재생전기를 기반으로 하는 수소, 메탄, 메탄올, 암모니아 생산 단가 예측 결과를 보면, 수전해 설비의 가동률이 중요하게 나타납니다.

펌)재생전기를 기반으로 하는 수소, 메탄, 메탄올, 암모니아 생산 단가 예측 결과를 보면, 수전해 설비의 가동률이 중요하게 나타납니다.

VRE 자원은 연속 가동이 어렵기 때문에 Grid support가 필수적인데, Grid의 Carbon intensity가 높으면, "그린"이라고 부를 수 없으므로 선택지는 두 가지로 압축됩니다.

1) Grid 자체의 Carbon intensity가 낮은 국가에서 그린 수소를 생산
2) 재생전기의 LCOE가 매우 낮은 곳에서 대규모로 그린 수소를 생산하되 PV와 Wind를 결합하고 ESS를 동원해서 최대한 수전해 설비 가동률을 높임

(RE PPA 계약처럼, 실제 수전해기 operation은 상당부분 Grid 전기로 하고, 그에 matching 되는 재생전기 구매 인증서를 구매하는 방안은, Grid의 불안전성을 높이고, 실질적인 탄소배출량 저감이 안되는 이슈가 있어서, 채택되기는 어려워 보입니다. 즉 수전해기기와 재생발전기는 물리적으로 coupling 되어야 하며, Grid 안정성 기여분도 사업자가 입증 할 필요가 있습니다.)

1번은 Case by Case이므로 분석이 어렵고, 2번의 경우 Effective Operating Hour를 연간 4000시간으로 가정했을 때의 생산비 분석 결과는 아래와 같습니다. PEM type 수전해기기 base 분석이고, VRE의 출력 변동성을 고려하면 보다 저렴한 알카라인 기반 수전해기기로 해도 결과에 큰 차이는 없을 것으로 생각됩니다. SOEC는 부하 추종이 어렵기 때문에 BOP가 커져야 해서 PEMEC 보다 결과가 불리할 것으로 생각됩니다.

(출처: A comparative techno-economic and sensitivity analysis of Power-to-X processes from different energy sources
D. Bellotti *, M. Rivarolo , L. Magistri)

그린 수소 연료의 생산비 분석시 다수의 자료들이 단순히 재생전기의 LCOE를 기초로 추정을 하는데, 오류를 내포하고 있어 주의해야 합니다. EU의 최근 지침 초안이나 수전해 기기의 물리적 특성 등을 고려할 때 얼마나 안정되게 가동시간을 확보하고, Grid의 탄소배출량을 줄이느냐가 관건입니다.

그린 수소 공급처로 떠오르는 중동, 호주, 미국 모두 재생전기의 LCOE는 낮지만, Grid의 Carbon intensity가 높습니다. 그린 수소를 이들 국가에서 조달할 때, 경제성 평가시 주의해야 하고, 보다 치밀한 기술 평가가 필요합니다.

출처 : 권효재님