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Boris Brigljević (Boris Brigljević) 저자 이메일 보기
UNIST
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When Bigger Is Not Greener: Ensuring the Sustainability of Power-to-Gas Hydrogen on a National Scale
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Abstract

As the prices of photovoltaics and wind turbines continue to decrease, more renewable electricity-generating capacity is installed globally. While this is considered an integral part of a sustainable energy future by many nations, it also poses a significant strain on current electricity grids due to the inherent output variability of renewable electricity. This work addresses the challenge of renewable electricity surplus (RES) utilization with target-scaling of centralized power-to-gas (PtG) hydrogen production. Using the Republic of Korea as a case study, due to its ambitious plan of 2030 green hydrogen production capacity of 0.97 million tons year-1, we combine predictions of future, season-averaged RES with a detailed conceptual process simulation for green H2 production via polymer electrolyte membrane (PEM) electrolysis combined with a desalination plant in six distinct scale cases (0.5-8.5 GW). It is demonstrated that at scales of 0.5 to 1.75 GW the RES is optimally utilized, and PtG hydrogen can therefore outperform conventional hydrogen production both environmentally (650-2210 Mton CO2 not emitted per year) and economically (16-30% levelized cost reduction). Beyond these scales, the PtG benefits sharply drop, and thus it is answered how much of the planned green hydrogen target can realistically be "green" if produced domestically on an industrial scale.

논문정보
- 형식: Research article
- 게재일: 2022년 08월 (BRIC 등록일 2022-10-28)
- 연구진: 국내(교신)+국외 연구진태극기
- 분야: 생물학관련 모든분야
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