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KR102545927B1 - 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템 및 생산 방법 - Google Patents

해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템 및 생산 방법 Download PDF

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KR102545927B1
KR102545927B1 KR1020210186297A KR20210186297A KR102545927B1 KR 102545927 B1 KR102545927 B1 KR 102545927B1 KR 1020210186297 A KR1020210186297 A KR 1020210186297A KR 20210186297 A KR20210186297 A KR 20210186297A KR 102545927 B1 KR102545927 B1 KR 102545927B1
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KR
South Korea
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hydrogen
unit
seawater
renewable energy
liquefied
Prior art date
Application number
KR1020210186297A
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English (en)
Inventor
서영균
김진태
박은영
한성종
Original Assignee
한국해양과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

본 발명의 목적은 연속적인 액화 수소 생산을 통한 생산 시스템의 운전 효율을 증가시키기 위해, 생산된 압축 수소 가스를 저장하는 저장 시스템과, 연료 전지(Fuel Cell)와, ESS 시스템을 추가하여 해양 재생 에너지의 공급이 부족한 경우에도 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템의 운전이 가능하도록 하는 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템 및 생산 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템은, 풍력 또는 태양광에 의해 생산된 재생 에너지를 저장하기 위해, 공급된 해수를 전기 분해하여 수소를 생성하는 수소 생산부; 상기 수소 생산부에 의해 생성된 기체 수소를 액화 수소로 변환시키는 수소 액화부; 상기 수소 생산부에 의해 생성된 기체 수소와 상기 수소 액화부에 의해 변환된 액화 수소를 저장하는 수소 저장부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템 및 생산 방법{SYSTEM AND METHOD FOR FLOATING MARINE LIQUEFIED HYDROGEN PRODUCTION FACILITY USING MARINE RENEWABLE ENERGY}
본 발명은 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템 및 생산 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연속적인 수소 생산을 통해 생산 시스템의 운전 효율을 증가시키기 위한 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템 및 생산 방법에 관한 것이다.
최근 환경 규제로 에너지 시장이 화석 에너지원에서 재생 에너지원으로 변화하고 있다.
이와 같이 에너지 시장이 재생 에너지원으로 변화하면서, 재생 에너지의 연속적 생산이 아닌 간헐적 생산으로 인한 문제점이 발생하고 있다.
이러한 재생 에너지의 간헐적 생산 문제를 해결하기 위해 수소를 활용하여 에너지를 저장하는 방안이 도출되고 있다.
수소는 친환경적인 면에서 여러 장점이 있지만, 수송과 저장이 어렵다는 단점이 있다.
이러한 수소의 단점을 해결하고자 수소 액화 기술을 이용하여 수소를 수송 및 저장하는 방법이 제안되고 있다.
미래에는 해양 재생 에너지를 이용하여 수소를 생산하고, 생산된 수소를 육상으로 공급할 수 있는 해양 재생 에너지 기반 부유식 액화 수소 생산 시스템의 수요가 증가할 것으로 예상되고 있다.
해양 재생 에너지 기반 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템은 해양 재생 에너지에서 생산된 전기와 바닷물을 이용한 수전해 방식으로 수소를 생산하는 개념이다.
하지만, 이러한 해양 재생 에너지에서 생산된 전기는 간헐적이어서, 지속적인 수소 생산에 필요한 에너지를 공급하기가 어려워 지속적인 수소 생산이 불가능한 문제점이 있다.
이와같이 해양 재생 에너지의 공급 부족으로 인해 발생하는 액화 수소 생산 시스템 운전 중지는 시스템의 운전 효율을 크게 저하시키는 문제점이 있다.
따라서, 지속적인 액화 수소 생산을 위한 방안이 절실히 요구되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1178483호
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 연속적인 액화 수소 생산을 통한 생산 시스템의 운전 효율을 증가시키기 위해, 생산된 압축 수소 가스를 저장하는 저장 시스템과, 연료 전지(Fuel Cell)와, ESS 시스템을 추가하여 해양 재생 에너지의 공급이 부족한 경우에도 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템의 운전이 가능하도록 하는 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템 및 생산 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템은, 풍력 또는 태양광에 의해 생산된 재생 에너지를 저장하기 위해, 공급된 해수를 전기 분해하여 수소를 생성하는 수소 생산부; 상기 수소 생산부에 의해 생성된 기체 수소를 액화 수소로 변환시키는 수소 액화부; 상기 수소 생산부에 의해 생성된 기체 수소와 상기 수소 액화부에 의해 변환된 액화 수소를 저장하는 수소 저장부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템에서, 상기 수소 생산부는, 수심 50 m 이하의 해수를 공급하는 해수 리프팅부; 상기 해수 리프팅부에 의해 공급받은 해수의 부유물을 제거하는 해수 여과부; 상기 해수 여과부에 의해 부유물이 제거된 해수에서 염분이 제거된 탈염수(Demineralized Water)를 생성하는 담수화부; 및 상기 담수화부에 의해 염분이 제거된 해수를 전기 분해하여 수소와 산소로 분해하는 수전해부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템에서, 상기 해수 리프팅부는, 해수를 수집하는 플렉시블 호스; 상기 플레시블 호스에 의해 수집된 해수를 선내로 공급하기 위한 수직관 형상의 해수 라이저; 상기 해수 라이저로 공급되는 해수를 리프팅하기 위한 해수 리프팅 펌프; 및 리프팅되는 해수의 미생물을 제거하기 위한 염소 주입부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템에서, 상기 담수화부는, 상기 부유물 중 조대 입자를 여과시키는 조대 입자 여과 패키지(Coarse Filtration Package); 및 상기 조대 입자 여과 패키지에 의해 여과되고 남은 미세 입자를 여과시키는 미세 입자 여과 패키지(Fine Filtration Package);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템에서, 상기 담수화부는, 해수에 포함된 염분을 전기적 처리법 (ELECTRICAL PROCESS: REVERSE OSMOSIS) 또는 열처리 공정법(THERMAL PROCESS: MULTI-EFFECT DISTILLATION, MULTI-STAGE FLASH DISTILLATION)에 의해 탈염을 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템에서, 상기 수소 저장부는, 상기 수소 액화부에 의해 생성된 -253 ℃ 의 극저온 액화 수소를 저장하는 액화 수소 저장부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템에서, 상기 수소 저장부는, 상기 수전해부에서 생산된 수소를 공급받아 가스 압축기에 의해 고압으로 가압된 수소 가스를 저장하는 가압 가스 저장부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템에서, 상기 가압 가스 저장부에 저장된 수소는 운전 조건의 필요에 따라 액화 수소의 생산을 위해 수소 액화부와 연료 전지로 이송되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템에서, 상기 액화 수소 저장부에 저장된 액화 수소를 운송 선박에 이송하는 액화 수소 하역부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템에서, 고압으로 가압된 상기 수소 가스 중 일부를 이용하여 생산 설비에 필요한 전기를 생산하는 연료 전지(Fuel Cell); 풍력 또는 태양광에 의해 생산된 재생 에너지를 수전해기에 공급하고, 상기 연료 전지에 의해 생산된 잉여 전기를 저장하는 에너지 저장 장치(ESS); 및 상기 연료 전지에 의해 생산된 전기 또는 재생 에너지로부터 생산된 전기를 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템에 전기를 공급하는 전기 분배 시스템;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템에서, 상기 연료 전지는, 해상 액화 수소 생산 설비의 정상 운전, 응급 상황 운전, 초기 시운전 중 하나 이상을 위해 필요한 전기를 생산하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템에서, 상기 연료 전지에 의해 생산된 전기 중 잉여 전기는 연료 전지의 전력 생산이 어려울 경우 전력 공급 시스템으로 전기를 공급하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템을 이용한 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 방법으로서, 풍력 또는 태양광에 의해 생산된 재생 에너지를 저장하기 위해, 공급된 해수를 수소 생산부에 의해 전기 분해하여 수소를 생성하는 제 1 단계; 상기 수소 생산부에 의해 생성된 수소를 수소 액화부에 의해 액화 수소로 변환시키는 제 2 단계; 상기 수소 생산부에 의해 생성된 수소와 상기 수소 액화부에 의해 변환된 액화 수소를 수소 저장부에 저장하는 제 3 단계; 및 상기 수소 저장부에 저장된 액화 수소를 액화 수소 하역부에 의해 운송 선박에 이송하는 제 4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 방법에서, 상기 수소 생산부는, 수심 50 m 이하의 해수를 공급하는 해수 리프팅부; 상기 해수 리프팅부에 의해 공급받은 해수의 부유물을 제거하는 해수 여과부; 상기 해수 여과부에 의해 부유물이 제거된 해수에서 염분이 제거된 탈염수(Demineralized Water)를 생성하는 담수화부; 및 상기 담수화부에 의해 염분이 제거된 해수를 전기 분해하여 수소와 산소로 분해하는 수전해부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 방법에서, 상기 수소 저장부는, 상기 수소 액화부에 의해 생성된 -253 ℃ 의 극저온 액화 수소를 저장하는 액화 수소 저장부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 방법에서, 상기 수소 저장부는, 상기 수전해부에서 생산된 수소를 공급받아 가스 압축기에 의해 고압으로 가압된 수소 가스를 저장하는 가압 가스 저장부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 방법은, (A) 풍력 또는 태양광에 의해 생산된 재생 에너지를 저장하기 위해, 공급된 해수를 수전해부에 의해 전기 분해하여 수소를 생성하는 단계; (B) 상기 수전해부에 의해 생성된 수소의 일부를 가스 압축기에 의해 고압으로 가압하는 단계; 및 (C) 상기 가스 압축기에 의해 고압으로 가압된 수소 가스를 가압 가스 저장부에 의해 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
기타 실시 예의 구체적인 사항은 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 및 첨부 "도면"에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 각종 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 각 실시 예의 구성만으로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로도 구현될 수도 있으며, 단지 본 명세서에서 개시한 각각의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐임을 알아야 한다.
본 발명에 의하면, 연속적인 수소 생산을 통한 생산 시스템의 운전 효율을 증가시키기 위해, 생산된 압축 수소 가스를 저장하는 저장 시스템과, 연료 전지(Fuel Cell)와, ESS 시스템을 추가하여 해양 재생 에너지의 공급이 부족한 경우에도 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템의 운전이 가능하도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템의 개념을 나타내는 평면도.
도 2는 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템의 개념을 나타내는 측면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템의 구성을 나타내는 블록도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 방법의 흐름을 나타내는 플로우 차트.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 방법에서 압축된 수소를 저장하는 흐름을 나타내는 플로우 차트.
본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있고, 더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.
즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니며, 이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.
또한, 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있으며, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.
본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.
더 나아가서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"라고 기재한 경우에는, 이 구성 요소가 다른 구성 요소와 직접적으로 연결되어 있거나 접촉하여 설치되어 있을 수 있고, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있을 수도 있으며, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있는 경우에 대해서는 해당 구성 요소를 다른 구성 요소에 고정 내지 연결하기 위한 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재할 수 있으며, 이 제 3의 구성 요소 또는 수단에 대한 설명은 생략될 수도 있음을 알아야 한다.
반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결"되어 있다거나, 또는 "직접 접속"되어 있다고 기재되는 경우에는, 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재하지 않는 것으로 이해하여야 한다.
마찬가지로, 각 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 " ~ 사이에"와 "바로 ~ 사이에", 또는 " ~ 에 이웃하는"과 " ~ 에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지의 취지를 가지고 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 "일면", "타면", "일측", "타측", "제 1", "제 2" 등의 용어는, 사용된다면, 하나의 구성 요소에 대해서 이 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소로부터 명확하게 구별될 수 있도록 하기 위해서 사용되며, 이와 같은 용어에 의해서 해당 구성 요소의 의미가 제한적으로 사용되는 것은 아님을 알아야 한다.
또한, 본 명세서에서 "상", "하", "좌", "우" 등의 위치와 관련된 용어는, 사용된다면, 해당 구성 요소에 대해서 해당 도면에서의 상대적인 위치를 나타내고 있는 것으로 이해하여야 하며, 이들의 위치에 대해서 절대적인 위치를 특정하지 않는 이상은, 이들 위치 관련 용어가 절대적인 위치를 언급하고 있는 것으로 이해하여서는 아니된다.
또한, 본 명세서에서는 각 도면의 각 구성 요소에 대해서 그 도면 부호를 명기함에 있어서, 동일한 구성 요소에 대해서는 이 구성 요소가 비록 다른 도면에 표시되더라도 동일한 도면 부호를 가지고 있도록, 즉 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지시하고 있다.
본 명세서에 첨부된 도면에서 본 발명을 구성하는 각 구성 요소의 크기, 위치, 결합 관계 등은 본 발명의 사상을 충분히 명확하게 전달할 수 있도록 하기 위해서 또는 설명의 편의를 위해서 일부 과장 또는 축소되거나 생략되어 기술되어 있을 수 있고, 따라서 그 비례나 축척은 엄밀하지 않을 수 있다.
또한, 이하에서, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성, 예를 들어, 종래 기술을 포함하는 공지 기술에 대해 상세한 설명은 생략될 수도 있다.
이하, 본 발명의 실시 예에 대해 관련 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템의 개념을 나타내는 평면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템의 개념을 나타내는 측면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템(1000)은 다음과 같은 개념으로 설계된다.
플랫폼(10)의 상부 후미 영역에는 거주 구역(700)이 위치하고, 거주 구역(700)의 선두 방향 인근에는 유틸리티부(600)가 위치하고 있다.
거주 구역(700)은 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템(1000)을 포함하는 플랫폼(10)에 상주하는 운전 인력 및 관리 인력을 수용하기 위한 설비로서, 운전실 및 생활 시설와, 통신 설비와, 난방 설비 등이 설비되어 있다.
유틸리티부(600)는 액화 수소를 생산하고 각종 설비를 운전하기 위해 필수적으로 필요한 시스템으로서 압축 공기 시스템, 질소 생산 시스템, 냉각 시스템, 공기 조화 기술(HVAC), 소방 시설, 배수 시스템, 음용수 생산 시스템 등이 대표적이며, 이들 시스템이 정상적으로 운전되지 않으면, 수소 생산 설비 운전이 어렵다.
또한, 유틸리티부(600)의 선두 방향 인근에는 담수화부(130)가 위치하고, 담수화부의 선두 방향 인근에는 전기 생산 시스템(500)이 위치하며, 전기 분배 시스템(530)의 선두 방향 인근에는 수전해부(140)가 위치하고 있다.
담수화부(130)는 후술하는 해수 여과부(120)에 의해 부유물이 제거된 해수에서 염분이 제거된 탈염수(Demineralized Water)를 생성하는 역할을 한다.
전기 분배 시스템(530)은 후술하는 연료 전지(510)에 의해 생산된 전기 또는 재생 에너지로부터 생산된 전기를 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템(1000)에 전기를 공급한다.
수전해부(140)는 담수화부(130)에 의해 염분이 제거된 해수를 전기 분해하여 수소와 산소로 분해하는 역할을 한다.
한편, 수전해부(140)의 선두 방향 인근에는 수소 액화부(200)가 위치하며, 수소 액화부(200)의 선두 방향 인근에는 액화 수소 하역부(400)가 위치한다.
이러한 수소 액화부(200)는 극저온 냉각 시스템(Coldbox)과, 수소 액화 시스템으로 구성된다.
극저온 냉각 시스템은 기체 수소를 액화 수소로 생성하기 위해 극저온 상태(-253 ℃)로 냉각하는 역할을 한다.
수소 액화부(200)는 후술하는 수소 생산부(100)에 의해 생성된 수소를 액화 수소로 변환시키는 역할을 한다.
액화 수소 하역부(400)는 플랫폼(10)에 액화 수소 등을 싣거나 하역하기 위해 액화 수소를 액화 수소 운반선으로 하역하는 설비이다.
벤트부(30)는 각 탱크에서 발생하는 가스를 배출하는 부재이다.
한편, 선박의 하부 선미부터 선박의 하부 중간까지는 가압 가스 저장부(320)를 포함하고 있다.
가압 가스 저장부(320)는 수전해부(140)로부터 전기 분해된 수소를 고압으로 가압하여 임시로 저장하는 역할을 한다.
선박의 하부 선두에는 액화 수소 저장부(310)를 포함하고 있다.
액화 수소 저장부(310)는 수소 액화부(200)에 의해 생성된 -253 ℃ 의 극저온 액화 수소를 저장하는 역할을 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템(1000)은 상술한 바와 같은 개념을 포함한다.
이때, 해수는 바다로부터 담수화부(130)로 이동하고, 해양 재생 전기는 수전해용으로 이용된다.
연료 전지(510)는 생산 설비 시스템의 운전용 전기를 생산하고, 에너지 저장 장치(520)는 연료 전지(510)에 의해 생산된 잉여 전기 에너지를 저장(비상 운전, START-UP 및 해양 재생 전기 공급이 없을시 최소 부하 운전 등에 이용)한다.
한편, 수소는 수전해부(140)에서 생성되어 일부는 연료 전지(510)에서 전기를 생산하여 부유식 해상 액화 수소 생산 설비에 전기를 공급하고, 잉여 전기는 에너지 저장 장치(520)에 저장되며, 다른 일부는 수소 액화부(200)로 이동하게 된다.
수소 임시 저장부(330)에 저장되어 있는 수소는 추후 필요시 수소 액화부(200)로 이동하여 액화 수소로 생성된다.
한편, 수소 액화부(200)에서는 제공되는 수소로부터 -253 ℃ 의 극저온 액화 수소를 생성하고, 생성된 액화 수소는 액화 수소 저장부(310)에 저장된다.
액화 수소 저장부(310)에 저장되어 있던 액화 수소는 액화 수소 하역부(400)를 통해서 액화 수소 운반선으로 액화 수소가 선적된다.
상술한 바와 같은 개념에 의거하여 도 3을 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템에 대해 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 설비, 즉 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템(1000)은 수소 생산부(100)와, 수소 액화부(200)와, 수소 저장부(300)를 포함한다.
여기서, 수소 생산부(100)는 풍력 또는 태양광에 의해 생산된 재생 에너지를 저장하기 위해, 공급된 해수를 전기 분해하여 수소를 생성하는 역할을 한다.
또한, 수소 액화부(200)는 수소 생산부(100)에 의해 생성된 수소를 액화 수소로 변환시키는 역할을 한다.
수소 저장부(300)는 수소 생산부(100)에 의해 생성된 수소와 수소 액화부(200)에 의해 변환된 액화 수소를 저장한다.
이에 대해, 좀 더 상세히 설명하도록 한다.
본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템(1000)의 수소 생산부(100)는 해수 리프팅부(110)와, 해수 여과부(120)와, 담수화부(130)와, 수전해부(140)를 포함한다.
해수 리프팅부(110)는 수심 50 m 이하의 해수를 공급하는 역할을 한다.
이와 같이 해수 리프팅부(110)가 수심 50 m 이하의 해수를 공급하는 이유는 부유물이 적고 일정한 해수 온도를 유지하기 위함이다.
이와 같은 해수 리프팅부(110)는 플렉시블 호스와, 해수 라이저와, 해수 리프팅 펌프와, 염소 주입부 등을 포함한다.
플렉시블 호스는 해수를 수집하는 역할을 한다.
해수 라이저는 플레시블 호스에 의해 수집된 해수를 선내로 공급하기 부재로 수직관 형상으로 형성된다.
해수 리프팅 펌프는 해수 라이저로 공급되는 해수를 리프팅하기 위한 역할을 한다.
염소 주입부는 리프팅되는 해수의 미생물을 제거하는 역할을 수행한다.
해수 여과부(120)는 해수 리프팅부(110)에 의해 공급받은 해수의 부유물을 제거하는 역할을 한다.
다음, 담수화부(130)는 해수 여과부(120)에 의해 부유물이 제거된 해수에서 염분이 제거된 탈염수(Demineralized Water)를 생성한다.
이러한 담수화부(130)는 조대 입자 여과 패키지(Coarse Filtration Package)와, 미세 입자 여과 패키지(Fine Filtration Package)를 포함한다.
조대 입자 여과 패키지는 부유물 중 조대 입자를 여과시키는 역할을 한다.
또한, 미세 입자 여과 패키지는 조대 입자 여과 패키지에 의해 여과되고 남은 미세 입자를 여과시킨다.
한편, 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템의 담수화부(130)는 해수에 포함된 염분을 전기적 처리법 (ELECTRICAL PROCESS: REVERSE OSMOSIS) 또는 열처리 공정법(THERMAL PROCESS: MULTI-EFFECT DISTILLATION, MULTI-STAGE FLASH DISTILLATION)에 의해서 탈염을 수행한다.
수전해부(140)는 담수화부(130)에 의해 염분이 제거된 해수를 전기 분해하여 수소와 산소로 분해한다.
이러한 수전해부(140)는 물에 전기를 흘려 수소와 산소로 분해하는 장치로, 수소를 생산하는 친환경적인 장치이다.
수전해부(140)는 물을 수소와 산소로 분해시 물 분해 반응을 촉진하는 촉매가 사용될 수도 있다.
이러한 촉매로는 백금(Pt)이나 이리듐(Ir) 기반 귀금속 촉매 등이 사용될 수도 있다.
또한, 풍력 발전기와 같은 해양 재생 에너지로부터 수전해부(140)를 동작시키는 전기를 공급받는다.
이와 같이, 해양 재생 에너지 중 하나인 풍력을 이용하여 전기를 생성하기 때문에 친환경적 요소를 포함할 수 있다.
수소 액화부(200)는 수소 생산부(100)에 의해 생산된 수소를 선체 내부의 저장 탱크에 저장할 수 있도록 생산된 수소를 액화 수소로 변환시키는 역할을 한다.
또한, 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템의 수소 저장부(300)는 수전해부(140)에 의해 생산된 수소와, 수소 액화부(200)에 의해 변환된 액화 수소를 저장하는 역할을 한다.
이와 같은 수소 저장부(300)는 액화 수소 저장부(310)와, 가압 가스 저장부(320)를 포함한다.
액화 수소 저장부(310)는 수소 액화부(200)에 의해 생성된 -253 ℃ 의 극저온 액화 수소를 저장한다.
가압 가스 저장부(320)는 수전해부(140)에서 생산된 수소를 공급받아 가스 압축기(800)에 의해 고압으로 가압된 수소 가스를 저장한다.
이러한 가스 압축기(800)는 수전해부(800)로부터 공급되는 수소를 압축하여 가압 가스 저장부(320)로 공급하는 역할을 수행한다.
이러한 가스 압축기(800)는 생산된 수소를 200 바(Bar) 이상의 고압으로 가압하며, 필요시 고압으로 가압된 수소를 수소 액화부(200)로 공급하여 액화 수소로 변환시킬 수도 있다.
즉, 가압 가스 저장부(320)에 저장된 수소는 운전 조건의 필요에 따라 액화 수소의 생산을 위해 수소 액화부(200)로 이송된다.
한편, 가스 압축기(800)는 수소를 압축시키기 위한 것으로, 왕복동식과, 회전식과, 원심식과, 축류식일 수 있다.
왕복동식은 피스톤식과 다이어프램식으로 구분된다.
물론, 본 발명에서는 수소가 200 바 이상의 고압으로 가압되므로, 피스톤식 또는 다이어프램식의 가스 압축기(800)를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템(1000)은 액화 수소 하역부(400)를 포함한다.
액화 수소 하역부(400)는 액화 수소 저장부(310)에 저장된 액화 수소를 운송 선박에 이송하는 역할을 한다.
이와 같은 액화 수소 하역부(400)는 액화 수소 저장부((310)에 저장된 액화 수소를 운송 선박에 이송하기 위한 역할을 하며, 액화 수소 하역 펌프와, 호스 연결 장치를 포함한다.
한편, 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템은 연료 전지(Fuel Cell: 510)와, 에너지 저장 장치(ESS: 520)를 포함한다.
연료 전지(510)는 가스 압축기(800)에 의해 고압으로 가압된 수소 가스 중 일부를 이용하여 생산 설비에 필요한 전기를 생산한다.
연료 전지(510)는 연료 기체가 가진 화학 에너지를 직접 전기 에너지로 바꾸는 에너지 변환 전지이다.
이러한 연료 전지(510)는 해상 액화 수소 생산 설비의 정상 운전, 응급 상황 운전, 초기 시운전 중 하나 이상을 위해 필요한 전기를 생산한다.
기존의 해양 재생 에너지에서 생산된 전기는 간헐적이어서, 지속적으로 필요한 전기를 생산하여 공급하기 어려웠다.
하지만, 본 발명에 따르면, 연료 전지(510)는 수소 생산 시설에 필요한 전기를 생산한다.
한편, 연료 전지(510)에 의해 생산된 전기 중 잉여 전기는 육상으로 송전한다.
또한, 연료 전지(510)에 의해 생산된 전기 중 일부는 에너지 저장 장치(520)에 저장될 수도 있다.
한편, 전기 생산 시스템(500)에서 연료 전지(510)를 사용하여 부유식 해상 액화 수소 생산 설비에 설치된 기계 장비에 공급될 전기를 생산한다.
이와 같이 전기 생산 시스템(500)에 의해 생산된 전기는 선박의 모든 전기가 필요로 하는 장비의 전원으로 공급된다.
한편, 유틸리티부(600)는 액화 수소를 생산하고 설비를 운전하기 위해 필수적으로 필요한 시스템으로 압축 공기 시스템, 질소 생산 시스템, 냉각 시스템, 공기 조화 설비(HVAC), 소방 시설, 배수 시스템, 음용수 생산 시스템 등이 대표적이며, 이들 시스템이 정상 운전되지 않으면, 수소 생산 설비의 운전이 어렵다.
또한, 거주 설비(700)는 부유식 해상 액화 수소 생산 설비에 상주하는 운전 인력 및 관리 인력을 수용하기 위한 설비로써, 운전실 및 생활 시설을 갖추고 있으며, 거주 설비를 위해서는 공기 조화 설비(HVAC), 음용수 생산 설비, 통신 설비, 난방 설비 등이 설비된다.
한편, 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템(1000)의 구동 관계를 살펴보면 다음과 같다.
우선, 수심 50 m 이하의 해수를 해수 리프팅부(110)에 의해 공급받는다.
해수 리프팅부(110)에 의해 공급받은 해수의 부유물을 해수 여과부(120)에 의해 제거한다.
해수 여과부(120)에 의해 부유물이 제거된 해수에서 염분이 제거된 탈염수(Demineralized Water)를 담수화부(130)에 의해 생성한다.
담수화부(130)에 의해 염분이 제거된 해수를 수전해부(140)에 의해 전기 분해하여 수소와 산소로 분해한다.
이와 같이 수전해부(140)에 의해 전기 분해되어 생성된 산소는 버려지고, 생성된 수소 중 일부는 수소 액화부(200)로 공급되어 -253 ℃ 의 극저온 액화 수소로 변환된다.
변환된 -253 ℃ 의 극저온 액화 수소는 액화 수소 저장부(310)에 저장되어 있다 액화 수소 하역부(400)에 의해 운송 선박에 이송된다.
한편, 수전해부(140)에 의해 생성된 수소 중 일부는 가스 압축기(800)에 의해 고압으로 가압되고, 고압으로 가압된 수소 가스는 가압 가스 저장부(320)에 저장된다.
이때, 가스 압축기(800)에 의해 고압으로 가압된 수소 가스 중 일부는 연료 전지(510)에 의해 생산 설비에 필요한 전기를 생산한다.
연료 전지(510)에 의해 생산된 전기 중 일부는 에너지 저장 장치(520)에 저장되고, 생산된 전기 중 일부를 이용하여 전기 생산 시스템(500)에 의해 선박의 모든 장비에 전기를 공급하게 된다.
이때, 전기 생산 시스템(500)은 에너지 저장 장치(520)로부터 전기를 공급 받아 액화 수소 생산 설비에 운전 전원을 공급할 수 있으며, 풍력으로 생산된 전기를 수전해기에 공급한다.
한편, 수전해부(140)와, 가스 압축기(800)와, 가압 가스 저장부(320)와, 수소 액화부(200)와, 액화 수소 저장부(310)와, 연료 전지(510)의 운전, 유지 보수할 때 발생하는 퍼지 가스 또는 시스템 내부에 잔존하는 수소 배출은 벤트부(30)를 통해 배출된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 방법의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템(1000)을 이용한 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 방법은 4개의 단계를 포함한다.
제 1 단계(S100)에서는, 풍력 또는 태양광에 의해 생산된 재생 에너지를 저장하기 위해, 공급된 해수를 수소 생산부(100)에 의해 전기 분해하여 수소를 생성한다.
제 2 단계(S200)에서는, 수소 생산부(100)에 의해 생성된 수소를 수소 액화부(200)에 의해 액화 수소로 변환시킨다.
제 3 단계(S300)에서는, 수소 생산부(100)에 의해 생성된 수소와 수소 액화부(200)에 의해 변환된 액화 수소를 수소 저장부(300)에 저장한다.
제 4 단계(S400)에서는, 수소 저장부(300)에 저장된 액화 수소를 액화 수소 하역부(400)에 의해 운송 선박에 이송한다.
여기서, 수소 생산부(100)는 해수 리프팅부(110)와, 해수 여과부(120)와, 담수화부(130)와, 수전해부(140)를 포함한다.
해수 리프팅부(110)는 수심 50 m 이하의 해수를 공급하는 역할을 한다.
이와 같이 해수 리프팅부(110)가 수심 50 m 이하의 해수를 공급하는 이유는 부유물이 적고 일정한 해수 온도를 유지하기 위함이다.
이와 같은 해수 리프팅부(110)는 플렉시블 호스와, 해수 라이저와, 해수 리프팅 펌프와, 염소 주입부 등을 포함한다.
플렉시블 호스는 해수를 수집하는 역할을 한다.
해수 라이저는 플레시블 호스에 의해 수집된 해수를 선내로 공급하기 위한 부재로 수직관 형상으로 형성된다.
해수 리프팅 펌프는 해수 라이저로 공급되는 해수를 리프팅하기 위한 역할을 한다.
염소 주입부는 리프팅되는 해수의 미생물을 제거하는 역할을 수행한다.
해수 여과부(120)는 해수 리프팅부(110)에 의해 공급받은 해수의 부유물을 제거하는 역할을 한다.
다음, 담수화부(130)는 해수 여과부(120)에 의해 부유물이 제거된 해수에서 염분이 제거된 탈염수(Demineralized Water)를 생성한다.
이러한 담수화부(130)는 조대 입자 여과 패키지(Coarse Filtration Package)와, 미세 입자 여과 패키지(Fine Filtration Package)를 포함한다.
조대 입자 여과 패키지는 부유물 중 조대 입자를 여과시키는 역할을 한다.
또한, 미세 입자 여과 패키지는 조대 입자 여과 패키지에 의해 여과되고 남은 미세 입자를 여과시킨다.
한편, 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템(1000)의 담수화부(130)는 해수에 포함된 염분을 전기적 처리법 (ELECTRICAL PROCESS: REVERSE OSMOSIS) 또는 열처리 공정법(THERMAL PROCESS: MULTI-EFFECT DISTILLATION, MULTI-STAGE FLASH DISTILLATION)에 의해서 탈염을 수행한다.
수전해부(140)는 담수화부(130)에 의해 염분이 제거된 해수를 전기 분해하여 수소와 산소로 분해한다.
또한, 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 방법에서, 수소 저장부(300)는 수소 액화부(200)에 의해 생성된 -253 ℃ 의 극저온 액화 수소를 저장하는 액화 수소 저장부(310)와, 수전해부(140)에서 생산된 수소를 공급받아 가스 압축기(800)에 의해 고압으로 가압된 수소 가스를 저장하는 가압 가스 저장부(320)를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 방법에서 압축된 수소를 저장하는 흐름을 나타내는 플로우 차트이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 방법은 3개의 단계를 포함한다.
(A) 단계에서는, 풍력 또는 태양광에 의해 생산된 재생 에너지를 저장하기 위해, 공급된 해수를 수전해부(140)에 의해 전기 분해하여 수소를 생성한다.
(B) 단계에서는, 수전해부(140)에 의해 생성된 수소의 일부를 가스 압축기(800)에 의해 고압으로 가압한다.
(C) 단계에서는, 가스 압축기(800)에 의해 고압으로 가압된 수소 가스를 가압 가스 저장부(320)에 의해 저장한다.
이와 같이 본 발명에 의하면, 연속적인 수소 생산을 통한 생산 시스템의 운전 효율을 증가시키기 위해, 생산된 압축 수소 가스를 저장하는 저장 시스템과, 연료 전지(Fuel Cell)와, ESS 시스템을 추가하여 해양 재생 에너지의 공급이 부족한 경우에도 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템의 운전이 가능하도록 하는 효과가 있다.
이상, 일부 예를 들어서 본 발명의 바람직한 여러 가지 실시 예에 대해서 설명하였지만, 본 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 항목에 기재된 여러 가지 다양한 실시 예에 관한 설명은 예시적인 것에 불과한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이상의 설명으로부터 본 발명을 다양하게 변형하여 실시하거나 본 발명과 균등한 실시를 행할 수 있다는 점을 잘 이해하고 있을 것이다.
또한, 본 발명은 다른 다양한 형태로 구현될 수 있기 때문에 본 발명은 상술한 설명에 의해서 한정되는 것이 아니며, 이상의 설명은 본 발명의 개시 내용이 완전해지도록 하기 위한 것으로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항에 의해서 정의될 뿐임을 알아야 한다.
100 : 수소 생산부
110 : 해수 리프팅부
120 : 해수 여과부
130 : 담수화부
140 : 수전해부
200 : 수소 액화부
300 : 수소 저장부
310 : 액화 수소 저장부
320 : 가압 가스 저장부
330 : 수소 임시 저장부
400 : 액화 수소 하역부
500 : 전기 생산 시스템
510 : 연료 전지
520 : 에너지 저장 장치
530 : 전기 분배 시스템
600 : 유틸리티부
700 : 거주 설비
800 : 가스 압축기
900 : 벤트부
1000 : 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템

Claims (17)

  1. 풍력 또는 태양광에 의해 생산된 재생 에너지를 저장하기 위해, 공급된 해수를 전기 분해하여 수소를 생성하는 수소 생산부;
    상기 수소 생산부에 의해 생성된 기체 수소를 액화 수소로 변환시키는 수소 액화부;
    상기 수소 생산부에 의해 생성된 기체 수소와 상기 수소 액화부에 의해 변환된 액화 수소를 저장하는 수소 저장부;
    고압으로 가압된 수소 가스 중 일부를 이용하여 생산 설비에 필요한 전기를 생산하는 연료 전지(Fuel Cell);
    풍력 또는 태양광에 의해 생산된 재생 에너지를 수전해기에 공급하고, 상기 연료 전지에 의해 생산된 잉여 전기를 저장하는 에너지 저장 장치(ESS); 및
    상기 연료 전지에 의해 생산된 전기 또는 재생 에너지로부터 생산된 전기를 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템에 전기를 공급하는 전기 분배 시스템;를 포함하며,
    상기 수소 저장부는,
    수전해부에서 생산된 수소를 공급받아 가스 압축기에 의해 고압으로 가압된 수소 가스를 저장하는 가압 가스 저장부;를 포함하고,
    상기 가압 가스 저장부에 저장된 수소는 운전 조건의 필요에 따라 액화 수소의 생산을 위해 수소 액화부로 이송되는 것을 특징으로 하는,
    해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수소 생산부는,
    수심 50 m 이하의 해수를 공급하는 해수 리프팅부;
    상기 해수 리프팅부에 의해 공급받은 해수의 부유물을 제거하는 해수 여과부;
    상기 해수 여과부에 의해 부유물이 제거된 해수에서 염분이 제거된 탈염수(Demineralized Water)를 생성하는 담수화부; 및
    상기 담수화부에 의해 염분이 제거된 해수를 전기 분해하여 수소와 산소로 분해하는 수전해부;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 해수 리프팅부는,
    해수를 수집하는 플렉시블 호스;
    상기 플레시블 호스에 의해 수집된 해수를 선내로 공급하기 위한 수직관 형상의 해수 라이저;
    상기 해수 라이저로 공급되는 해수를 리프팅하기 위한 해수 리프팅 펌프; 및
    리프팅되는 해수의 미생물을 제거하기 위한 염소 주입부;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 담수화부는,
    상기 부유물 중 조대 입자를 여과시키는 조대 입자 여과 패키지(Coarse Filtration Package); 및
    상기 조대 입자 여과 패키지에 의해 여과되고 남은 미세 입자를 여과시키는 미세 입자 여과 패키지(Fine Filtration Package);를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 담수화부는,
    해수에 포함된 염분을 전기적 처리법 (ELECTRICAL PROCESS: REVERSE OSMOSIS) 또는 열처리 공정법(THERMAL PROCESS: MULTI-EFFECT DISTILLATION, MULTI-STAGE FLASH DISTILLATION)에 의해 탈염을 수행하는 것을 특징으로 하는,
    해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 수소 저장부는,
    상기 수소 액화부에 의해 생성된 -253 ℃ 의 극저온 액화 수소를 저장하는 액화 수소 저장부;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 액화 수소 저장부에 저장된 액화 수소를 운송 선박에 이송하는 액화 수소 하역부;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템.
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 연료 전지는,
    해상 액화 수소 생산 설비의 정상 운전, 응급 상황 운전, 초기 시운전 중 하나 이상을 위해 필요한 전기를 생산하는 것을 특징으로 하는,
    해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 연료 전지에 의해 생산된 전기 중 잉여 전기는 연료 전지의 전력 생산이 어려울 경우 전력 공급 시스템으로 전기를 공급하는 것을 특징으로 하는,
    해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템.
  13. 제 1 항 내지 제 6 항, 제 9 항, 제 11 항, 제 12 항 중 한 항에 따른 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템을 이용한 해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 방법으로서,
    풍력 또는 태양광에 의해 생산된 잉여 재생 에너지를 저장하기 위해, 공급된 해수를 수소 생산부에 의해 전기 분해하여 수소를 생성하는 제 1 단계;
    상기 수소 생산부에 의해 생성된 수소를 수소 액화부에 의해 액화 수소로 변환시키는 제 2 단계;
    상기 수소 생산부에 의해 생성된 수소와 상기 수소 액화부에 의해 변환된 액화 수소를 수소 저장부에 저장하는 제 3 단계; 및
    상기 수소 저장부에 저장된 액화 수소를 액화 수소 하역부에 의해 운송 선박에 이송하는 제 4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 수소 생산부는,
    수심 50 m 이하의 해수를 공급하는 해수 리프팅부;
    상기 해수 리프팅부에 의해 공급받은 해수의 부유물을 제거하는 해수 여과부;
    상기 해수 여과부에 의해 부유물이 제거된 해수에서 염분이 제거된 탈염수(Demineralized Water)를 생성하는 담수화부; 및
    상기 담수화부에 의해 염분이 제거된 해수를 전기 분해하여 수소와 산소로 분해하는 수전해부;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 수소 저장부는,
    상기 수소 액화부에 의해 생성된 -253 ℃ 의 극저온 액화 수소를 저장하는 액화 수소 저장부;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 수소 저장부는,
    상기 수전해부에서 생산된 수소를 공급받아 가스 압축기에 의해 고압으로 가압된 수소 가스를 저장하는 가압 가스 저장부;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 방법.
  17. (A) 풍력 또는 태양광에 의해 생산된 잉여 재생 에너지를 저장하기 위해, 공급된 해수를 수전해부에 의해 전기 분해하여 수소를 생성하는 단계;
    (B) 상기 수전해부에 의해 생성된 수소의 일부를 가스 압축기에 의해 고압으로 가압하는 단계; 및
    (C) 상기 가스 압축기에 의해 고압으로 가압된 수소 가스를 가압 가스 저장부에 의해 저장하는 단계;를 포함하며,
    고압으로 가압된 수소 가스 중 일부를 이용하여 생산 설비에 필요한 전기를 생산하는 연료 전지(Fuel Cell);
    풍력 또는 태양광에 의해 생산된 재생 에너지를 수전해기에 공급하고, 상기 연료 전지에 의해 생산된 잉여 전기를 저장하는 에너지 저장 장치(ESS); 및
    상기 연료 전지에 의해 생산된 전기 또는 재생 에너지로부터 생산된 전기를 부유식 해상 액화 수소 생산 시스템에 전기를 공급하는 전기 분배 시스템;를 포함하며,
    수소 저장부는,
    상기 수전해부에서 생산된 수소를 공급받아 가스 압축기에 의해 고압으로 가압된 수소 가스를 저장하는 가압 가스 저장부;를 포함하고,
    상기 가압 가스 저장부에 저장된 수소는 운전 조건의 필요에 따라 액화 수소의 생산을 위해 수소 액화부로 이송되는 것을 특징으로 하는,
    해양 재생 에너지를 이용한 부유식 해상 액화 수소 생산 방법.
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