A techno economic assessment of the small-scale hydrogen liquefier in the immature hydrogen market

Abstract

본 논문은 소형 수소액화기의 경제성 평가 결과를 제시한다. 액체수소는 액화과정에서의 비용이 가장 큰 문제를 해결하기 위해 대형의 가스 액화공정이 대세를 이루고 있다. 그러나 초기의 수소시장에서 이러한 대형 가스액화공정은 Capital cost 가 높고 액체 수소의 소비량은 적은 한계가 있다. 즉, 과도기적 단계인 초기 수소시장에서 활용이 가능한 소형 수소액화 설비에 대해서 capital cost 와 operating cost 에 대한 경제성 분석이 필요하다. 소형 수소 액화공정은 G-M cryocooler 와 J-T valve를 통해 구성하였으며, 열역학적 해석을 통해 소비에 너지, 액화량을 평가하였다. 결과적으로 제시된 소형의 수소 액화공정은 32.3 kWh/kg 의 소비전력이 필요한 것으로 연구되었다. 이는 상용화 되어있는 수소 액화 플랜트의 약 2배 가까운 에너지 소비량이나 상용플랜트에 비해 상대적으로 낮은 capital cost를 고려하면 초기 수소시장에서 활용가치가 있을 것으로 판단된다.