
3.2. 엑서지 분석 결과 48
3.3. 기술-경제성 분석 결과 51
3.3.1. Case 1: VHTR-SOEC 시스템 51
3.3.2. Case 2: HyDesal-수전해 시스템 52
3.4. 민감도 분석 결과 55
3.4.1. Case 1: VHTR-SOEC 시스템 55
3.4.2. Case 2: HyDesal-수전해 시스템 57
Ⅳ. 고찰 62
4.1. Case 1: VHTR-SOEC 시스템 62
4.2. Case 2: HyDesal-수전해 시스템 66
Ⅴ. 결론 69
Ⅵ. 참고문헌 71
APPENDICES 84
APPENDIX A. 84
APPENDIX B. 86
APPENDIX C. 88
APPENDIX D. 93
APPENDIX E. 94
APPENDIX F. 96
ABSTRACT 97
〈Table 1〉 VHTR-SOEC 시스템의 작동 조건 27
〈Table 2〉 SOEC 공정의 작동 조건 27
〈Table 3〉 AEC 공정의 작동 조건 27
〈Table 4〉 PSO 알고리즘에 이용된 매개변수 36
〈Table 5〉 VHTR-SOEC 시스템의 최적화 결정 변수 36
〈Table 6〉 표준 상태 조건에서 각 물질의 표준 몰 화학 엑서지 38
〈Table 7〉 VHTR-SOEC 시스템의 최적화 결과 46
〈Table 8〉 HyDesal-수전해 시스템의 최적화 결과 47
〈Table 9〉 수소 생산 방법에 따른 수소 생산 단가 비교 64
〈Table 10〉 생산량에 따른 생산 단가 비교 68
〈Table A1〉 수전해 기술의 작동 조건 및 에너지 수요량 84
〈Table A2〉 참조 값을 사용한 본 연구의 열역학 모델 검증 85
〈Table B1〉 VHTR-SOEC 시스템의 경계 조건 86
〈Table B2〉 HyDesal-SOEC 시스템의 경계 조건 86
〈Table B3〉 HyDesal-AEC 시스템의 경계 조건 87
〈Table C1〉 VHTR-SOEC 시스템의 특정 지점에서 주요 Stream의 열역학적 매개변수 88
〈Table C2〉 HyDesal-SOEC 시스템의 특정 지점에서 주요 Stream의 열역학적 매개변수 91
〈Table C3〉 HyDesal-AEC 시스템의 특정 지점에서 주요 Stream의 열역학적 매개변수 92
〈Table D1〉 본 연구에서 이용된 CEPCI 값 93
〈Table D2〉 수전해 스택 값의 스케일링 팩터링에 이용된 계수 93
〈Table D3〉 VHTR 플랜트의 스케일링 팩터링에 이용된 계수 93
〈Table E1〉 최적화 후 HyDesal 공정에 의한 전력 소비량 및 발전량 94
〈Table E2〉 민감도 분석을 위한 VHTR-SOEC 시스템의 추가 최적화 결과 94
〈Table E3〉 민감도 분석을 위한 HyDesal 시스템의 추가 최적화 결과 95
〈Table E4〉 HyDesal 시스템의 추가 최적화 결과에 따른 수전해 공정의 세부 정보 95
〈Table F1〉 〈Table 10〉의 이산화탄소 방출량 계산 방법 96
[Figure 1] VHTR-SOEC 시스템의 공정 흐름도 28
[Figure 2] 단독 SOEC 시스템의 공정 흐름도 29
[Figure 3] HyDesal-SOEC 시스템의 공정 흐름도 30
[Figure 4] HyDesal-AEC 시스템의 공정 흐름도 31
[Figure 5] VHTR-SOEC 시스템의 경제성 분석 모델 43
[Figure 6] HyDesal-수전해 시스템의 경제성 분석 모델 44
[Figure 7] VHTR-SOEC 시스템의 엑서지 분석 결과 49
[Figure 8] HyDesal-수전해 시스템의 엑서지 분석 결과: (a) HyDesal-SOEC 시스템, (b) HyDesal-AEC 시스템 50
[Figure 9] VHTR-SOEC 시스템의 기술-경제성 분석 결과: (a) 탄소 배출 가격 반영 전, (b) 탄소 배출 가격 반영 후 53
[Figure 10] HyDesal-수전해 시스템의 기술-경제성 분석 결과: (a) HyDesal-SOEC 시스템, (b) HyDesal-AEC 시스템 54
[Figure 11] VHTR-SOEC 시스템의 민감도 분석 결과: 수소 생산 단가에 대한 (a) 플랜트의 용량의 영향, (b) 그리드 전기 가격의 영향, (c) 탄소 배출... 60
[Figure 12] HyDesal-수전해 시스템의 민감도 분석 결과: 순수한 물의 생산 단가에 대한 (a) 플랜트 용량의 영향, (b) 도시 가스 공급 압력의... 61