• 제목/요약/키워드: Hydrogen production cost

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증기가압형 처리공정을 이용한 유기성 폐기물의 건조처리 및 고형연료화 (Dehydration and RDF Production of Organic Wastes with Pressurized Hydrothermal Treatment Process)

  • 박세준;최영찬;최인규
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제20권5호
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    • pp.439-446
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    • 2009
  • This paper investigates the dehydration and RDF (Refuse Derived Fuel) production of organic wastes, livestock manure and sewerage sludge with pressurized hydrothermal treatment process. The renewable technology for the organic wastes must involve short treatment time required, reusable energy source, anti-odor and viruses, low cost for the treatment, and well-fertilization. The pressurized hydrothermal treatment process promotes to evaporate moisture in the waste after being shortly treated in a reactor, which uses steam and heat supplied by an external boiler. By the pressurized steam, the cell walls of the waste break and effectively release the internal moisture. Then, the dried waste can be mixed with waste vinyls to produce RDF with a higher heating value as high as 6,700 kcal/kg.

수소경제사회 실현을 위한 액체 유기 수소캐리어를 이용한 수소 수송 관련 예비 경제성 평가 (Preliminary Economic Analysis for H2 Transportation Using Liquid Organic H2 Carrier to Enter H2 Economy Society in Korea)

  • 이보름;이현준;문창환;문상봉;임한권
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제30권2호
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    • pp.119-127
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    • 2019
  • Reliable $H_2$ supply is necessary for entering a $H_2$ society. Among the various $H_2$ storage and transportation methods, liquid organic $H_2$ carrier (LOHC) is in the spotlight because of a lot of advantages compared to conventional one such as compressed $H_2$ and liquefied $H_2$. Therefore, we performed preliminary economic analysis of $H_2$ supply cost using LOHC for a $H_2$ production capacity of $300Nm^3\;h^{-1}$ employing itemized cost estimation and sensitivity analysis to evaluate economic viability of this technology in Korea.

PSf-co-PPSS/HPA를 이용한 수소제조 수전해용 고체 고분자 전해질 복합 막의 제조 (Preparation of Solid Polymer Electrolytes of PSf-co-PPSS/Heterooolyacid [HPA] Composite Membrane for Hydrogen Production via Water Elecrolysis)

  • 정윤교;이혁재;장인영;황갑진;배기광;심규성;강안수
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.103-110
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    • 2005
  • Proton conducting solid polymer electrolyte (SPE) membranes have been used in many energy technological applications such as water electolysis, fuel cells, redox-flow battery, and other electrochemical devices. The availability of stable membranes with good electrochemical characteristics as proton conductivity at high temperatures above 80 $^{\circ}C$ and low cost are very important for its applications. However, the presently available perfluorinated ionomers are not applicable because of high manufacturing cost and high temperature use to the decrease in the proton conductivity and mechanical strength. In order to make up for the weak points, the block copolymer (BPSf) of polysulfone and poly (phenylene sulfide sulfone) were synthesized and sulfonated. The electrolyte membranes were prepared with phosphotungstic acid (HPA)/sulfonated BPSf via solution blending. This study would be desirable to investigate the interaction between the HPA and sulfonated polysulfone. The results showed that the characteristics of SPSf/HPA blend membrane was a better than Nafion at high temperature, 100 $^{\circ}C$. These membranes proved to have a high proton conductivity, $6.29{\times}10-2$ S/cm, a water content, 23.9%, and a ion exchange capacity, 1.97 meq./g dry membrane. Moreover, some of the membranes kept their high thermal and mechanical stability.

도로운송부문용 에너지 공급 시스템 설계 및 경제성평가 (Scenario-based Design and Life Cycle Cost Analysis of Energy Supply System for Transportation Sector)

  • 한슬기;김지용
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제53권2호
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    • pp.164-173
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    • 2015
  • 본 연구에서는 다양한 도로운송부문용 에너지 공급 시스템을 구축하고 각 시나리오의 최적 비용을 비교분석하였다. 에너지 공급 시스템의 구성요소로써 기존의 정유공정, 부생수소 시스템, 신재생 에너지 자원 기반의 전력 생산공정, 전력운송을 위한 전력망을 설정하였으며, 내연기관자동차, 전기자동차, 연료전지자동차 등 세 가지의 도로운송부문용 자동차를 포함하였다. 이러한 구성요소를 포함한 다양한 에너지 공급 시스템 시나리오를 기반으로 최적 생애주기비용을 규명할 수 있는 에너지 시스템 평가모델을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 최적화 모델을 제주도 지역에 적용함으로써 모델의 성능을 검증하였고 또한 제주도 지역의 에너지 시스템 구축에 관한 다양한 시나리오의 경제성을 분석하였다. 제주도 도로운송부문용 에너지 공급 시스템의 생애주기비용 분석 결과, 전력망을 이용하여 전기를 공급하는 전기자동차 시나리오가 상대적으로 가장 높은 경제성을 보였으며, 신재생 에너지 자원을 이용하여 수소를 공급하는 연료전지자동차 시나리오가 가장 낮은 경제성을 보였다. 또한 연료비용, 차량비용, 인프라비용, 유지비용 등 주요 비용 관련 변수들에 관한 민감도분석을 수행함으로써 생애주기비용의 변화에 주요한 구성요소들을 규명하였다.

전력부문 수소에너지 도입의 경제 및 에너지부문 파급효과 (The Impact of the Introduction of Hydrogen Energy into the Power Sector on the Economy and Energy)

  • 이상호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권8호
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    • pp.502-507
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    • 2016
  • 화석연료에 기반을 둔 경제구조에서 수소경제로의 이행은 에너지 안보와 기후변화의 대응이라는 측면에서 중요한 과제이다. 이러한 경제구조의 변환과정에서 발생할 수 있는 파급효과를 사전적으로 분석하는 연구가 필요하다. 따라서 이 논문은 동태 연산일반균형모형을 이용하여 수소에너지 도입이 경제와 환경에 미치는 영향을 분석하였다. 첫째, 수소 에너지 도입은 투자증대와 생산비용의 감소를 통해 GDP 증대에 기여한다. 둘째, 수소에너지와 같은 신재생에너지 도입을 위한 정부보조의 경우 재원마련을 위한 세수증대로 인해 총수요가 감소하는 효과가 있다. 마지막으로 화석연료에서 수소경제로 전환시키는 수소에너지 도입은 이산화탄소 배출을 감소시키는 환경적 효과가 있다 온실가스 감소를 통한 기후변화에 보다 효과적으로 대응하기 위해서는 신재생에너지에 기반을 둔 수소에너지로의 전환이 필요하다. 즉 정부는 지속가능성에 기반을 둔 수소에너지 정책을 추진해야 하며, 향후 신재생에너지에 기반을 둔 수소에너지 도입의 경제적, 환경적 효과를 분석할 필요성이 있다.

수소 연료전지차로의 전환을 위한 녹색 전략 (Green pathway to hydrogen fuel cell vehicle)

  • 이문수;이민진;이영희
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.152.1-152.1
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    • 2011
  • This study analyzes transitions to a green path in transportation system in South Korea. We develop transportation system model with four new technology options, green cars; Hybrid electric vehicle, plug-in hybrid vehicle, electric vehicle and fuel cell vehicle. Among those technologies fuel cell vehicle is the best option assuming no GHG emissions when driving. We use MESSAGE model to get an optimal solution of pathway for high deployment of fuel cell vehicles under the Korea BAU transportation model. Among hydrogen production sources, off gas hydrogen is most economic since it is hardly used to other chemical sources or emits in South Korea. According to off gas hydrogen projection it can run 1.8 million fuel cell vehicles in 2040 which corresponds to 10% of all passenger cars expected in Korea in 2040. However, there are concerns associated with technology maturity, cost uncertainty which has contradictions. But clean pathway with off gas and renewable sources may provide a strong driving force for energy transition in transportation in South Korea.

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가스화기에서 WGS 반응을 통한 합성가스의 수소 전환 (Hydrogen Conversion of Syngas by Using WGS Reaction in a Coal Gasifier)

  • 이시훈;김정남;엄원현;백일현
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제24권1호
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    • pp.12-19
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    • 2013
  • A gasification process with pre-combustion $CO_2$ capture process, which converts coal into environment-friendly synthetic gas, might be promising option for sustainable energy conversion. In the coal gasification for power generation, coal is converted into $H_2$, CO and $CO_2$. To reduce the cost of $CO_2$ capture and to maximize hydrogen production, the removal of CO and the additional production of hydrogen might be needed. In this study, a 2l/min water gas shift system for a coal gasifier has been studied. To control the concentration of major components such as $H_2$, CO, and $CO_2$, MFCs were used in experimental apparatus. The gas concentration in these experiments was equal with syngas concentration from dry coal gasifiers ($H_2$: 25-35, CO: 60-65, $CO_2$: 5-15 vol%). The operation conditions of the WGS system were $200-400^{\circ}C$, 1-10bar. Steam/Carbon ratios were between 2.0 and 5.0. The commercial catalysts were used in the high temperature shift reactor and the low temperature shift reactor. As steam/carbon ratio increased, the conversion (1-$CO_{out}/CO_{in}$) increased from 93% to 97% at the condition of CO: 65, $H_2$: 30, $CO_2$: 5%. However the conversion decreased with increasing of gas flow and temperature. The gas concentration from LTS was $H_2$: 54.7-60.0, $CO_2$: 38.8-44.9, CO: 0.3-1%.

Optimal location planning to install wind turbines for hydrogen production: A case study

  • Mostafaeipour, Ali;Arabi, Fateme;Qolipour, Mojtaba;Shamshirband, Shahaboldin;Alavi, Omid
    • Advances in Energy Research
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    • 제5권2호
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    • pp.147-177
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    • 2017
  • This study aims to evaluate and prioritize ten different sites in Iran's Khorasan provinces for the construction of wind farm. After studying the geography of the sites, nine criteria; including wind power, topography, wind direction, population, distance from power grid, level of air pollution, land cost per square meter, rate of natural disasters, and distance from road network-are selected for the analysis. Prioritization is performed using data envelopment analysis (DEA). The developed DEA model is validated through value engineering based on the results of brainstorming sessions. The results show that the order of priority of ten assessed candidate sites for installing wind turbines is Khaf, Afriz, Ghadamgah, Fadashk, Sarakhs, Bojnoord, Nehbandan, Esfarayen, Davarzan, and Roudab. Additionally, the outcomes extracted from the value engineering method identify the city of Khaf as the best candidate site. Six different wind turbines (7.5 to 5,000 kW) are considered in this location to generate electricity. Regarding an approach to produce and store hydrogen from wind farm installed in the location, the AREVA M5000 wind turbine can produce approximately $337ton-H_2$ over a year. It is an enormous amount that can be used in transportation and other industries.

연료전지자동차의 고압수소저장시스템 신뢰성 평가(II) (The Evaluation of Reliability for the High pressure hydrogen Storage System of Fuel Cell Vehicle(II))

  • 최영민;김상현;김형기;장규진;안병기;임태원
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.37-40
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    • 2008
  • We have concentrated on the performance improvement of each part for durability, safety and cost of high pressure storage system for fuel cell vehicle so far. But for the mass production of fuel cell vehicle, it is necessary to evaluate durability and safety in system module. We built the standard to evaluate and collision safety of high pressure storage system for fuel cell vehicle, and could verify reliability of high pressure storage system.

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연료전지차량용 연료개질기에 대한 최적연료비교연구 (A Comparative Study of Various Fuel for Newly Optimized Onboard Fuel Processor System under the Simple Heat Exchanger Network)

  • 정익환;박찬샘;박성호;나종걸;한종훈
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제52권6호
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    • pp.720-726
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    • 2014
  • PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell) 차량은 미래 청정수송기관으로 각광받고 있지만 수소스테이션의 인프라부족으로 현재는 수소를 공급해주는 연료개질기를 함께 장착하여 구동하여야 한다. 탄화수소연료로부터 수소를 생산하는 연료개질기를 대상으로 다양한 연구가 진행되어왔는데 기존연구에서는 열적중립 조건의 ATR(Auto-Thermal Reformer) 반응기에 대해 집중적으로 분석하거나 공정최적화부문에서 최대수소생산을 목표로 주로 열효율을 목적함수로 설정하여 평가해 왔다. 본 연구에서는 100 kW PEMFC용 연료개질기를 대상으로 간단한 소형시스템을 얻기 위해 외부 유틸리티가 필요없는 단열열교환망으로 구성된 조건에서 기존 열효율이 아닌 수소효율을 새로이 정의하여 가솔린, LPG, 디젤 각 연료에 대해 최적운전조건을 도출하였다. 가솔린의 경우 기존 비교문헌보다 9.43% 연료절감효과를 얻음으로써 제안한 목적함수의 타당성을 입증하였고, 추가적으로 수소효율 및 열교환량, 열교환면적에 대한 민감도 분석을 실시하였다. 마지막으로 제안한 시스템을 한국시장에 적용할 경우 LPG 연료를 사용하는 연료개질기가 가장 경제적임을 알 수 있었다.