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(영문명) A study on the comparison of green house gas emissions by the combination of energy facilities including trigeneration system fueled by hydrogen gas for a data center with the hourly load

1. 저 자: 서석호, 오시덕, 유영필, 곽호영

2. 개 요: 정부는 2020년 12월에 “2050 탄소중립 추진전략”을 발표하였으며 2021년 10월에는 기존 2018년 배출량(727.6백만톤) 대비 40%감축(291백만톤)하여 2030년 436.6백만톤을 배출하는 “2030 국가 온실가스 감축목표(NDC) 상향안”을 확정하였다. 이런 NDC 상향안을 달성하기 위하여 건물 부문에서는 에너지효율향상, 고효율기기보급, 에너지 수요관리 강화 추진 및 신재생에너지 보급 확대가 이루어질 전망이다. 그리고 2022년 6월에 공포된 「수소경제 육성 및 수소 안전관리에 관한 법률(약칭: 수소법)」개정안에 따라 ‘청정수소 인증제’와 ‘청정수소 발전의무화제도(CHPS)’ 도입 등 국내 청정수소 생산·활용을 확대할 예정이며, 또한 국정과제“에너지 안보 확립과 에너지 新산업·新시장 창출”에서도 에너지 신산업으로 안정적 청정수소 생산·공급 기반을 마련할 계획이다. 앞선 NDC 상향안에 따르면 2030년 수소공급량은 1.94 백만tH2이고 전체공급량의 47.4%(0.92백만tH2)를 부생/해외수입으로 공급하고 그 나머지를 추출(0.77백만tH2, 39.7%)과 수전해(0.25백만tH2, 12.9%) 방식으로 공급할 예정이다. 이는 2019년에 발표한 「수소경제 활성화 로드맵」에 따른 추출수소 비중 50%에서 10.3%p 감소된 반면에 청정수소 생산 비중은 증가되었음을 반영하고 있다. 한편 2020년 12월에 발표한 “제5차 신재생에너지 기본계획(2020~2034)”에 따르면 연료전지의 자가용 시장 성숙시 공공기관 연료전지 설치 권고, 대규모 소비처(데이터센터, 대형건물·호텔 등)에 자가용 연료전지 활용 의무 부과, 자가용 연료전지 그린수소 의무화 순으로 검토할 계획이며 이를 통한 새로운 시장이 창출될 전망이다. 그러므로 이런 정부 정책들의 실효성을 검증하기 위하여 에너지 다소비 건물에서 온실가스배출 감축을 위하여 수소연료를 사용하는 자가용 연료전지 시스템를 도입하는 경우에 다양한 조건에서 온실가스 감축 효과가 있는지에 대한 사전 검토가 필요하다. 본 연구에서는 에너지 다소비 건물의 일종인 데이터센터에 “수소”를 연료로 사용하는 삼중열병합시스템(고온 PEMFC(고분자연료전지) 시스템과 흡수식냉동기를 연계한 시스템)과 전기를 이용하는 냉동기의 조합, 삼중열병합시스텝의 정격용량 및 성능(발전효율, 열효율, 성적계수) 변화, 연료로 사용하는 수소의 생산방식에 따라 온실가스배출량을 각각 산정하여 그 효과를 비교하였다.

사사의 글

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3. 논문정보: 한국신·재생에너지학회 2023년도 춘계학술대회 논문 초록집, 2023, p.154