KR20150122830A - LNG-Hydrogen dual producing system - Google Patents

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KR20150122830A
KR20150122830A KR1020140048563A KR20140048563A KR20150122830A KR 20150122830 A KR20150122830 A KR 20150122830A KR 1020140048563 A KR1020140048563 A KR 1020140048563A KR 20140048563 A KR20140048563 A KR 20140048563A KR 20150122830 A KR20150122830 A KR 20150122830A
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최진명
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현대중공업 주식회사
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    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Abstract

The present invention relates to an LNG-hydrogen complex production system and, more specifically, to an LNG-hydrogen complex production system capable of complex producing an LNG and hydrogen by separating the hydrogen from the LNG in a marine structure which is marine equipment for producing the LNG. To achieve the objective, provided is the LNG-hydrogen complex production system comprising: an LNG marine structure for producing a liquefied natural gas (LNG) from a natural gas mined from a gas well; a decomposer for separating some of the LNG generated from the LNG marine structure into hydrogen and carbon dioxide; a fuel cell producing part for generating a hydrogen fuel cell by using the hydrogen separated from the decomposer; and a power supply line for supplying power generated from the fuel cell producing part to the LNG marine structure.

Description

LNG-수소 복합 생산 시스템{LNG-Hydrogen dual producing system}LNG-Hydrogen dual producing system

본 발명은 LNG-수소 복합 생산 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 LNG 해양구조물로부터 생산된 LNG에서 수소를 분리하여 연료 및 동력원으로 사용할 수 있도록 한 LNG-수소 복합 생산 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a LNG-hydrogen composite production system, and more particularly, to a LNG-hydrogen composite production system in which hydrogen can be separated from LNG produced from an LNG offshore structure and used as a fuel and a power source.

근래, 천연가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있는 추세이다. In recent years, consumption of natural gas has been rapidly increasing worldwide.

천연가스가 생산되는 가스정(gas well)이나 유정은 통상 천연가스 수요처로부터 멀리 떨어져 있다. Gas wells or oil wells where natural gas is produced are usually far from natural gas demand.

따라서, 천연가스는 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는 액화된 액화천연가스(LNG)의 상태로 LNG 캐리어(LNG 운반선)에 저장된 채 원거리의 수요처로 운반된다. Thus, natural gas is transported in a gaseous state via land or sea gas pipelines, or transported to a remote location where it is stored in an LNG carrier (LNG carrier) in the state of liquefied natural gas (LNG).

이때, 액화천연가스는 천연가스를 극저온(대략 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.At this time, the liquefied natural gas is obtained by cooling the natural gas at a very low temperature (about -163 ° C.), and its volume is reduced to about 1/600 of that of the natural gas, which is suitable for long distance transportation through the sea.

한편, LNG 생산을 위한 LNG FPSO(Floating Production Storage and Offloading vessel), LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit) 등의 해양 구조물은 유체의 저항을 보다 작게 받기 위해 선박의 형상으로 제작되어 해상에서 부유식으로 정박한 다음 LNG를 생산하고 저장한다. On the other hand, offshore structures such as LNG FPSO (Floating Production Storage and Offloading vessel) and LNG FSRU (Floating Storage and Regasification Unit) for LNG production are manufactured in the form of ship in order to reduce fluid resistance, After anchoring, LNG is produced and stored.

상기 LNG FPSO(Liquefied Natural Gas-Floating Production Storage Offloading)는 해상에서 액화천연가스(LNG)의 생산 및 저장, LNG 캐리어로의 하역 기능을 겸비한 대형 특수선박으로, 채굴된 천연가스를 해상에서 정제한 후 액화플랜트에 의해 직접 액화시켜 저장하고, 필요시 저장된 LNG를 LNG 수송선으로 옮겨싣기 위해 사용되는 부유식 해상 구조물이다.The LNG FPSO (Liquefied Natural Gas-Floating Production Storage Offloading) is a large specialized vessel capable of producing and storing liquefied natural gas (LNG) at sea and loading and unloading to an LNG carrier. After refining the mined natural gas at sea It is a floating marine structure that is used to store directly liquefied by a liquefaction plant, and to transfer stored LNG to LNG carriers when necessary.

또한, LNG FSRU는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 수송선으로부터 하역되는 LNG를 카고탱크에 저장한 후 필요에 따라 LNG를 기화시켜 육상 수요처(해수담수화플랜트, 발전플랜트, 공장 등)에 공급함으로써 육상의 LNG 저장 및 기화설비를 생략할 수 있게 하는 부유식 해상 구조물이다.In addition, the LNG FSRU stores LNG offshore from offshore LNG carriers in cargo tanks and supplies LNG to land demand (seawater desalination plants, power plants, factories, etc.) It is a floating marine structure that allows the storage and vaporization facilities to be omitted.

한편, FPSO 등의 해양 구조물로부터 생산된 LNG는 운반선에 의해 육상의 LNG 저장 및 기화설비 또는 LNG-FSRU와 같은 해양설비로 운반된다.On the other hand, LNG produced from marine structures such as FPSO is transported to the offshore LNG storage and vaporization facilities or marine facilities such as LNG-FSRU by the carrier.

LNG를 운반하는 운반선에는 LNG 수송선(carrier)과, LNG RV가 제공된다.Carriers carrying LNG are provided with LNG carriers and LNG RVs.

LNG 수송선은 LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 LNG를 하역하고, LNG RV는 LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 도착한 후 저장된 LNG를 재기화하여 천연가스 상태로 하역한다.The LNG carrier carries LNG to the sea, unloads the LNG to the land area, and the LNG RV carries the LNG to the sea. After reaching the land area, the LNG is rebuilt and unloaded as natural gas.

한편 이러한 LNG 생산설비 및 운송장비들(LNG FPSO, LNG FSRU, LNG carrier, LNG RV 등)의 발전 및 추진동력원으로 LNG 생산설비로부터 생산된 LNG를 자가 조달하거나 오일을 주 연료로 사용한다.Meanwhile, LNG production facilities and transportation equipment (LNG FPSO, LNG FSRU, LNG carrier, LNG RV, etc.) are used as power generation and propulsion power source by self-procurement of LNG produced from LNG production facility or oil as main fuel.

특히, 운송설비들의 절대 다수는 여전히 오일을 주 동력원으로 택하고 있는 실정이다. In particular, the vast majority of transportation facilities still use oil as the main power source.

이에 따라, 발전기 및 엔진으로부터 발생하는 유해 가스로 인해 대기 오염을 야기할 수 있으며, 오일이 해양에 새어나가 해양 오염을 일으키는 등의 문제를 야기하였다.As a result, air pollution may occur due to the harmful gas generated from the generator and the engine, and the oil leaks into the ocean and causes marine pollution.

또한, LNG 운반선의 경우 LNG 해양 구조물로부터 LNG를 실어 나르기 위해서는 LNG 운반선의 연료인 오일 충전을 위해 항구에 반드시 들러야하는 번거로움을 야기하였다.In addition, in the case of LNG carriers, in order to transport LNG from an LNG offshore structure, it is necessary to stop at the port to fill up the oil of the LNG carrier.

LNG를 주 동력원으로 택하는 것은 막대한 비용의 별도 액화-기화설비의 필요을 의미하기 때문에 적용 사례는 매우 드물다.The application of LNG as a main power source is very rare because it means the need for a separate liquefaction-vaporizer with a large cost.

따라서, LNG 생산설비 및 LNG 운반선의 동력원인 오일이나 LNG 대신 대체 동력원이 요구되고 있는 실정이다.
Therefore, alternative power sources are required instead of oil or LNG, which is the power source for LNG production facilities and LNG carriers.

대한민국 등록번호 10-1121721Korea Registration No. 10-1121721

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 LNG 해양구조물로부터 생산되는 LNG를 분해하여 수소를 생산할 수 있도록 함으로써 수소 자체를 연료로 사용하거나 수소 연료전지를 만들어 발전기를 운용할 수 있도록 함으로써 대기 오염 및 해양오염을 방지할 수 있도록 한 LNG-수소 복합 생산 시스템을 제공하고자 한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a hydrogen fuel cell capable of decomposing LNG produced from an LNG offshore structure to produce hydrogen, The present invention provides a LNG-hydrogen composite production system that can prevent air pollution and marine pollution by making it possible to produce a LNG-

본 발명의 다른 목적은 LNG를 실어 나르는 LNG 운반선에 수소 연료 공급이 이루어질 수 있도록 함으로써, LNG 운반선의 연료 충전을 위한 해상 터미널 역할을 겸할 수 있도록 한 LNG-수소 복합 생산 시스템을 제공하고자 한 것이다.Another object of the present invention is to provide an LNG-hydrogen composite production system which can serve as a marine terminal for charging a fuel of an LNG carrier by allowing hydrogen fuel to be supplied to an LNG carrier carrying LNG.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 가스정으로부터 채굴된 천연가스를 액화천연가스(LNG)로 생산하는 LNG 해양구조물;상기 LNG 해양구조물로부터 생산된 LNG 일부를 차용하여 수소와 일산화탄소로 분리하는 분해기;상기 분해기로부터 분리된 수소를 이용해 수소연료전지를 생산하는 연료전지 생산부;상기 연료전지 생산부로부터 생산된 전력을 LNG 해양구조물에 공급하는 전력공급라인:을 포함하여 구성된 LNG-수소 복합 생산 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an LNG offshore structure for producing natural gas mined from a gas well as liquefied natural gas (LNG), a cracker for separating LNG produced from the LNG offshore structure into hydrogen and carbon monoxide A fuel cell production unit for producing a hydrogen fuel cell using hydrogen separated from the decomposer, and a power supply line for supplying power generated from the fuel cell production unit to the LNG offshore structure, do.

이때, LNG 해양구조물로부터 생산된 LNG를 저장하는 LNG 저장탱크와, 분해기를 통해 분리된 수소를 저장하는 수소 저장탱크를 더 포함하는 것이 바람직하다.The LNG storage tank may further include an LNG storage tank for storing the LNG produced from the LNG offshore structure and a hydrogen storage tank for storing the hydrogen separated through the decomposition unit.

이때, LNG 운반선의 카고 탱크와 LNG 저장탱크 사이에 연결되어 LNG 저장탱크로부터 카고 탱크로 LNG가 적재되는 관로인 LNG 카고라인과, LNG 운반선의 연료 탱크와 수소 저장탱크 사이에 연결되어 수소 저장탱크로부터 연료 탱크로 수소가 공급되는 관로인 수소 연료라인을 포함하는 것이 바람직하다.At this time, the LNG cargo line, which is connected between the cargo tank of the LNG carrier and the LNG storage tank and is a channel through which the LNG is loaded from the LNG storage tank to the cargo tank, is connected between the fuel tank and the hydrogen storage tank of the LNG carrier, And a hydrogen fuel line that is a conduit through which hydrogen is supplied to the fuel tank.

또한, 상기 수소 저장탱크와 수소 운반선의 카고 탱크 사이에 연결되어 수소 저장탱크로부터 카고 탱크로 수소가 적재되는 관로인 수소 카고라인을 포함하는 것이 바람직하다.And a hydrogen cargo line which is connected between the hydrogen storage tank and the cargo tank of the hydrogen carrier and is a pipe through which hydrogen is loaded from the hydrogen storage tank to the cargo tank.

또한, 상기 분해기와 가스정 사이에는 분해기로부터 수소가 분리되면서 발생한 일산화탄소가 가스정으로 주입되는 관로인 일산화탄소 주입라인이 더 설치된 것이 바람직하다.Further, it is preferable that a carbon monoxide injection line is installed between the decomposer and the gas well, which is a channel through which carbon monoxide generated while hydrogen is separated from the decomposer is injected into the gas well.

본 발명에 따른 LNG-수소 복합 생산 시스템은 다음과 같은 효과가 있다.The LNG-hydrogen composite production system according to the present invention has the following effects.

첫째, LNG 해양구조물을 통해 생산된 LNG의 일부를 차용하여 수소를 분리한 후 수소 연료전지를 생산하고, 수소 연료전지를 이용해 LNG 해양구조물에 전력을 공급함으로써 오일을 이용한 발전기를 생략할 수 있으므로 LNG 해양구조물을 운용하는 과정에서 공해물질이 발생하지 않게 된다.First, the hydrogen fuel cell is produced by separating the hydrogen from the LNG produced from the LNG offshore structure, and the generator using the oil can be omitted by supplying power to the LNG offshore structure by using the hydrogen fuel cell. No pollutants are generated during the operation of the offshore structure.

이에 따라, 대기 오염 및 해양 오염을 방지할 수 있으며, 타 그린 에너지 대비 효율성이 탁월한 효과가 있다.As a result, air pollution and marine pollution can be prevented, and efficiency compared to other green energy is excellent.

둘째, 분해기를 통해 생산된 수소를 별도로 저장하는 수소 저장탱크를 마련하고, 이를 선박의 연료로 공급해주거나 수소 자체를 화물로 공급할 수 있도록 함으로써 LNG 해양구조물을 해상 터미널로 활용할 수 있는 효과가 있다.Secondly, it is effective to use LNG offshore structures as offshore terminals by providing a hydrogen storage tank that separately stores the hydrogen produced by the cracker and supplying it as fuel for the ship or supplying hydrogen itself as a cargo.

즉, LNG 운반을 위한 운반선의 연료 충전을 위해 항구를 거칠 필요가 없이 LNG 운반을 위한 LNG 적재 과정에서 수소를 연료로 공급받을 수 있기 때문에 연료 충전을 위한 번거로움을 방지할 수 있는 것이다.That is, since it is possible to supply hydrogen as fuel during the LNG loading process for transporting the LNG without having to go through the port for charging the fuel of the carrier for transporting the LNG, it is possible to prevent the troubles for charging the fuel.

셋째, 분해기를 통해 수소가 분리되는 과정에서 발생한 일산화탄소를 가스정에 인위적으로 주입함으로써, 탄소 배출을 억제하는 것은 물론 LNG 생산에 대한 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.Third, by injecting carbon monoxide generated in the process of separating hydrogen through the cracker artificially into the gas well, it is possible to suppress the carbon emission and increase the efficiency of LNG production.

즉, 천연가스에 비해 일산화탄소의 비중이 큰바, 가스정에 일산화탄소를 인위적으로 주입함으로써 비중이 작은 천연가스 채굴의 효율성을 높일 수 있는 것이다.In other words, since the specific gravity of carbon monoxide is larger than that of natural gas, carbon monoxide is artificially injected into the gas well to increase the efficiency of natural gas mining.

넷째, 회전기(Rotating Machine)를 이용하는 엔진 및 발전설비 대비 움직임이 적은 연료전지가 핵심 동력 공급방법이 되기 때문에 해양구조물의 설비의 소음 및 진동을 획기적으로 개선할 수 있고, 수소를 공급할 수 있기 때문에 운반선에서도 연료전지로 엔진과 발전기를 대체하면 동일한 효과를 운반선에서도 기대할 수 있다.Fourth, because the engine that uses the rotating machine and the fuel cell with less movement compared to the power generation facility become the core power supply method, it is possible to drastically improve the noise and vibration of the facilities of the offshore structure, Even if the fuel cell is replaced with the engine and the generator, the same effect can be expected from the carrier.

도 1은 일반적인 LNG 생산을 위한 개념을 개략적으로 나타낸 개략도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LNG-수소 복합 생산 시스템을 나타낸 구성도
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 LNG-수소 복합 생산 시스템을 나타낸 구성도.Figure 1 is a schematic view schematically illustrating the concept for general LNG production
FIG. 2 is a schematic view showing an LNG-hydrogen composite production system according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a LNG-hydrogen composite production system according to another embodiment of the present invention.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.It is to be understood that the words or words used in the present specification and claims are not to be construed in a conventional or dictionary sense and that the inventor can properly define the concept of a term in order to describe its invention in the best possible way And should be construed in light of the meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention.

이하, 첨부된 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LNG-수소 복합 생산 시스템(이하, '복합 생산 시스템'이라 함)에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, an LNG-hydrogen composite production system (hereinafter referred to as a 'complex production system') according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

복합 생산 시스템은 LNG로부터 수소를 분리하여 연료전지를 생산하거나 수소 자체를 연료로 사용할 수 있도록 한 기술적 특징이 있다.The complex production system has a technical feature that separates hydrogen from LNG to produce fuel cell or use hydrogen itself as fuel.

이에 따라, LNG 해양구조물의 오일 발전장치를 생략할 수 있으므로, 대기오염 및 해양오염을 방지할 수 있게 된다.As a result, the oil power generator of the LNG offshore structure can be omitted, and air pollution and marine pollution can be prevented.

이를 위한 복합 생산 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이 LNG 해양구조물(10)과, 분해기(20)와, 연료전지 생산부(30)와, 전력공급라인(40)을 포함하여 구성된다.2, the combined production system includes an LNG offshore structure 10, a decomposition unit 20, a fuel cell production unit 30, and a power supply line 40, as shown in FIG.

LNG 해양구조물(10)은 가스정에서 채굴된 천연가스를 액화천연가스로 생산하는 설비로서, 해상에 플랫폼 형태의 고정식으로 제공되거나 FPSO와 같은 부유식으로 제공된다.The LNG offshore structure (10) is a facility for producing natural gas mined from a gas well as liquefied natural gas, which is provided as a fixed platform type at sea or floating like FPSO.

이때, LNG 해양구조물(10)로부터 생산된 액화천연가스는 해저 파이프라인(11)을 통해 육상의 공급처로 제공되거나 별도의 LNG 저장탱크(12)에 저장된 후 LNG 운반선을 통해 육상으로 운반된다.At this time, the liquefied natural gas produced from the LNG offshore structure 10 is supplied to the offshore pipeline 11 as a supply source onshore or stored in a separate LNG storage tank 12, and then transported to the land via the LNG carrier.

다음으로, 분해기(20)는 LNG 해양구조물(10)로부터 생산된 LNG를 분해하여 수소를 생산하는 역할을 한다.Next, the decomposer 20 decomposes the LNG produced from the LNG offshore structure 10 to produce hydrogen.

즉, 분해기(20)는 LNG 해양구조물(10)로부터 생산된 LNG 일부를 차용하여 수소를 분리해냄으로써 수소 연료전지를 만들 수 있도록 하기 위함이다.That is, the decomposer 20 is used to borrow a portion of the LNG produced from the LNG offshore structure 10 to separate the hydrogen, thereby making the hydrogen fuel cell.

이때, 수소를 얻기 위해서는 화합물 형태로 존재하는 수소를 분리하여야 한다.At this time, in order to obtain hydrogen, the hydrogen present in the form of a compound must be separated.

수소를 분리하는 방법은 여러 종류가 제공되고 있는 실정이며, 현재 가장 널리 사용하는 방법은 천연가스에 포함된 메탄의 수증기 개질법이다.There are many methods for separating hydrogen, and currently the most widely used method is the steam reforming of methane contained in natural gas.

수증기 개질법은 천연가스 중의 메탄을 고온의 수증기와 함께 니켈촉매에서 반응시키면 수소와 일산화탄소로 분해된다.The steam reforming process decomposes methane in natural gas into hydrogen and carbon monoxide when it is reacted with hot steam in a nickel catalyst.

이때, 분해기(20)에는 분해된 수소가 이송되는 수소공급라인(21)과, 분해된 일산화탄소가 배출되는 탄소배출라인(22)이 설치된다.At this time, the decomposer 20 is provided with a hydrogen supply line 21 through which decomposed hydrogen is transferred, and a carbon discharge line 22 through which decomposed carbon monoxide is discharged.

상기 수소공급라인(21)은 후술하는 연료전지 생산부(30)에 연결되며, 탄소배출라인(22)을 통한 일산화탄소는 폐기처리된다.The hydrogen supply line 21 is connected to a fuel cell production unit 30 to be described later, and the carbon monoxide through the carbon discharge line 22 is disposed of.

한편, 상기 분해기(20)는 이러한 화학적 반응을 통해 수소를 분리해내는 장비로서, 현재 전세계에서 생산되는 연간 4천 2백만톤 중 48 % 차지하고 있는 상용화된 기술이다.Meanwhile, the decomposer 20 is a commercialized technology that separates hydrogen through the chemical reaction and occupies 48% of the world's currently produced 42 million tons.

다음으로, 연료전지 생산부(30)는 분해기(20)로부터 분리된 수소를 이용해 연료전지를 생산하여 LNG 해양구조물(10)의 동력원으로 공급하는 역할을 한다.Next, the fuel cell producing unit 30 produces the fuel cell using hydrogen separated from the decomposer 20 and supplies it to the power source of the LNG offshore structure 10.

즉, LNG 해양구조물 발전장치의 동력원인 오일이나 LNG 대신 수소 연료전지를 통해 전기를 동력원으로 사용함으로써 대기오염이나 해양오염을 방지하여 그린 에너지 사용을 추구할 수 있도록 한 것이다.In other words, by using electricity as a power source through hydrogen fuel cell instead of oil or LNG, which is the power source of LNG offshore structure power generation system, it can prevent air pollution and marine pollution, so that it can pursue use of green energy.

수소연료 전지는 전기분해의 역반응을 이용한 것으로서, LNG에서 추출된 수소를 연료로 공급해 공기 중의 산소와 반응시켜 전기와 열을 생산하는 동력공급원이다.Hydrogen fuel cells utilize the reverse reaction of electrolysis, which is a power source for producing electricity and heat by supplying hydrogen extracted from LNG as fuel and reacting with oxygen in the air.

이러한 수소연료 전지는 일반 화학전지와 달리 연료와 공기가 공급되는 한 계속 전기를 생산할 수 있을 뿐만 아니라 화석연료를 이용하는 터빈발전방식에 비해 에너지 효율이 높으며(26%) 소음이 없고 온실가스 발생이 적은(40%) 친환경 에너지원인 것이다.Unlike conventional chemical batteries, these hydrogen fuel cells can produce electricity continuously as long as fuel and air are supplied. In addition, they are energy efficient (26%) compared with turbine generation methods using fossil fuels (26% (40%) will be the cause of green energy.

이러한 수소연료 전지를 생산하는 연료전지 생산부(30)는 종래의 공지된 기술과 동일하며, 구성 및 원리에 대한 상세 설명은 생략하도록 한다.The fuel cell producing unit 30 for producing such a hydrogen fuel cell is the same as that of the conventional known technology, and a detailed description of its constitution and principle will be omitted.

한편, 연료전지 생산부(30)에는 수소연료전지를 생산하는 과정에서 발생하는 물을 버리기(overboard) 위한 물배출라인(31)이 설치된다.Meanwhile, the fuel cell production unit 30 is provided with a water discharge line 31 for overboarding water generated in the course of producing the hydrogen fuel cell.

다음으로, 전력공급라인(40)은 연료전지 생산부(30)에서 생산된 수소연료 전지의 전력을 LNG 해양구조물(10)에 공급하는 역할을 한다.Next, the power supply line 40 serves to supply the electric power of the hydrogen fuel cell produced in the fuel cell production unit 30 to the LNG offshore structure 10.

즉, 전력공급라인(40)은 연료전지 생산부(30)와 LNG 해양구조물(10) 사이에 설치되며, 연료전지 생산부(30)의 전력을 LNG 해양구조물(10)에 공급하여 LNG 해양구조물의 발전 동력원으로 제공하는 것이다.That is, the power supply line 40 is installed between the fuel cell producing unit 30 and the LNG offshore structure 10, and supplies the power of the fuel cell producing unit 30 to the LNG offshore structure 10, As a power source.

이러한 구성으로 이루어진 복합 생산 시스템은 LNG 해양구조물에 대한 동력을 수소 연료전지로 제공함으로써 대기오염 및 해양오염을 줄일 수 있으며 경제성을 높일 수 있게 된다.The combined production system with this structure can reduce air pollution and marine pollution by providing power for LNG offshore structures as a hydrogen fuel cell, and increase the economic efficiency.

한편, 전술한 복합 생산 시스템은 수소 연료전지를 생산하여 자가 발전을 위한 기술적 특징뿐만 아니라 수소를 연료로 생산하고 선박에 연료 공급을 위한 해상 터미널 역할을 수행할 수도 있다.Meanwhile, the above-described hybrid production system can produce a hydrogen fuel cell and not only a technical characteristic for self-power generation but also produce hydrogen as fuel and serve as a marine terminal for supplying fuel to a ship.

이를 본 발명의 다른 실시예로 제시하며 첨부된 도 3를 참조하여 설명하도록 한다.This will be described as another embodiment of the present invention and will be described with reference to FIG. 3 attached hereto.

바람직한 실시예와 동일한 구성에 대해서는 부호를 병기하도록 한다.The same components as those in the preferred embodiment are denoted by the same reference numerals.

도 2에 도시된 바와 같이 LNG 저장탱크(12)에는 LNG 운반선(50)으로의 LNG 적재를 위한 LNG 카고라인(12a)이 설치된다.As shown in FIG. 2, the LNG storage tank 12 is provided with an LNG cargo line 12a for loading LNG to the LNG carrier 50.

LNG 카고라인(12a)은 LNG 운반선(50)에 화물로서의 LNG 적재를 위한 라인으로서, LNG 저장탱크(12)와 LNG 운반선(50)의 카고 탱크(51) 사이에 연결된다.The LNG cargo line 12a is a line for loading LNG as a cargo to the LNG carrier 50 and is connected between the LNG storage tank 12 and the cargo tank 51 of the LNG carrier 50. [

다음으로, 분해기(20)로부터 분해된 수소를 저장하는 수소 저장탱크(60)가 설치된다.Next, a hydrogen storage tank 60 for storing hydrogen decomposed from the decomposer 20 is installed.

수소 저장탱크(60)는 분해기(20)로부터 분리된 수소를 연료전지로 만들기 위해 수소를 저장하는 용도와 더불어 LNG 해양구조물(10)의 자가발전 외에도 수소를 대량 생산하여 선박이나 화물선에 연료 및 화물로 공급할 수 있도록 하기 위함이다.In addition to the use of hydrogen stored in the hydrogen storage tank 60 to make hydrogen separated from the decomposer 20, in addition to the self-power generation of the LNG offshore structure 10, a large amount of hydrogen is produced, So that it can be supplied.

이를 위해, 수소 저장탱크(60)에는 LNG 운반선(50)으로의 연료 공급을 위한 수소 연료라인(61)과 수소 운반선(70)으로의 화물 공급을 위한 수소 카고라인(62)이 설치된다.The hydrogen storage tank 60 is provided with a hydrogen fuel line 61 for supplying fuel to the LNG carrier 50 and a hydrogen cargo line 62 for supplying the hydrogen to the hydrogen carrier 70.

이때, LNG 운반선(50) 및 수소 운반선(70)을 비롯한 선박들은 수소 연료를 사용하할 수 있는 선박이어야 함은 당연하다.At this time, it is natural that the vessels including the LNG carrier 50 and the hydrogen carrier 70 should be a vessel capable of using hydrogen fuel.

다음으로, 분해기(20)에 설치된 탄소 배출라인(22)은 가스정에 연결된다.Next, the carbon discharge line 22 provided in the decomposer 20 is connected to the gas well.

탄소 배출라인(22)은 분해기(20)로부터 수소가 분해되는 과정에서 발생한 일산화탄소를 가스정에 인위적으로 주입시키는데, 이는 천연가스 발굴을 효과적으로 하기 위함이다.The carbon discharge line 22 artificially injects carbon monoxide generated during decomposition of hydrogen from the decomposer 20 into the gas well to effectively excavate natural gas.

즉, 일산화탄소의 비중은 천연가스에 비해 큰바, 탄소 배출라인을 통해 가스정에 일산화탄소를 인위적으로 주입함으로써 가스정 내부의 천연가스는 효과적으로 상승될 수 있는 것이다.That is, the specific gravity of carbon monoxide is larger than that of natural gas, so that natural gas inside the gas well can be effectively raised by artificially introducing carbon monoxide into the gas well through the carbon discharge line.

이하, 상기한 구성으로 이루어진 복합생산 시스템의 작용에 대하여 살펴보도록 한다.Hereinafter, the operation of the complex production system having the above configuration will be described.

LNG 해양구조물(10)로부터 LNG가 생산되고, LNG 일부는 분해기(20)를 통해 수소가 분리된다.LNG is produced from the LNG offshore structure (10), and a portion of the LNG is separated through the decomposer (20).

이때, 분해기(20)로부터 수소가 분해되는 과정에서 일산화탄소가 발생하는데, 상기 일산화탄소는 탄소 배출라인(22)을 통해 가스정으로 주입된다.At this time, carbon monoxide is generated in the process of decomposing hydrogen from the decomposer 20, and the carbon monoxide is injected into the gas well through the carbon emission line 22.

이후, LNG 해양구조물(10)로부터 생산된 LNG는 LNG 저장탱크(12)에 저장되고, 분해기(20)로부터 분리된 수소는 수소 저장탱크(60)에 저장된다.LNG produced from the LNG offshore structure 10 is then stored in the LNG storage tank 12 and the hydrogen separated from the decomposer 20 is stored in the hydrogen storage tank 60.

한편, LNG 운반을 위한 LNG 운반선(50)이 LNG 해양구조물(10)에 정박한다.Meanwhile, an LNG carrier 50 for transporting LNG is anchored to the LNG offshore structure 10.

이때, LNG 저장탱크(12)에 저장된 LNG는 LNG 카고라인(12a)을 통해 LNG 운반선(50)의 카고탱크(51)로 적재된다.At this time, the LNG stored in the LNG storage tank 12 is loaded into the cargo tank 51 of the LNG carrier 50 through the LNG cargo line 12a.

그리고, 수소 저장탱크(60)의 수소는 수소연료라인(61)을 통해 LNG 운반선(50)의 연료탱크(52)로 공급된다.The hydrogen in the hydrogen storage tank 60 is supplied to the fuel tank 52 of the LNG carrier 50 through the hydrogen fuel line 61. [

한편, 복합 생산 시스템은 LNG 뿐만 아니라 수소를 양산할 수도 있는바, 양산된 수소를 운반하기 위한 수소 운반선(70)이 LNG 해양구조물(10)에 정박하면 수소 저장탱크(60)로부터 수소 카고라인(62)을 통해 수소 운반선(70)의 카고탱크(71)에 수소를 적재한다.Meanwhile, when the hydrogen carrier 70 for transporting mass produced hydrogen is moored to the LNG offshore structure 10, the combined production system can produce not only LNG but also hydrogen from the hydrogen storage tank 60 to the hydrogen cargo line 62 to the cargo tank 71 of the hydrogen carrier 70. [

그리고, 수소 저장탱크(60)의 수소는 연료전지 생산부(30)로 공급되고, 연료전지 생산부(30)는 수소 연료전지를 만들어 LNG 해양구조물(10)에 전력을 공급한다.The hydrogen in the hydrogen storage tank 60 is supplied to the fuel cell producing unit 30 and the fuel cell producing unit 30 produces hydrogen fuel cells to supply power to the LNG offshore structure 10. [

지금까지 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 LNG-수소 복합 생산 시스템은 LNG를 생산하는 해양구조물에서 수소를 복합적으로 분해하여 생산할 수 있는 기술적 특징이 있다.As described above, the LNG-hydrogen composite production system according to the present invention has a technical feature that it can decompose and produce hydrogen in an offshore structure producing LNG.

수소를 이용해 연료전지를 만들어 해양구조물의 동력원으로 제공할 수 있으므로, 오일이나 LNG 가스로 인한 대기오염 및 해양오염을 줄일 수 있다.Hydrogen can be used to generate fuel cells and provide them as a source of power for offshore structures, thereby reducing air pollution and marine pollution from oil and LNG gases.

또한, 수소를 양산하여 연료뿐만 아니라 화물로 제공할 수 있으며, 수소 연료전지를 동력원으로 사용하는 선박에 대한 해상 터미널로 활용할 수 있는 특징이 있다.In addition, hydrogen can be mass-produced to provide not only fuel but also cargo, and it can be utilized as a marine terminal for a ship using a hydrogen fuel cell as a power source.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정은 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art.

10 : LNG 해양구조물 11 : 해저 파이프라인
12 : LNG 저장탱크 12a : LNG 카고라인
20 : 분해기 21 : 수소 공급라인
22 : 탄소 배출라인 30 : 연료전지 생산부
31 : 물 배출라인 40 : 전력공급 라인
50 : LNG 운반선 51 : LNG 카고탱크
52 : 수소 연료탱크 60 : 수소 저장탱크
61 : 수소 연료라인 62 : 수소 카고라인
70 : 수소 운반선 71 : 수소 카고탱크 10: LNG offshore structure 11: Subsea pipeline
12: LNG storage tank 12a: LNG cargo line
20: decomposer 21: hydrogen supply line
22: carbon emission line 30: fuel cell production part
31: Water discharge line 40: Power supply line
50: LNG carrier 51: LNG cargo tank
52: hydrogen fuel tank 60: hydrogen storage tank
61: hydrogen fuel line 62: hydrogen cargo line
70: hydrogen carrier 71: hydrogen cargo tank

Claims (5)

가스정으로부터 채굴된 천연가스를 액화천연가스(LNG)로 생산하는 LNG 해양구조물;
상기 LNG 해양구조물로부터 생산된 LNG 일부를 차용하여 수소와 일산화탄소로 분리하는 분해기;
상기 분해기로부터 분리된 수소를 이용해 수소연료전지를 생산하는 연료전지 생산부;
상기 연료전지 생산부로부터 생산된 전력을 LNG 해양구조물에 공급하는 전력공급라인:을 포함하여 구성된 LNG-수소 복합 생산 시스템.LNG offshore structures that produce natural gas mined from gas wells as liquefied natural gas (LNG);
A decomposer for separating the LNG produced from the LNG offshore structure into hydrogen and carbon monoxide;
A fuel cell producing unit for producing a hydrogen fuel cell using hydrogen separated from the decomposer;
And a power supply line for supplying power generated by the fuel cell production unit to the LNG offshore structure. 제 1항에 있어서,
LNG 해양구조물로부터 생산된 LNG를 저장하는 LNG 저장탱크와, 분해기를 통해 분리된 수소를 저장하는 수소 저장탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG-수소 복합 생산 시스템.The method according to claim 1,
An LNG storage tank for storing the LNG produced from the LNG offshore structure, and a hydrogen storage tank for storing the hydrogen separated through the decomposition unit. 제 2항에 있어서,
LNG 운반선의 카고 탱크와 LNG 저장탱크 사이에 연결되어 LNG 저장탱크로부터 카고 탱크로 LNG가 적재되는 관로인 LNG 카고라인과,
LNG 운반선의 연료 탱크와 수소 저장탱크 사이에 연결되어 수소 저장탱크로부터 연료 탱크로 수소가 공급되는 관로인 수소 연료라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG-수소 복합 생산 시스템.3. The method of claim 2,
An LNG cargo line connected between the cargo tank of the LNG carrier and the LNG storage tank and being a channel for loading the LNG from the LNG storage tank into the cargo tank,
And a hydrogen fuel line which is connected between the fuel tank of the LNG carrier and the hydrogen storage tank and is a pipe through which hydrogen is supplied from the hydrogen storage tank to the fuel tank. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
상기 수소 저장탱크와 수소 운반선의 카고 탱크 사이에 연결되어 수소 저장탱크로부터 카고 탱크로 수소가 적재되는 관로인 수소 카고라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG-수소 복합 생산 시스템.The method according to claim 2 or 3,
And a hydrogen cargo line connected between the hydrogen storage tank and a cargo tank of the hydrogen carrier, the hydrogen cargo line being a pipe through which hydrogen is loaded from the hydrogen storage tank to the cargo tank. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분해기와 가스정 사이에는 분해기로부터 수소가 분리되면서 발생한 일산화탄소가 가스정으로 주입되는 관로인 일산화탄소 주입라인이 더 설치된 것을 특징으로 하는 LNG-수소 복합 생산 시스템.


4. The method according to any one of claims 1 to 3,
And a carbon monoxide injection line is installed between the decomposition unit and the gas well, wherein the carbon monoxide injection line is a channel through which carbon monoxide generated when hydrogen is separated from the decomposition unit is injected into the gas well.


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KR102245416B1 (en) * 2019-12-31 2021-04-29 한국과학기술연구원 Future Complex Energy Station

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