R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201818RDPP-C150451-01 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통연구기획사업 | |||||
| 연구과제명 | 미래 수소사회 대비 수소도시 기반시설 및 수소그리드 기술개발 사전기획 | |||||
| 총 연구기간 | 2018-12-01 ~ 2019-06-30 | |||||
| 연구책임자 | 이관영 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
5명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
5명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 143,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 143,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 143,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 143,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 고려대학교산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
아래의 대표적인 이유들로 인한 미래 수소사회 대비 수소인프라 도시 기술개발에 대한 기획이 요구됨 ○ 지속적으로 온난화에 대한 위험성과 탈탄소의 중요성이 강조되는 시점에서 신재생에너지만을 활용하기에는 기술적 위험성에 대한 대안이 없음 - 신재생에너지는 대부분 전력생산이 초점이며, 이는 저장이라는 개념을 도입할 수 있는 기술적 한계가 있음. 따라서 과잉의 전력은 낭비라는 개념이 있을 수 밖에 없음 - 신재생에너지는 대부분 환경적 요인에 따른 연속적인 생산/소비가 어려움. 따라서 보조적인 수단으로 외에는 활용 면에서 한계가 있음 - 따라서 실질적인 새로운 에너지 원에 대한 필요성이 지속적으로 대두되고 있음 ？ 수소에너지는 물로부터 발생될 수 있으므로 청정에너지로서의 가치가 무궁무진 함 ？ 수소는 에너지 carrier로서의 지휘가 가능하며, 기술개발 정도에 따라서 현 화석연료만큼의 활용도가 무궁무진함 ○ 현재 선진국은 약 20년전부터 수소경제 실현을 위해 로드맵을 구축하고 기술 개발을 시작하였으나, 국내는 비교적 최근 대규모의 투자를 계획함으로서 후발주자의 지휘를 가지게 됨 - 수소 자동차 분야는 유일하게 선진국과 기술자웅을 겨룰 수 있는 분야이나, 이에 따른 부차적인 산업 즉 수소의 생산, 이송, 저장 등의 2차 산업은 격차가 발생됨 - 이를 극복하기 위한 fast follow전략과 기술적 우위성이 있는 분야를 구분함으로써 상황에 맞는 로드맵 구성이 시급한 상황임 - 모든 전략적인 핵심을 현 단계에서 구현할 수 있는 분야를 위주로 통합시스템 구축 로드맵 구성과 핵심기술 개발의 로드맵 구성을 구분하여 2원화 하는 concurrent 전략을 추진할 필요성이 있음 ○ 수소 경제실현의 핵심은 경제성 확보가 가능한 기술과 실질적인 “탈탄소 전략”임 - 현재 공급되는 대부분의 수소는 화석연료를 재료로서 생성되고 있기 때문에 “탈탄소화”라는 대명제에 있어 약점이 될 수 밖에 없음 - 장기적인 면에서 수소 생산을 전기분해로 초점을 맞추고, 에너지 저감을 위한 신재생에너지와의 연계 기술 개발 방향성을 설정해야 함. ○ 개별적인 기술과 함께 생태계를 구성할 수 있는 통합적인 산업영역을 구성하는 것은 향후 수소 경제에 있어 성패를 좌우할 수 있는 중요한 분야임 - 선진국에서 주장하는 수소 시티의 시범이후 실패의 원인은 크게 2가지로 구분할 수 있음 - (사용자와의 의사소통) 경제성이 비교적 부족한 수소에너지를 공급하기에는 사용자와의 괴리가 커서 이를 극복하기 어려움 ？ 복지적인 측면에 대한 강조와 이에 대한 사회적 인식도 만족이 가능한 플랜 제시 ？ 필요성에 대한 인식 : 수소 사회를 왜 구축해야 하는 가에 대한 상대적인 고찰은 없이 기술개발의 측면만을 지속적으로 강조함 - (실질적인 산업 생태계 부재) 산업과 2차산업을 연계할 수 있는 사업화 모델 부재로 인하여 경제성 확보가 가능한 시장 창출이 불가능하였음 ？ 유일하게 1차와 2차산업이 연계될 수 있도록 구성된 자동차 산업만 활성화 - 확실한 대안으로서 도시라는 생태계 내 수소에너지의 결합성을 가지는 것은 시너지 효과를 일으킬 수 있음 - 도시에서 구성되는 수소 생태는 자연스러운 생산자와 소비자 연계가 가능하지만, 생소한 에너지 활용에 대한 사회적 동의에 대한 필요성이 강조됨 [최종목표] ○ (사전기획연구의 목표 및 범위) 수소에너지에 대한 환경적/기술적/경제적 분석을 통한 신규 연구개발사업의 필요성/타당성 분석과 기술개발 범위를 도출 - 주요 선진국 수소경제 체제 및 모델 분석 - 수소 시티 정의에 따른 연구분야의 도출 그리고 이에 따른 기술로드맵 구축 ● 수소 생산-이송-저장-활용 기술 별 필요기술과 핵심기술 체계 분류 ● 수소 시티를 위한 기술개발 로드맵 수립 - 수소 시티를 위한 신규 실증 사업 사전 타당성 평가 및 모델 개발 ● 수소시티 실증 단지내 세부별 리빙랩 모델 도출 - 사업분야 별 기초 수요조사 및 핵심 기술 분야 수요 조사 ● 수소시티 리빙랩 모델 별 세부 기술분야 도출 ● 수소시티 수요처 (지자체, 산업단지 등) 조사 및 가능 수요처 확보 [연구내용 및 범위] ○ 중소형 도시기반 수소인프라 구축 - (목표) : 수소 공급망 및 소규모 리빙랩 구축 리빙랩 운영에 따른 다자간 연계 기술 구현 및 수소에너지 생태계 구현 - (1 세부) 공공건물 유형 등의 리빙랩 구축 및 다자간 연계를 통한 수소에너지 시장 모델 개발 ？ 소규모 복합 수소스테이션 구축을 통한 리빙랩 구축 및 운영 ？ 다자간 연계 기술 구현 및 이를 통한 수소에너지 생태계 모델 개발 - (2 세부) 수소 에너지 이송 네트워크 구축 및 스마트 미터링 기술 개발 ？ 도심내 수소스테이션과 리빙랩 구현을 위한 연계 공급망 구축 ？ 도시가스 망을 이용한 수소 이송 기술개발 ？ 다자간 연계를 위한 스마트 미터링 기술 개발 및 공급제어 센터 내 전송 기술 개발 - (3 세부) 복합 수소 스테이션내 열/난방 공급 운영체계 개발 ？ 도심내 수소스테이션과 리빙랩 간의 열/난방공급 네트워크 구축 ？ 열 혹은 난방에 대한 모니터링 기술 개발 ○ 대용량 수소 생산-이송-저장 기술개발 - (목표) : 대용량 생산기술을 완성하고 저장 및 이송 관련 모델 개발 - (1 세부) 신재생에너지와 전기분해 기법의 통합 수소 생산 공정의 패키지 기술 개발 ？ 전기분해 효율성 향상을 위한 전처리 패키지와 PEM 전기 분해의 통합공정 개발 ？ 다중 신재생에너지 연계 공정 패키지 개발 - (2 세부) LNG 개질공정과 CO2 제어 통합 공정 개발 ？ LNG 개질과 CO2와 수소의 분리공정을 통합한 패키지 공정 개발 및 운영 - (3 세부) 하수처리장 등의 바이오매스를 활용한 수소 생산 공정 개발 ？ 혐기성 소화 등을 활용한 수소 생산 공정 개발 ？ 바이오 매스 가스화 공정 기술 개발 - (4 세부) 수소액화 실증 플랜트 구축 (5 ton/d 이상) ○ 수소 시범도시 조성 및 실증 - (목표) : 시범도시 구현 시범도시 운영에 따른 탄소저감 모델 접목 및 구현 - (1 세부) 부생수소 활용 시범도시 구현 ？ 주변 도시와 산업도시의 연계를 통한 시범도시 구축 및 운영 ？ 수소 스테이션을 활용한 교통 체계 구축 (수소 이송, 수소 자동차 등) ？ 생산, 저장, 이송과 활용의 분리를 통한 대형 시범도시 구현 - (2 세부) ICT를 활용한 양방향 연계 기술 구현을 통한 분산형 데이터 및 모니터링 센터 구축 ？ 리빙랩 및 시범도시를 통한 빅데이터 및 모니터링 기술 구축 ？ 빅데이터 및 센터내 데이터를 활용한 탄소저감 혹은 탈탄소 시티 모델 정립 ○ 수소 기반 인프라 안전체계 구축 - (목표) : 시범도시 및 리빙랩 모델 운영을 위한 수소인프라 안전 모니터링 기술 개발 및 제도화 핵심 부품에 대한 평가기술 및 전문가 교육체계 구축 - (1 세부) 시범도시 및 리빙랩 모델 운영시 수소인프라 안전에 대한 모니터링 기술 개발 ？ 수소 생산, 이송, 저장 단계 실시간 모니터링 기술 개발 ？ 드론을 활용한 위험지역 모니터링 기술 및 실시간 3차원 영상 구현 기술개발 - (2 세부) 수소 인프라 안전 진단의 제도화 ？ 수소 인프라관련 진단기술 및 제도화 추진 - (3 세부) 핵심부품 평가기술 개발 및 전문가 교육체계 구축 ？ 핵심 부품 평가를 위한 기술적 체계 및 관련 전문가 교육 체계 구축 |
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| 색인어 | 한글 | 수소경제 | 수소도시 | 수소공급망 | 수소연료전지차 | 수소스테이션 |
| 영문 | Hydrogen society | Hydrogen city | Hydrogen supply chain | Hydrogen fuelcell vehicle | Hydrogen station | |
| 최종보고서 | (별첨) 수소시범도시 인프라 구축 연구단 기획보고서.pdf 미래 수소사회 대비 수소도시 기반시설 및 수소그리드 기술개발 사전기획 최종 보고서.pdf 해외 수소기반 대중교통 인프라 기술개발 연구단 기획 보고서.pdf | |||||