천연수소·LNG 동시 생산 공정 설계…액화 에너지 37% 절감 분석

한국에너지공대 황지현 교수 연구팀이 천연수소 생산정에서 나오는 혼합가스를 활용해 액화수소와 LNG를 함께 생산하는 통합 공정을 설계하고 에너지 효율·경제성을 분석했다고 22일 밝혔다. 하루 300톤 액화수소 생산을 기준으로 액체질소 예냉 방식과 단일 혼합냉매 예냉 방식을 비교한 결과, 혼합냉매 방식의 단위 에너지 소비량이 36.9% 적고 엑서지 파괴량은 54.1% 감소한 것으로 분석됐다.

논문에서 비교 대상으로 삼은 기존 상용 액화수소 플랜트 대비 에너지 소비 절감 가능성은 약 45~55%로 제시됐으며, 이는 공정 모델 비교 결과로 실제 플랜트 운전 실적과는 구분된다. 연구팀은 생산가스에서 분리한 천연가스액(NGL)을 혼합냉매의 보충 원료로 재활용하는 방안도 함께 제시했다.

연간 300만톤 생산을 가정한 경제성 분석에서는 수소 1kg 액화비용이 최저 1.24달러, 상류 단계 천연수소 생산원가는 kg당 최저 0.22달러로 산출됐다.