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플라즈마-촉매 통합 공정을 활용한 청록수소 생산의 기술·경제성 평가 = Techno-economic analysis of turquoise hydrogen production via integrated plasma-catalyst methane pyrolysis
본 연구는 메탄 열분해를 통한 청록수소 생산 공정의 기술·경제성을 비교 분석하였다. 대상 공정은 플라즈마 단독 공정과 플라즈마 촉매 통합 공정으로, 실험 기반 물질·에너지 수지를 상업 규모(0.12 kg s–1)로 확장하여 평가하였다. 2024년 지표를(CEPCI 798.8, 전력 85 $ MWh –1, 천연가스 45 $ MWh-1) 기준으로, 플라즈마 공정의 수소 균등화 단가(LCOH)는 12.97 $ kg-H2–1였으며 통합 공정은 9.95 $ kg-H2–1로 약 23% 낮게 나타났다. 이는 전력 소비 감소 효과가 PEC와 O&M 증가를 상쇄한 결과이다. 반면 소규모 공정(1.16 e–4 kg s–1)은 PEC와 O&M 부담으로 57.35 $ kg-H2–1에 달해 경제성이 낮았다. 민감도 분석에서는 전력 단가가 가장 큰 영향 요인으로 확인되었으며 통합 공정은 플라즈마 공정보다 변동성에 덜 민감하였다. 따라서 통합 공정은 대규모 운전과 저렴한 전력원을 확보할 경우 상업적 경쟁력이 높을 것으로 기대된다.