각종 수소생산기술의 경제성을 평가하는 기법이 개발됐다. 수소경제 정책 수립과 활성화를 위한 요소기술 선택에 기여할 전망이다.
UNIST(총장 정무영)는 임한권 에너지 및 화학공학부 교수팀이 '글리세롤 수증기 개질 반응'을 이용해 수소생산기술의 경제성을 분석·평가할 수 있는 새로운 수소생산 경제성 평가 기법을 개발했다고 31일 밝혔다.
이 기법은 분석 대상 기술로 생산공정을 정교하게 설계하고 이를 이용해 생산단가를 산출한다. 분석 대상 기술로 설계한 공정에서 실제 데이터를 도출하는 동시에 경제성을 분석한다는 점이 특징이다.
수소는 대부분 천연가스를 비롯한 화석연료를 수증기와 반응시켜 얻기에 생산 과정에서 환경오염을 피하기 어렵다. 친환경 저비용 생산 기술을 다양하게 연구하고, 신기술이 등장하는 배경이다.
임 교수팀은 바이오디젤 생산과정에서 나오는 부산물인 '글리세롤'로 수소를 생산하는 기술을 분석 대상 기술로 선택해 경제성을 분석했다. 이 기술은 아직 초기라 경제성 평가가 어려웠고, 분석 사례도 없다.
임 교수팀은 이 기술로 자체 수소 생산공정을 설계하고 가격에 영향을 주는 요소를 변화시키는 방법으로 수소 생산단가를 산출했다. 생산공정은 1시간에 700㎥의 수소를 생산하는 '분산형 수소충전소' 규모로 상정해 설계했다. 분산형 수소충전소는 수소를 쓸 곳에서 직접 생산하는 시스템이다. 상정 생산규모는 미국 에너지부가 제시한 최대치를 따랐다.
![[연구그림] 글리세롤 수증기 개질반응 통한 수소생산공정 개략도.](https://img.etnews.com/photonews/1901/1153788_20190131140741_665_0002.jpg)
이 모사 공정 프로그램 결과, 글리세롤의 수증기 개질 반응은 반응온도와 반응물 비율, 유량 등에 좌우됐고, 이로 인한 생산비용이 달라졌다. 생산 단가에 가장 큰 영향을 미치는 요소는 반응물 비용, 즉 글리세롤 비용으로 나타났고, 바이오디젤 생산량이 증가하면 글리세롤 가격이 낮아져 충분한 경쟁력을 갖춘 기술이 될 것이라는 결과를 얻었다.
이어 각 요소에 변화를 가해 수소 1kg을 4.46달러에 생산할 수 있는 가장 저렴한 공정을 찾아냈다.
이 기법은 실제 공정을 설계하면서 경제성을 함께 분석하는 '기술·경제성 분석(TEA)'의 일종이다. 이 기법을 활용하면 각종 수소생산 신기술의 경제성 평가가 가능하다.
임한권 교수는 “개발 초기단계에 있는 수소생산기술은 내재된 불확실성 때문에 경제성 분석이 어렵다고 알려졌다. 하지만 이번 연구로 기술·경제성 통합 분석이 가능하다는 걸 확인했다”면서 “다양한 수소생산기술 및 공정의 경제성을 분석하고, 수소경제 구축 정책을 입안하는 데 기여할 것”이라 말했다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com
