Analysis of CO2 Emission Depending on Hydrogen Production Methods in Korea

Because of environmental pollution problem, interests in hydrogen energy has been concentrating sharply. Especially in Korea, the market related with fuel cell vehicles and hydrogen refueling stations is increasing actively under the government-led. However, the actual contributions to environmental improvement effect of hydrogen energy is required to be evaluated with representing reality. In this sense, lots of conventional analyzing tools have some limitations to adapt in Korea's situation directly. It is caused by the differences of raw energy market between the US and Korea. That is, most of analytic tools are developed by representing energy market of the US, where can produce variety of raw feed energy sources. Therefore, in this paper, we propose mass balance based numerical analyzing method, which is suitable for the actual hydrogen production process in Korea for exact evaluation of $CO_2$ emission amount in this country. Using proposed method, we has demonstrated reformed hydrogen from natural gas, LPG and naphtha, electrolysis-based hydrogen, and COG-based hydrogen. Furthermore, with the comparison of GREET program analysis results, robustness of numerical analysis method is demonstrated.

국내 수소 생산에 따른 CO2 발생량 분석

근래 환경 문제가 이슈화됨에 따라, 수소 에너지에 대한 관심 역시 빠르게 집중되고 있다. 특히 국내에서는 수소 에너지의 보급을 위하여 정부 주도 하, 수소전기차 및 수소충전소의 확산이 탄력을 받고 있다. 그러나 수소 에너지의 도입 취지에 부합하는, 실질적인 국내 환경성에 대한 기여도가 평가되어야 하지만, 기존 $CO_2$ 배출량 분석 방법의 대부분은 미국의 에너지 환경을 대표하여 개발되었으므로, 국내 현실에 그대로 적응하기에는 한계가 존재한다. 따라서 본 논문에서는 국내에서 수소 생산 시 배출되는 $CO_2$ 배출량을 평가하는 방식으로, 물질 수지 기반의 수치 계산 분석을 제안한다. 제안한 방법을 바탕으로 천연가스, LPG, 나프타를 원료로 개질 반응 및 전기분해, COG를 활용한 수소 생산 시 국내에서 발생하는 $CO_2$ 배출량을 분석하였다. 또한, 해당 결과를 GREET 프로그램 분석 결과를 비교하여 제안한 방법의 신뢰성을 확인해보았다.