KR20200093764A - A offshore plant for producting hydrogen - Google Patents

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Abstract

Disclosed is an offshore hydrogen producing plant. The offshore hydrogen producing plant of the present invention includes: a floating main body floating on the sea; a seawater electrolysis type hydrogen producing device provided on the floating main body and sucking seawater to produce hydrogen through electrolysis; a reforming hydrogen producing device provided on the floating main body and producing the hydrogen by reforming fossil fuel stored in a fossil fuel storage tank arranged on the floating main body; and a collocated operating device connected to the seawater electrolysis type hydrogen producing device and the reforming hydrogen producing device, respectively, to operate the seawater electrolysis type hydrogen producing device and the reforming hydrogen producing device and selectively supplied with the hydrogen produced from the seawater electrolysis type hydrogen producing device and the reforming hydrogen producing device to store the same.

Description

해양수소생산플랜트{A OFFSHORE PLANT FOR PRODUCTING HYDROGEN}Offshore Hydrogen Production Plant {A OFFSHORE PLANT FOR PRODUCTING HYDROGEN}

본 발명은, 해양수소생산플랜트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전기분해방식을 통한 수소 생산과 개질방식을 통한 수소 생산을 같이 수행할 수 있는 해양수소생산플랜트에 관한 것이다.The present invention relates to an offshore hydrogen production plant, and more particularly, to an offshore hydrogen production plant capable of simultaneously performing hydrogen production through an electrolysis method and hydrogen production through a reforming method.

저개발국들의 산업개발이 이어지면서 에너지 소비는 폭증하고 있고 화석연료의 양은 한정되어 있다. 그에 따라 화석연료를 대체할 수 있는 신에너지 개발 필요성이 높다. 또한 화석연료 연소시의 온실가스 배출로 인한 지구 온난화 문제가 심각해지고, 그에 따른 범세계적인 온실가스 배출규제가 이어짐에 따라 온실가스가 발생하지 않는 친환경 에너지 개발에 각국은 적극 나서고 있다.Energy consumption is booming and the amount of fossil fuels is limited as industrial development continues in underdeveloped countries. Accordingly, there is a high need to develop new energy that can replace fossil fuels. In addition, as global warming due to greenhouse gas emissions when burning fossil fuels becomes serious, and global greenhouse gas emission regulations continue to follow, countries are actively developing eco-friendly energy that does not generate greenhouse gases.

이러한 친환경 에너지의 대표적인 예로 수소 연료에 대한 개발이 활발하다. 수소는 연료로 사용할 때 이산화탄소(CO2)와 같은 온실가스나 황 산화물, 질소산화물 등의 대기오염물질이 생성되지 않기 때문에, 화석에너지 사용 시의 환경 오염문제로부터 자유롭다. 이러한 수소 에너지 기술의 중요성, 경제성 및 개발 가능성이 국제사회에 널리 알려지면서, 미국, 독일, 일본을 비롯한 기술 선진국들은 21세기 에너지 문제와 환경 문제를 한꺼번에 해결할 수 있는 대체에너지로 수소 연료 기술의 개발에 투자하여, 상당한 성과를 거두고 있다.Hydrogen fuel is actively developed as a representative example of such eco-friendly energy. Hydrogen is free from environmental pollution problems when using fossil energy because it does not generate air pollutants such as greenhouse gases such as carbon dioxide (CO 2 ) or sulfur oxides and nitrogen oxides when used as fuel. As the importance, economic feasibility, and development potential of these hydrogen energy technologies are widely known to the international community, technologically advanced countries such as the United States, Germany, and Japan are focusing on the development of hydrogen fuel technology as an alternative energy that can solve energy and environmental problems in the 21st century. By investing, it has achieved considerable results.

수소 연료로 쓰이는 수소는 풍부한 자원이지만 자연상태에서 단독으로 존재하는 에너지원이 아니다. 수소는 물, 화석연료, 생명체 등에 내재하지만 에너지형태로 사용되기 위해서는 추출 과정을 거쳐야 한다. Hydrogen, which is used as hydrogen fuel, is a rich resource, but it is not an energy source that exists alone in nature. Hydrogen is inherent in water, fossil fuels, living things, etc., but it has to undergo an extraction process to be used in energy.

수소생산기술로는 화석연료를 활용한 개질방식과 물 전기분해방식이 있다. 석탄은 가스화(gasification)를 통해, 천연가스는 수증기 개질(Vapor reforming)을 통해 이산화탄소(CO2)와 수소로 분리할 수 있다.Hydrogen production technologies include reforming using fossil fuels and electrolysis of water. Coal can be separated into carbon dioxide (CO 2 ) and hydrogen through gasification, and natural gas through vapor reforming.

수소 생산 방법들 중 화석연료를 개질한 수소생산이 현재 가장 경제적인 방법으로 알려져 있으며, 화석연료를 개질해 수소를 추출하는 데는 일반적으로 수증기나 산소를 첨가해 촉매 상에서 접촉분해하는 방법이 이용된다. 대표적인 개질 방식에는 수증기 개질방식, 부분산화방식, 자열개질방식이 있다. 수증기 개질방식은 탄화수소를 수증기와 반응시켜 물에 함유된 수소를 추출하는 방식이다. 이산화탄소(CO2) 생성비가 낮고 일정량의 탄화수소로부터 많은 양의 수소를 얻을 수 있다는 장점이 있지만, 공정 온도가 750℃ 전후로 높아 에너지 소비가 많다는 단점이 있다. Among hydrogen production methods, hydrogen production by reforming fossil fuels is currently known as the most economical method, and in order to extract hydrogen by reforming fossil fuels, a method of catalytic cracking on a catalyst by adding water vapor or oxygen is generally used. Typical reforming methods include steam reforming, partial oxidation, and autothermal reforming. The steam reforming method is a method of extracting hydrogen contained in water by reacting hydrocarbons with water vapor. There is an advantage in that the production rate of carbon dioxide (CO 2 ) is low and a large amount of hydrogen can be obtained from a certain amount of hydrocarbon.

물 전기분해기술은 물을 전기분해해 수소를 얻는 방법이다. 고순도의 수소가 생산되며 환경오염이 적다는 장점이 있지만, 고가의 전력비용이 수소제조 과정에서 발생한다는 단점이 존재한다. Water electrolysis technology is a method of electrolyzing water to obtain hydrogen. Although it has the advantage of producing high-purity hydrogen and less environmental pollution, there is a disadvantage that expensive power cost is generated in the process of hydrogen production.

그런데, 종래 수소 생산 플랜트에 있어서, 수소 생산 플랜트가 일반적으로 육상 고정식으로 건설되고 있다. 이러한 육상 고정식 수소 생산 플랜트는 이동이 불가능하고, 건설용지 구입 비용 및 기초 공사 비용이 많이 들어가고, 건설 시간이 오래 걸리며, 한번 건설하면 그 장소에서만 사용이 제한되는 문제점이 있다.However, in the conventional hydrogen production plant, the hydrogen production plant is generally constructed on the ground. Such an on-shore stationary hydrogen production plant cannot be moved, has a problem in that it costs a lot to purchase a construction site and a basic construction cost, takes a long construction time, and is limited to use only at that place once constructed.

또한, 육상 고정식 수소 생산 플랜트의 경우 수소를 생산함에 있어서 필요한 물이나 화석연료 등의 공급 문제 등으로 인하여 생산적이지 못한 문제점이 있다.In addition, in the case of an on-shore fixed hydrogen production plant, there is a problem that is not productive due to a supply problem of water or fossil fuel, etc., required for producing hydrogen.

한국특허공개공보 제10-2015-0122830호(2015. 11. 03)Korean Patent Publication No. 10-2015-0122830 (2015. 11. 03)

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 해양에 배치되어 바닷물의 사용이 원활하고 해안가에 위치된 발전소로부터 간편하게 유휴전력을 공급받을 수 있어 생산성이 높으며, LNG(Liquefied Natural Gas, 액화천연가스) 운송선 등으로부터 직접 화석연료를 용이하게 전달받을 수 있는 해양수소생산플랜트를 제공하는 것이다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is that the use of seawater is smoothly disposed in the ocean and the idle power can be easily supplied from the power plant located on the coast, so productivity is high, LNG (Liquefied Natural Gas, LNG carrier), etc. It is to provide a marine hydrogen production plant that can easily receive fossil fuels directly from.

본 발명의 일 측면에 따르면, 해양에서 부유하는 부유본체; 상기 부유본체에 마련되며, 바닷물을 흡입하여 전기분해를 통해 수소를 생산하는 해수 전기분해형 수소생산장치; 상기 부유본체에 마련되며, 상기 부유본체에 배치된 화석연료 저장탱크에 저장된 화석연료를 개질해 수소를 생산하는 개질형 수소생산장치; 및 상기 해수 전기분해형 수소생산장치와 상기 개질형 수소생산장치에 각각 연결되어 상기 해수 전기분해형 수소생산장치와 상기 개질형 수소생산장치를 동작시키고 상기 해수 전기분해형 수소생산장치와 상기 개질형 수소생산장치에서 생산된 수소를 선택적으로 공급받아 저장하는 공동운용장치를 포함하는 해양수소생산플랜트가 제공될 수 있다.According to one aspect of the invention, the floating body floating in the ocean; A seawater electrolysis type hydrogen production device provided on the floating body to produce hydrogen through electrolysis by inhaling seawater; A reformed hydrogen production device provided on the floating body and reforming the fossil fuel stored in the fossil fuel storage tank disposed on the floating body to produce hydrogen; And connected to the seawater electrolysis type hydrogen production device and the reformed hydrogen production device, respectively, to operate the seawater electrolysis type hydrogen production device and the reformed hydrogen production device, and to operate the seawater electrolysis type hydrogen production device and the reformed type. A marine hydrogen production plant including a common operation device for selectively receiving and storing hydrogen produced by the hydrogen production device may be provided.

상기 공동운용장치는, 상기 해수 전기분해형 수소생산장치와 상기 개질형 수소생산장치에서 생산된 수소를 저장하는 공동운용형수소저장유닛; 및 상기 해수 전기분해형 수소생산장치와 상기 개질형 수소생산장치의 동작을 제어하고 상기 해수 전기분해형 수소생산장치와 상기 개질형 수소생산장치에서 생산된 수소를 선택적으로 상기 공동운용형수소저장유닛에 저장되도록 제어하는 공동운용제어유닛을 포함할 수 있다.The common operation device includes: a common operation type hydrogen storage unit that stores hydrogen produced by the seawater electrolysis type hydrogen production device and the reformed type hydrogen production device; And control the operation of the seawater electrolysis type hydrogen production device and the reformed hydrogen production device, and selectively select the hydrogen produced by the seawater electrolysis type hydrogen production device and the reformed hydrogen production device in the joint operation type hydrogen storage unit. It may include a common operation control unit for controlling to be stored in.

상기 공동운용형수소저장유닛은, 해수면 아래에 배치되어 상기 수소가 저장되는 공동운용형수소저장부; 상기 공동운용형수소저장부에 연결되어 상기 수소가 이송되는 공용이송라인; 상기 공용이송라인과 상기 해수 전기분해형 수소생산장치에 연결되어 상기 수소가 이송되는 전기분해수소생산이송라인; 및 상기 공용이송라인과 상기 개질형 수소생산장치에 연결되어 상기 수소가 이송되는 개질수소생산이송라인을 포함하며, 상기 전기분해수소생산이송라인에는 제1 밸브가 마련되고 상기 개질수소생산이송라인에는 제2 밸브가 마련될 수 있다.The co-operation type hydrogen storage unit, a co-operation type hydrogen storage unit is disposed below the sea level to store the hydrogen; A common transfer line connected to the common operation type hydrogen storage and transferring the hydrogen; An electrolysis hydrogen production transfer line connected to the common transfer line and the seawater electrolysis type hydrogen production device and transferring the hydrogen; And a reformed hydrogen production transfer line connected to the common transfer line and the reformed hydrogen production apparatus, and wherein the hydrogen is transferred, a first valve is provided on the electrolysis hydrogen production transfer line, and the reformed hydrogen production transfer line A second valve can be provided.

상기 공동운용형수소저장부는, 상기 수소가 저장되는 수소저장탱크; 및 상기 수소저장탱크와의 사이에 이격된 공간을 가지도록 상기 수소저장탱크를 둘러싸는 캐비티(cavity)를 가지면서 상기 수소저장탱크를 지지하는 탱크 하우징을 포함할 수 있다.The co-operation type hydrogen storage unit, a hydrogen storage tank in which the hydrogen is stored; And a tank housing that supports the hydrogen storage tank while having a cavity surrounding the hydrogen storage tank so as to have a space spaced apart from the hydrogen storage tank.

상기 해수 전기분해형 수소생산장치는, 해수를 정수시키는 정수유닛; 상기 정수유닛과 연결되어 상기 정수유닛으로부터 물이 유입되는 전기분해탱크와, 상기 전기분해탱크의 내부에 마련되는 전기분해전극을 구비하며, 상기 수소를 생산하기 위하여 상기 물을 전기분해하는 전기분해유닛; 및 전기분해에 의하여 생산된 상기 수소를 임시로 저장하는 제1 임시수소저장탱크를 포함하며, 상기 전기분해수소생산이송라인은 상기 제1 임시수소저장탱크에 연결되며, 상기 공동운용제어유닛은 상기 제1 임시수소저장탱크에 저장되어 있는 액화수소가 미리 결정된 수위에 도달한 경우 상기 해수 전기분해형 수소생산장치의 동작을 정지시키고 상기 제1 밸브는 개방하고 상기 제2 밸브는 폐쇄하도록 제어할 수 있다.The seawater electrolysis type hydrogen production apparatus, a water purification unit for purifying seawater; An electrolysis unit connected to the water purification unit and having an electrolysis tank through which water flows from the water purification unit and an electrolysis electrode provided inside the electrolysis tank, and an electrolysis unit that electrolyzes the water to produce the hydrogen. ; And a first temporary hydrogen storage tank for temporarily storing the hydrogen produced by electrolysis, wherein the electrolysis hydrogen production transfer line is connected to the first temporary hydrogen storage tank, and the common operation control unit is the When the liquefied hydrogen stored in the first temporary hydrogen storage tank reaches a predetermined water level, the operation of the seawater electrolysis type hydrogen production device is stopped and the first valve is opened and the second valve is controlled to be closed. have.

상기 개질형 수소생산장치는, LNG(Liquefied Natural Gas, 액화천연가스) 저장탱크로부터 공급되는 메탄을 수증기와 반응시켜 물에 함유된 수소를 생산하는 메탄 개질형 수소생산장치이며, 상기 메탄 개질형 수소생산장치는, 상기 부유본체에 마련되며, LNG(Liquefied Natural Gas, 액화천연가스)가 저장되는 LNG 저장탱크; 수증기를 생성시키는 수증기생성유닛; 및 상기 수증기생성유닛으로부터 공급되는 수증기와 상기 LNG 저장탱크로부터 공급되는 상기 LNG를 반응시켜 수소를 생산하는 개질분해유닛; 및 상기 LNG를 분해하여 생산된 상기 수소를 임시로 저장하는 제2 임시수소저장탱크를 포함하며, 상기 개질수소생산이송라인은 상기 제2 임시수소저장탱크에 연결되며, 상기 공동운용제어유닛는, 상기 제2 임시수소저장탱크에 저장되어 있는 액화수소가 미리 결정된 수위에 도달한 경우 상기 메탄 개질형 수소생산장치의 동작을 정지시키고 상기 제2 밸브는 개방하고 상기 제1 밸브는 폐쇄하도록 제어할 수 있다. The reformed hydrogen production device is a methane reformed hydrogen production device that produces hydrogen contained in water by reacting methane supplied from a LNG (Liquefied Natural Gas) storage tank with water vapor, and the methane reformed hydrogen The production device is provided in the floating body, LNG (Liquefied Natural Gas, LNG storage tank) is stored; A water vapor generating unit that generates water vapor; And a reforming and decomposing unit for producing hydrogen by reacting the water vapor supplied from the water vapor generating unit with the LNG supplied from the LNG storage tank. And a second temporary hydrogen storage tank for temporarily storing the hydrogen produced by decomposing the LNG, wherein the reformed hydrogen production transfer line is connected to the second temporary hydrogen storage tank, and the joint operation control unit comprises: When the liquefied hydrogen stored in the second temporary hydrogen storage tank reaches a predetermined water level, the operation of the methane-modified hydrogen production device may be stopped, and the second valve may be opened and the first valve may be closed. .

상기 해수 전기분해형 수소생산장치와 해안가의 발전소를 전기적으로 연결하며, 상기 발전소의 전력을 상기 해수 전기분해형 수소생산장치에 전달하는 전력공급장치를 더 포함할 수 있다.The seawater electrolysis type hydrogen production device may further include a power supply device that electrically connects the coastal power plant and delivers the power of the power plant to the seawater electrolysis type hydrogen production device.

본 발명의 실시예는, 해양에 배치되어 바닷물의 사용이 원활하고 해안가에 위치된 발전소로부터 간편하게 유휴전력을 공급받을 수 있어 생산성이 높으며, LNG 운송선 등으로부터 직접 화석연료를 용이하게 전달받을 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the use of seawater, which is disposed in the sea, is smooth and the idle power can be easily supplied from a power plant located on the shore, so productivity is high and fossil fuel can be easily delivered directly from an LNG carrier.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양수소생산플랜트를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 적용되는 공동운용형수소저장부의 단면 구조도이다.
도 3은 도 1에 도시된 해양수소생산플랜트의 수소 생산 과정을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view schematically showing a marine hydrogen production plant according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional structural view of a common type hydrogen storage unit applied to FIG. 1.
3 is a view for explaining the hydrogen production process of the offshore hydrogen production plant shown in FIG.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the contents described in the accompanying drawings, which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by explaining preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals in each drawing denote the same members.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양수소생산플랜트를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 적용되는 공동운용형수소저장부의 단면 구조도이며, 도 3은 도 1에 도시된 해양수소생산플랜트의 수소 생산 과정을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view schematically showing an offshore hydrogen production plant according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional structural view of a common operation type hydrogen storage unit applied to FIG. 1, and FIG. 3 is an offshore shown in FIG. 1 It is a diagram for explaining the hydrogen production process of the hydrogen production plant.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 해양수소생산플랜트(100)는, 해양에서 부유하는 부유본체(110)와, 부유본체(110)에 마련되는 개질형 수소생산장치(130)와, 부유본체(110)에 마련되는 해수 전기분해형 수소생산장치(120)와, 개질형 수소생산장치(130) 및 해수 전기분해형 수소생산장치(120)를 작동시키는 공동운용장치(140)와, 해수 전기분해형 수소생산장치(120)와 발전소를 전기적으로 연결하는 전력공급장치(150)를 포함한다.As shown in these drawings, the marine hydrogen production plant 100 according to an embodiment of the present invention, a floating body 110 floating in the ocean, and a reformed hydrogen production device provided in the floating body 110 ( 130, a seawater electrolysis type hydrogen production device 120 provided on the floating body 110, and a joint operation device for operating the reformed hydrogen production device 130 and the seawater electrolysis type hydrogen production device 120 ( 140), and a seawater electrolysis type hydrogen production device 120 and a power supply device 150 for electrically connecting the power plant.

우선, 부유본체(110)는 해양에서 부유 가능하도록 부력을 갖는 구조물로 이루어진다. 해양에서 부유하는 해양구조물이면 어떠한 것이라도 가능할 수 있으나 부유식 천연 가스 저장선(FSRU: Floating Storage and Regasification Unit), 부유식 해상 원유생산 및 저장설비(FPSO: Floating Production Storage Offloading)와 같은 플로터(Floater)와 동일하거나 이와 유사하게 마련될 수 있다.First, the floating body 110 is made of a structure having a buoyancy to be able to float in the ocean. Any structure that floats in the ocean can be anything but a floater such as a floating natural gas storage vessel (FSRU) or a floating production storage offloading (FPSO). ) Or the like.

다음으로, 개질형 수소생산장치(130)는 부유본체(110)에 마련된 화석연료 저장탱크에 저장된 화석연료를 개질해 수소를 생산한다. 본 실시예에서, 개질형 수소생산장치(130)는, LNG 저장탱크(131)로부터 공급되는 메탄(CH4)을 수증기와 반응시켜 물에 함유된 수소를 생산하는 메탄 개질형 수소생산장치(130)이다. 이와 같이 본 실시예에서 개질형 수소생산장치(130)는 메탄 개질형 수소생산장치(130)이나 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않으며, 화석연료를 개질하여 수소를 생산할 수 있는 다른 화석연료 예를 들어 석탄이나 LPG와 같은 다른 화석연료 개질형 수소생산장치도 적용될 수 있을 것이다.Next, the reformed hydrogen production apparatus 130 reforms the fossil fuel stored in the fossil fuel storage tank provided in the floating body 110 to produce hydrogen. In the present embodiment, the reformed hydrogen production device 130 reacts methane (CH 4 ) supplied from the LNG storage tank 131 with water vapor to produce methane reformed hydrogen production device 130 that produces hydrogen contained in water. )to be. As described above, in the present embodiment, the reformed hydrogen production device 130 is not limited to the methane reformed hydrogen production device 130 or the scope of the present invention, and other fossil fuels capable of reforming fossil fuel to produce hydrogen. For example, other fossil fuel reformed hydrogen production equipment such as coal or LPG could be applied.

본 실시 예에서, 메탄 개질형 수소생산장치(130)는, 부유본체(110)에 설치되되 LNG(Liquefied Natural Gas, 액화천연가스)가 저장되는 LNG 저장탱크(131)와, 수증기(steam)을 생성시키는 수증기생성유닛(133)과, LNG 저장탱크(131)로부터 공급되는 LNG(Liquefied Natural Gas, 액화천연가스)를 수증기생성유닛(133)으로부터 공급되는 수증기와 반응시켜 수소를 생산하는 개질분해유닛(135)과, 생산된 수소를 임시로 저장하는 제2 임시수소저장탱크(137)를 포함한다.In this embodiment, the methane reformed hydrogen production device 130 is installed on the floating body 110, LNG (Liquefied Natural Gas, liquefied natural gas) is stored in the LNG storage tank 131, and steam (steam) The reforming unit for producing hydrogen by reacting the generated steam generating unit 133 with LNG (Liquefied Natural Gas, liquefied natural gas) supplied from the LNG storage tank 131 with water vapor supplied from the steam generating unit 133 (135) and a second temporary hydrogen storage tank (137) for temporarily storing the produced hydrogen.

본 실시 예에서, LNG(Liquefied Natural Gas, 액화천연가스)는 LNG 운송선(132) 등을 통하여 LNG 저장탱크(131)에 급유되어 저장된다. LNG 운송선(132) 등을 통하여 급유아는 경우 직접 화석연료를 용이하게 전달받을 수 있는 잇점이 있다.In this embodiment, LNG (Liquefied Natural Gas, liquefied natural gas) is refueled and stored in the LNG storage tank 131 through the LNG carrier 132 or the like. In the case of refueling through the LNG carrier 132, there is an advantage that fossil fuels can be easily delivered.

개질분해유닛(135)은 LNG와 수증기를 반응시켜 수소를 생산하는 역할을 한다. 즉, 개질분해유닛(135)은 LNG 일부를 차용하여 수소를 분리한다.The reforming decomposition unit 135 serves to produce hydrogen by reacting LNG with water vapor. That is, the reforming and decomposing unit 135 separates hydrogen by borrowing a part of LNG.

이에 대하여 보다 상세히 설명한다. 수소를 얻기 위해서는 화합물 형태로 존재하는 수소를 분리하여야 한다. 수소를 분리하는 방법은 여러 종류가 제공되고 있는 실정이며, 현재 가장 널리 사용하는 방법은 천연가스에 포함된 메탄(CH4)의 수증기 개질법이다.This will be described in more detail. In order to obtain hydrogen, the hydrogen in the form of a compound must be separated. Several methods of separating hydrogen are provided, and the most widely used method is steam reforming of methane (CH 4 ) contained in natural gas.

수증기 개질법은 천연가스 중의 메탄(CH4)을 고온의 수증기와 함께 니켈촉매에서 반응시켜 최종적으로 수소(H2)와 이산화탄소(CO2)를 생성한다. 이때, 개질분해유닛(135)에는 분해된 수소가 이송되는 개질수소공급라인(138)과, 분해된 이산화탄소가 배출되는 탄소배출라인(139)이 설치된다.In the steam reforming method, methane (CH 4 ) in natural gas is reacted with a high temperature water vapor in a nickel catalyst to finally produce hydrogen (H 2 ) and carbon dioxide (CO 2 ). At this time, the reforming unit 135 is provided with a reformed hydrogen supply line 138 to which the decomposed hydrogen is transferred, and a carbon discharge line 139 to which the decomposed carbon dioxide is discharged.

개질수소공급라인(138)은 제2 임시수소저장탱크(137)에 연결되며, 탄소배출라인(139)을 통한 이산화탄소는 캡쳐(capture)되어 폐기처리된다.The reformed hydrogen supply line 138 is connected to the second temporary hydrogen storage tank 137, and carbon dioxide through the carbon discharge line 139 is captured and disposed of.

한편, 해수 전기분해형 수소생산장치(120)는 부유본체(110)에 마련되며, 바닷물을 직접 흡입하여 전기분해를 통해 수소를 생산한다.Meanwhile, the seawater electrolysis type hydrogen production device 120 is provided on the floating body 110 and directly inhales seawater to produce hydrogen through electrolysis.

이러한 해수 전기분해형 수소생산장치(120)는, 해수를 정수시키는 정수유닛(121)과, 수소를 생산하기 위하여 정수된 물을 전기분해하는 전기분해유닛(123)을 포함한다. 그리고 전기분해유닛(123)은, 정수유닛(121)과 연결되어 정수유닛(121)으로부터 물이 유입되는 전기분해탱크(미도시)와, 전기분해탱크의 내부에 마련되는 전기분해전극(미도시)을 갖는다.The seawater electrolysis type hydrogen production device 120 includes a water purification unit 121 for purifying seawater and an electrolysis unit 123 for electrolysis of purified water to produce hydrogen. In addition, the electrolysis unit 123 is connected to the water purification unit 121, an electrolysis tank (not shown) through which water flows from the water purification unit 121, and an electrolysis electrode (not shown) provided inside the electrolysis tank. ).

전기분해탱크는 부유본체(110)의 상판부에 마련될 수 있다. 그리고 전기분해탱크에는 정수유닛(121)과 연결된 물 유입구(미도시)가 형성되어 있을 수 있다.The electrolysis tank may be provided on the upper portion of the floating body 110. In addition, a water inlet (not shown) connected to the water purification unit 121 may be formed in the electrolysis tank.

이런 전기분해탱크의 내부로 정수유닛(121)을 통해 물이 유입되어 전기분해전극에 의해 전기분해가 수행되면 물로부터 수소가 분해된다. When water is introduced into the inside of the electrolysis tank through the water purification unit 121 and electrolysis is performed by the electrolysis electrode, hydrogen is decomposed from water.

전기분해에 의하여 생산된 수소는, 전기분해탱크에 전기분해수소공급라인(128)과 연결된 제1 임시수소저장탱크(127)로 전기분해수소공급라인(128)을 통하여 이송되어 저장될 수 있다.Hydrogen produced by electrolysis may be transported and stored through the electrolysis hydrogen supply line 128 to a first temporary hydrogen storage tank 127 connected to the electrolysis hydrogen supply line 128 in the electrolysis tank.

한편, 전력공급장치(150)는, 해수 전기분해형 수소생산장치(120)와 발전소를 전기적으로 연결하며, 발전소의 유휴전력을 해수 전기분해형 수소생산장치(120)에 전달한다.Meanwhile, the power supply device 150 electrically connects the seawater electrolysis type hydrogen production device 120 and the power plant, and transmits the idle power of the power plant to the seawater electrolysis type hydrogen production device 120.

본 실시예에서는, 해안가에 주로 위치한 대형발전소(원자력발전소 및 화력발전소)에서의 유휴 잉여전력 등을 이용하여 해수 전기분해형 수소생산장치(120)에서 해수를 전기분해하여 수소를 생산한다. 따라서 이를 용이하게 하기 위하여 본 실시 예에 따른 해양수소생산플랜트(100)는 해안에서 멀리 떨어지지 않은 곳에 설치될 수 있다.In this embodiment, seawater is electrolyzed in the seawater electrolysis-type hydrogen production apparatus 120 to produce hydrogen by using idle surplus power at a large-scale power plant (nuclear power plant and thermal power plant) mainly located on the coast. Therefore, in order to facilitate this, the marine hydrogen production plant 100 according to this embodiment may be installed at a location not far from the coast.

공동운용장치(140)는, 해수 전기분해형 수소생산장치(120)와 개질형 수소생산장치(130)에 각각 연결되어 해수 전기분해형 수소생산장치(120)와 개질형 수소생산장치(130)를 동작시키고 해수 전기분해형 수소생산장치(120)와 개질형 수소생산장치(130)에서 생산된 수소를 선택적으로 공급받아 저장한다. The joint operation device 140 is connected to the seawater electrolysis type hydrogen production device 120 and the reformed hydrogen production device 130, respectively, and the seawater electrolysis type hydrogen production device 120 and the reformed hydrogen production device 130 It operates and selectively receives and stores the hydrogen produced by the seawater electrolysis type hydrogen production device 120 and the reformed type hydrogen production device 130.

이러한 공동운용장치(140)는, 해수 전기분해형 수소생산장치(120)와 개질형 수소생산장치(130)에서 생산된 수소를 저장하는 공동운용형수소저장유닛(141)과, 해수 전기분해형 수소생산장치(120)와 개질형 수소생산장치(130)의 동작을 제어하고 해수 전기분해형 수소생산장치(120)와 개질형 수소생산장치(130)에서 생산된 수소를 선택적으로 공동운용형수소저장유닛(141)에 저장되도록 제어하는 공동운용제어유닛(미도시)을 포함한다.The joint operation device 140 includes a joint operation type hydrogen storage unit 141 for storing hydrogen produced by the seawater electrolysis type hydrogen production device 120 and the reformed hydrogen production device 130, and seawater electrolysis type. Control the operation of the hydrogen production device 120 and the reformed hydrogen production device 130 and selectively co-operate hydrogen produced by the seawater electrolysis type hydrogen production device 120 and the reformed hydrogen production device 130 It includes a common operation control unit (not shown) that controls to be stored in the storage unit 141.

그리고 공동운용형수소저장유닛(141)은, 해수면 아래에 배치되어 수소가 저장되는 공동운용형수소저장부(142)와, 공동운용형수소저장부(142)에 연결되어 수소가 이송되는 공용이송라인(145)과, 공용이송라인(145)과 해수 전기분해형 수소생산장치(120)에 연결되어 수소가 이송되는 전기분해수소생산이송라인(146)과, 공용이송라인(145)과 개질형 수소생산장치(130)에 연결되어 수소가 이송되는 개질수소생산이송라인(147)을 포함한다.In addition, the common operation type hydrogen storage unit 141 is disposed under the sea level and is connected to the common operation type hydrogen storage unit 142 for storing hydrogen and the common operation type hydrogen storage unit 142 to transfer hydrogen. Connected to the line 145, the common transfer line 145, and the seawater electrolysis type hydrogen production apparatus 120, the electrolysis hydrogen production transfer line 146 to which hydrogen is transferred, and the common transfer line 145 and the modified type It is connected to the hydrogen production device 130 and includes a reformed hydrogen production transfer line 147 to which hydrogen is transferred.

여기서 전기분해수소생산이송라인(146)에는 제1 밸브(146a)가 마련되고 개질수소생산이송라인(147)에는 제2 밸브(147a)가 마련된다. 전기분해수소생산이송라인(146)은 제1 임시수소저장탱크(127)에 연결되고, 개질수소생산이송라인(147)은 제2 임시수소저장탱크(137)에 연결된다.Here, the electrolytic hydrogen production transfer line 146 is provided with a first valve 146a and a reformed hydrogen production transfer line 147 is provided with a second valve 147a. The electrolysis hydrogen production transfer line 146 is connected to the first temporary hydrogen storage tank 127, and the reformed hydrogen production transfer line 147 is connected to the second temporary hydrogen storage tank 137.

공동운용제어유닛는, 제1 임시수소저장탱크(127)에 저장되어 있는 액화수소가 미리 결정된 수위에 도달한 경우 해수 전기분해형 수소생산장치(120)의 동작을 정지시키고 제1 밸브(146a)는 개방하고 제2 밸브(147a)는 폐쇄하도록 제어하며, 이와 대응되게 제2 임시수소저장탱크(137)에 저장되어 있는 액화수소가 미리 결정된 수위에 도달한 경우 메탄 개질형 수소생산장치(130)의 동작을 정지시키고 제2 밸브(147a)는 개방하고 제1 밸브(146a)는 폐쇄하도록 제어한다. The joint operation control unit stops the operation of the seawater electrolysis type hydrogen production device 120 when the liquefied hydrogen stored in the first temporary hydrogen storage tank 127 reaches a predetermined water level, and the first valve 146a Open and the second valve 147a is controlled to close, and correspondingly, when the liquefied hydrogen stored in the second temporary hydrogen storage tank 137 reaches a predetermined water level, the methane-modified hydrogen production device 130 The operation is stopped and the second valve 147a is opened and the first valve 146a is controlled to close.

한편, 본 실시 예에서 공동운용형수소저장부(142)는 해수면 아래에 배치되도록 구성하여 태양복사열에 의한 증발(boil-off)을 막는다. 즉 생산된 수소는 잠수식 저장을 하도록 공동운용형수소저장부(142)가 마련된다.On the other hand, in the present embodiment, the common operation type hydrogen storage unit 142 is configured to be disposed below the sea level to prevent evaporation (boil-off) due to solar radiation heat. That is, the hydrogen produced is provided with a common-operated hydrogen storage unit 142 for submersible storage.

이러한 공동운용형수소저장부(142)는, 도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 해수면 아래에 배치되어 생산된 수소를 저장하는 수소저장탱크(143)와, 탱크 하우징(144)를 포함한다. 캐비티(cavity) 방식은 해수 접촉을 차단하기 위함이다.The joint operation type hydrogen storage unit 142 includes a hydrogen storage tank 143 and a tank housing 144 for storing the hydrogen produced and disposed under the sea level, as shown in detail in FIG. 2. The cavity method is intended to block seawater contact.

수소저장탱크(143)는 수소가 실질적으로 저장되는 장소를 이룬다. 수소저장탱크(143)는 원하는 조건의 온도와 압력에 대응될 수 있는 수준의 구조물, 예컨대 화물창과 같은 구조물로 적용될 수 있다.The hydrogen storage tank 143 forms a place where hydrogen is substantially stored. The hydrogen storage tank 143 may be applied to a structure of a level that can correspond to the temperature and pressure of a desired condition, for example, a structure such as a cargo hold.

탱크 하우징(144)은 수소저장탱크(143)의 외부에서 수소저장탱크(143)를 둘러싸게 배치되어 수소저장탱크(143)를 보호하는 역할을 한다.The tank housing 144 is disposed to surround the hydrogen storage tank 143 from the outside of the hydrogen storage tank 143 to protect the hydrogen storage tank 143.

탱크 하우징(144)의 내부에는 수소저장탱크(143)가 배치되는 캐비티(143a, cavity)가 형성된다. 캐비티(143a)는 다수의 리브에 의해 탱크 하우징(144)의 외벽체에 지지될 수 있다. 그리고 캐비티(143a)의 외측에는 탱크 하우징(144)의 외벽체와의 사이에 에어 갭 파트(144a, air gap part)가 형성된다. 에어 갭 파트(144a)에 일반 공기가 충전될 수도 있고 혹은 진공 상태를 유지할 수도 있다. A cavity 143a in which the hydrogen storage tank 143 is disposed is formed inside the tank housing 144. The cavity 143a may be supported on the outer wall of the tank housing 144 by a number of ribs. In addition, an air gap part 144a is formed on the outside of the cavity 143a between the outer wall of the tank housing 144. The air gap part 144a may be filled with normal air or maintain a vacuum state.

수소저장탱크(143)는 수소를 이송하는 공용이송라인(145)과 연결되며, 공용이송라인(145)은 해수 전기분해형 수소생산장치(120)에 연결된 전기분해수소생산이송라인(146)과, 개질형 수소생산장치(130)에 연결된 개질수소생산이송라인(147)과 각각 연결된다.The hydrogen storage tank 143 is connected to a common transfer line 145 for transporting hydrogen, and the common transfer line 145 is connected to an electrolytic hydrogen production transfer line 146 connected to the seawater electrolysis type hydrogen production device 120. , Reformed hydrogen production transfer line 147 connected to the reformed hydrogen production device 130, respectively.

따라서 공동운용제어유닛이, 제1 임시수소저장탱크(127)에 저장되어 있는 액화수소가 미리 결정된 수위에 도달한 경우에 해수 전기분해형 수소생산장치(120)의 동작을 정지시키고 제1 밸브(146a)를 개방하며 제2 밸브(147a)를 폐쇄하도록 제어하면, 제1 임시수소저장탱크(127)에 저장되어 있는 액화수소가 전기분해수소생산이송라인(146)과 공용이송라인(145)을 통하여 해수면 아래에 배치되어 있는 수소저장탱크(143)에 수소를 공급하여 저장시키게 된다.Therefore, when the common operation control unit, the liquefied hydrogen stored in the first temporary hydrogen storage tank 127 reaches a predetermined water level, stops the operation of the seawater electrolysis type hydrogen production device 120 and stops the first valve ( When opening 146a) and controlling the second valve 147a to be closed, the liquefied hydrogen stored in the first temporary hydrogen storage tank 127 establishes an electrolysis hydrogen production transfer line 146 and a common transfer line 145. Through this, hydrogen is supplied to and stored in the hydrogen storage tank 143 disposed below the sea level.

만약 공용제어유닛이, 제2 임시수소저장탱크(137)에 저장되어 있는 액화수소가 미리 결정된 수위에 도달한 경우에 메탄 개질형 수소생산장치(130)의 동작을 정지시키고 제2 밸브(147a)는 개방하며 제1 밸브(146a)는 폐쇄하도록 제어하면, 제2 임시수소저장탱크(137)에 저장되어 있는 액화수소가 개질수소생산이송라인(147)과 공용이송라인(145)을 통하여 해수면 아래에 배치되어 있는 수소저장탱크(143)로 수소를 이송하여 저장시키게 된다. If the common control unit, the liquefied hydrogen stored in the second temporary hydrogen storage tank 137 reaches a predetermined level, the operation of the methane-modified hydrogen production device 130 is stopped and the second valve 147a Is opened and the first valve 146a is closed, the liquefied hydrogen stored in the second temporary hydrogen storage tank 137 is below the sea level through the reformed hydrogen production transfer line 147 and the common transfer line 145. Hydrogen is transferred to and stored in the hydrogen storage tank 143 which is disposed in.

이하에서 도 1 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 해양수소생산플랜트에서 수소를 생산 및 저장하는 과정을 간략히 설명한다.Hereinafter, a process of producing and storing hydrogen in a marine hydrogen production plant according to an embodiment of the present invention will be briefly described with reference to FIGS. 1 and 3.

본 발명의 일 실시예에 따른 해양수소생산플랜트(100)는, 해수 전기분해형 수소생산장치(120)를 이용하여 직접 해수를 끌어옴으로써 정수유닛(121)을 통한 물 전기분해를 수행함으로써 수소 생산을 할 수 있다. 이때 해안가에 주로 위치한 대형발전소(원자력발전소 및 화력발전소)에서의 유휴 잉여전력 등을 이용하여 전기분해를 수행한다. The marine hydrogen production plant 100 according to an embodiment of the present invention is hydrogen by performing water electrolysis through the water purification unit 121 by drawing seawater directly using the seawater electrolysis type hydrogen production device 120. Production is possible. At this time, electrolysis is performed by using idle surplus power at large power plants (nuclear power plants and thermal power plants) located mainly on the coast.

본 발명의 일 실시예에 따른 해양수소생산플랜트(100)는, 메탄(CH4) 개질법을 이용하여 메탄 개질형 수소생산장치(130)를 통하여 수소를 생산할 수 있다. 대량의 수소 생산 시 나오는 이산화탄소(CO2)는 효율적으로 포집할 수 있도록 하여 온실가스를 제거하도록 한다.The marine hydrogen production plant 100 according to an embodiment of the present invention may produce hydrogen through a methane-modified hydrogen production apparatus 130 using a methane (CH 4 ) reforming method. Carbon dioxide (CO 2 ) produced during the production of large quantities of hydrogen is efficiently collected to remove greenhouse gases.

생산된 수소는 압축탱크 저장법 외에 액화수소 탱크 저장을 기본으로 하며 태양복사열에 의한 증발(boil-off)을 막기 위하여 잠수식 저장을 한다. 따라서 수소저장탱크(143)는 하수면 아래에 배치되도록 마련된다.Hydrogen produced is based on the storage of liquefied hydrogen tanks in addition to the storage method of compressed tanks, and is submerged to prevent evaporation (boil-off) due to solar radiation heat. Therefore, the hydrogen storage tank 143 is provided to be disposed below the sewage surface.

메탄 개질형 수소생산장치(130)와 해수 전기분해형 수소생산장치(120) 각각에서 수소를 생산하고 각 장치별로 액화를 하여 제2 임시수소저장탱크(137) 및 제1 임시수소저장탱크(127)에 각각 임시 저장한다. 이때까지는 메탄 개질 반응으로 생산된 수소와 전기분해 방식으로 생산된 수소는 만나지 않는다.Hydrogen is produced in each of the methane-modified hydrogen production device 130 and the seawater electrolysis-type hydrogen production device 120 and liquefied for each device, so that the second temporary hydrogen storage tank 137 and the first temporary hydrogen storage tank 127 ) Respectively. Until this time, hydrogen produced by a methane reforming reaction and hydrogen produced by an electrolysis method do not meet.

이후 제1 임시수소저장탱크(127) 및 제2 임시수소저장탱크(137)에 임시 저장되어 있는 액화수소가 일정 이상 수위를 보이면 해수면 아래에 배치되어 있는 수소저장탱크(143)로 수소를 이송한다.Thereafter, when the liquefied hydrogen temporarily stored in the first temporary hydrogen storage tank 127 and the second temporary hydrogen storage tank 137 shows a certain level or higher, hydrogen is transferred to the hydrogen storage tank 143 disposed below the sea level. .

이때, 제1 임시수소저장탱크(127)에 저장되어 있는 액화수소가 미리 결정된 수위에 도달한 경우, 공동운용제어유닛이 해수 전기분해형 수소생산장치(120)의 동작을 정지시키고 제1 밸브(146a)를 개방하며 제2 밸브(147a)를 폐쇄하도록 제어함으로써, 제1 임시수소저장탱크(127)에 저장되어 있는 액화수소가 전기분해수소생산이송라인(146)과 공용이송라인(145)을 통하여 해수면 아래에 배치되어 있는 수소저장탱크(143)에 수소가 이송되어 저장된다.At this time, when the liquefied hydrogen stored in the first temporary hydrogen storage tank 127 reaches a predetermined water level, the joint operation control unit stops the operation of the seawater electrolysis type hydrogen production device 120 and stops the first valve ( By opening 146a) and closing the second valve 147a, the liquefied hydrogen stored in the first temporary hydrogen storage tank 127 sets the electrolysis hydrogen production transfer line 146 and the common transfer line 145. Hydrogen is transferred to and stored in the hydrogen storage tank 143 disposed below the sea level.

만약, 제2 임시수소저장탱크(137)에 저장되어 있는 액화수소가 미리 결정된 수위에 도달한 경우, 공용제어유닛이 메탄 개질형 수소생산장치(130)의 동작을 정지시키고 제2 밸브(147a)는 개방하며 제1 밸브(146a)는 폐쇄하도록 제어하게 되고, 이에 의하여 제2 임시수소저장탱크(137)에 저장되어 있는 액화수소가 개질수소생산이송라인(147)과 공용이송라인(145)을 통하여 해수면 아래에 배치되어 있는 수소저장탱크(143)로 수소가 이송되어 저장된다. If the liquefied hydrogen stored in the second temporary hydrogen storage tank 137 reaches a predetermined level, the common control unit stops the operation of the methane-modified hydrogen production device 130 and the second valve 147a. Is opened and the first valve 146a is controlled to be closed, whereby the liquefied hydrogen stored in the second temporary hydrogen storage tank 137 forms a reformed hydrogen production transfer line 147 and a common transfer line 145. Hydrogen is transferred to and stored in the hydrogen storage tank 143 disposed below the sea level.

수소저장탱크(143)로 수소의 이송이 완료되면 개방되어 있던 제1 밸브(146a) 또는 제2 밸브(147a)는 폐쇄되고, 이후 해수 전기분해형 수소생산장치(120) 또는 메탄 개질형 수소생산장치(130)에서의 수소 생산은 재개될 수 있다.When the transfer of hydrogen to the hydrogen storage tank 143 is completed, the opened first valve 146a or the second valve 147a is closed, and then the seawater electrolysis type hydrogen production device 120 or methane reformed hydrogen production Hydrogen production in device 130 may be resumed.

전술한 실시 예에서는 해안가에 주로 위한 대형발전소에서의 유휴 잉여전력을 이용하여 전기분해를 수행하는 것에 대하여 상술하였으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않으며 부유본체(110)에 마련되는 풍력발전기 등을 통하여 전기분해에 필요한 전력을 공급할 수도 있을 것이다. In the above-described embodiment, the electrolysis is performed using idle surplus power in a large-scale power plant mainly for the coast, but the scope of the present invention is not limited to this, and the wind power generator provided in the floating body 110, etc. Through this, electricity necessary for electrolysis may be supplied.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.As described above, the present invention is not limited to the described embodiments, and it is obvious to those skilled in the art that various modifications and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, such modifications or variations will have to belong to the claims of the present invention.

100 : 해양수소생산플랜트 110 : 부유본체
120 : 해수 전기분해형 수소생산장치 121 : 정수유닛
123 : 전기분해유닛 127 : 제1 임시수소저장탱크
130 : 개질형 수소생산장치 131 : LNG 저장탱크
133 : 수증기생성유닛 135 : 개질분해유닛
137 : 제2 임시수소저장탱크 138 : 개질수소공급라인
140 : 공동운용장치 141 : 공동운용형수소저장유닛
142 : 공동운용형수소저장부 145 : 공용이송라인
146 : 전기분해수소생산이송라인 147 : 개질수소생산이송라인
150 : 전력공급장치100: offshore hydrogen production plant 110: floating body
120: seawater electrolysis type hydrogen production device 121: water purification unit
123: electrolysis unit 127: first temporary hydrogen storage tank
130: reformed hydrogen production device 131: LNG storage tank
133: steam generating unit 135: reforming and decomposition unit
137: second temporary hydrogen storage tank 138: reformed hydrogen supply line
140: joint operation device 141: joint operation type hydrogen storage unit
142: Joint operation hydrogen storage unit 145: Common transfer line
146: electrolysis hydrogen production transfer line 147: reformed hydrogen production transfer line
150: power supply

Claims (7)

해양에서 부유하는 부유본체;
상기 부유본체에 마련되며, 바닷물을 흡입하여 전기분해를 통해 수소를 생산하는 해수 전기분해형 수소생산장치;
상기 부유본체에 마련되며, 상기 부유본체에 배치된 화석연료 저장탱크에 저장된 화석연료를 개질해 수소를 생산하는 개질형 수소생산장치; 및
상기 해수 전기분해형 수소생산장치와 상기 개질형 수소생산장치에 각각 연결되어 상기 해수 전기분해형 수소생산장치와 상기 개질형 수소생산장치를 동작시키고 상기 해수 전기분해형 수소생산장치와 상기 개질형 수소생산장치에서 생산된 수소를 선택적으로 공급받아 저장하는 공동운용장치를 포함하는 해양수소생산플랜트.A floating body floating in the ocean;
A seawater electrolysis type hydrogen production device provided on the floating body to produce hydrogen through electrolysis by inhaling seawater;
A reformed hydrogen production device provided on the floating body and reforming the fossil fuel stored in the fossil fuel storage tank disposed on the floating body to produce hydrogen; And
The seawater electrolysis type hydrogen production device and the reformed hydrogen production device are respectively connected to operate the seawater electrolysis type hydrogen production device and the reformed hydrogen production device, and the seawater electrolysis type hydrogen production device and the reformed hydrogen Offshore hydrogen production plant including a common operating device for selectively receiving and storing the hydrogen produced by the production device. 제1항에 있어서,
상기 공동운용장치는,
상기 해수 전기분해형 수소생산장치와 상기 개질형 수소생산장치에서 생산된 수소를 저장하는 공동운용형수소저장유닛; 및
상기 해수 전기분해형 수소생산장치와 상기 개질형 수소생산장치의 동작을 제어하고 상기 해수 전기분해형 수소생산장치와 상기 개질형 수소생산장치에서 생산된 수소를 선택적으로 상기 공동운용형수소저장유닛에 저장되도록 제어하는 공동운용제어유닛을 포함하는 해양수소생산플랜트.According to claim 1,
The joint operation device,
A common operation type hydrogen storage unit for storing hydrogen produced by the seawater electrolysis type hydrogen production device and the reformed type hydrogen production device; And
Control the operation of the seawater electrolysis type hydrogen production device and the reformed hydrogen production device, and selectively produce hydrogen produced by the seawater electrolysis type hydrogen production device and the reformed hydrogen production device to the jointly operated hydrogen storage unit. Offshore hydrogen production plant comprising a joint operation control unit to control the storage. 제2항에 있어서,
상기 공동운용형수소저장유닛은,
해수면 아래에 배치되어 상기 수소가 저장되는 공동운용형수소저장부;
상기 공동운용형수소저장부에 연결되어 상기 수소가 이송되는 공용이송라인;
상기 공용이송라인과 상기 해수 전기분해형 수소생산장치에 연결되어 상기 수소가 이송되는 전기분해수소생산이송라인; 및
상기 공용이송라인과 상기 개질형 수소생산장치에 연결되어 상기 수소가 이송되는 개질수소생산이송라인을 포함하며,
상기 전기분해수소생산이송라인에는 제1 밸브가 마련되고 상기 개질수소생산이송라인에는 제2 밸브가 마련되는 해양수소생산플랜트.According to claim 2,
The common operation type hydrogen storage unit,
A common-operated hydrogen storage unit disposed below the sea level and storing the hydrogen;
A common transfer line connected to the common operation type hydrogen storage and transferring the hydrogen;
An electrolysis hydrogen production transfer line connected to the common transfer line and the seawater electrolysis type hydrogen production device and transferring the hydrogen; And
It is connected to the common transfer line and the reformed hydrogen production apparatus and includes a reformed hydrogen production transfer line to which the hydrogen is transferred,
A marine hydrogen production plant in which the first valve is provided on the electrolytic hydrogen production transfer line and the second valve is provided on the reformed hydrogen production transfer line. 제3항에 있어서,
상기 공동운용형수소저장부는,
상기 수소가 저장되는 수소저장탱크; 및
상기 수소저장탱크와의 사이에 이격된 공간을 가지도록 상기 수소저장탱크를 둘러싸는 캐비티(cavity)를 가지면서 상기 수소저장탱크를 지지하는 탱크 하우징을 포함하는 해양수소생산플랜트.According to claim 3,
The joint operation type hydrogen storage unit,
A hydrogen storage tank in which the hydrogen is stored; And
Marine hydrogen production plant including a tank housing for supporting the hydrogen storage tank with a cavity surrounding the hydrogen storage tank so as to have a space spaced between the hydrogen storage tank. 제3항에 있어서,
상기 해수 전기분해형 수소생산장치는,
해수를 정수시키는 정수유닛;
상기 정수유닛과 연결되어 상기 정수유닛으로부터 물이 유입되는 전기분해탱크와, 상기 전기분해탱크의 내부에 마련되는 전기분해전극을 구비하며, 상기 수소를 생산하기 위하여 상기 물을 전기분해하는 전기분해유닛; 및
전기분해에 의하여 생산된 상기 수소를 임시로 저장하는 제1 임시수소저장탱크를 포함하며,
상기 전기분해수소생산이송라인은 상기 제1 임시수소저장탱크에 연결되며,
상기 공동운용제어유닛은
상기 제1 임시수소저장탱크에 저장되어 있는 액화수소가 미리 결정된 수위에 도달한 경우 상기 해수 전기분해형 수소생산장치의 동작을 정지시키고 상기 제1 밸브는 개방하고 상기 제2 밸브는 폐쇄하도록 제어하는 해양수소생산플랜트.According to claim 3,
The seawater electrolysis type hydrogen production device,
A water purification unit that purifies sea water;
An electrolysis unit connected to the water purification unit and having an electrolysis tank through which water flows from the water purification unit and an electrolysis electrode provided inside the electrolysis tank, and an electrolysis unit that electrolyzes the water to produce the hydrogen. ; And
A first temporary hydrogen storage tank for temporarily storing the hydrogen produced by electrolysis,
The electrolysis hydrogen production transfer line is connected to the first temporary hydrogen storage tank,
The joint operation control unit
When the liquefied hydrogen stored in the first temporary hydrogen storage tank reaches a predetermined water level, the operation of the seawater electrolysis type hydrogen production device is stopped, and the first valve is opened and the second valve is controlled to be closed. Offshore hydrogen production plant. 제3항에 있어서,
상기 개질형 수소생산장치는, LNG(Liquefied Natural Gas, 액화천연가스) 저장탱크로부터 공급되는 메탄을 수증기와 반응시켜 물에 함유된 수소를 생산하는 메탄 개질형 수소생산장치이며,
상기 메탄 개질형 수소생산장치는,
상기 부유본체에 마련되며, LNG(Liquefied Natural Gas, 액화천연가스)가 저장되는 LNG 저장탱크;
수증기를 생성시키는 수증기생성유닛; 및
상기 수증기생성유닛으로부터 공급되는 수증기와 상기 LNG 저장탱크로부터 공급되는 상기 LNG를 반응시켜 수소를 생산하는 개질분해유닛; 및
상기 LNG를 분해하여 생산된 상기 수소를 임시로 저장하는 제2 임시수소저장탱크를 포함하며,
상기 개질수소생산이송라인은 상기 제2 임시수소저장탱크에 연결되며,
상기 공동운용제어유닛는,
상기 제2 임시수소저장탱크에 저장되어 있는 액화수소가 미리 결정된 수위에 도달한 경우 상기 메탄 개질형 수소생산장치의 동작을 정지시키고 상기 제2 밸브는 개방하고 상기 제1 밸브는 폐쇄하도록 제어하는 해양수소생산플랜트. According to claim 3,
The reformed hydrogen production device is a methane reformed hydrogen production device that produces hydrogen contained in water by reacting methane supplied from a LNG (Liquefied Natural Gas) storage tank with water vapor,
The methane-modified hydrogen production device,
An LNG storage tank provided on the floating body and storing LNG (Liquefied Natural Gas).
A water vapor generating unit that generates water vapor; And
A reforming and decomposing unit for producing hydrogen by reacting water vapor supplied from the water vapor generating unit and the LNG supplied from the LNG storage tank; And
And a second temporary hydrogen storage tank for temporarily storing the hydrogen produced by decomposing the LNG,
The reformed hydrogen production transfer line is connected to the second temporary hydrogen storage tank,
The joint operation control unit,
When the liquefied hydrogen stored in the second temporary hydrogen storage tank reaches a predetermined water level, the operation of the methane-modified hydrogen production device is stopped, and the second valve is opened and the first valve is closed to control the ocean. Hydrogen production plant. 제1항에 있어서,
상기 해수 전기분해형 수소생산장치와 해안가의 발전소를 전기적으로 연결하며, 상기 발전소의 전력을 상기 해수 전기분해형 수소생산장치에 전달하는 전력공급장치를 더 포함하는 해양수소생산플랜트.According to claim 1,
The marine hydrogen production plant further comprises a power supply device that electrically connects the seawater electrolysis type hydrogen production device to a coastal power plant and delivers the power of the power plant to the seawater electrolysis type hydrogen production device.
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