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복합공정시스템 기반 LNG 냉열활용 발전시스템의 3E(Energy, Exergy, and Environmental) 분석 KCI 등재

3E(Energy, Exergy, and Environmental) Analysis of LNG Cold Energy Utilization Power System Based on Complex Process System

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/439152
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해양환경안전학회지 (Journal of the Korean Society of Marine Environment and Safety)
해양환경안전학회 (The Korean Society Of Marine Environment & Safety)
초록

현재 기후변화 문제 해결을 위한 국제적 목표 및 국내 에너지 정책에 부합하는 LNG 발전의 효율성을 극대화하는 방안이 요구 되고 있다. 2050년 탄소중립 목표 달성을 위해 각국은 2030년까지 온실가스 감축 목표를 설정하였고, 국내에서도 석탄 발전 시설을 단계 적으로 폐쇄하고 LNG 발전 시설을 확대하려는 노력이 진행되고 있다. 이 연구에서는 LNG의 재기화 과정에서 발생하는 냉열을 회수하여 Carbon Capture and Storage, Ammonia-water Rankine Cycle / Kalina Cycle, Data Center Cooling, Direct Expansion 공정에 활용할 수 있는 시스템을 제안하였다. 연구 결과 제안된 시스템의 3E 분석 결과 Energy 효율 51.52%, Exergy 효율 42.74%, 환경적 측면에서 2,145.8 gCO2 / kgLNG의 탄 소 배출량을 보여 가장 우수한 성능을 확인하였다. 이를통해 본 연구에서 새롭게 제시한 시스템은 Energy, Exergy, 환경성 측면에서 강점을 가지며, 향후 기후변화 대응에 크게 기여할 것으로 판단된다.

This study proposes a method to maximize the efficiency of LNG power generation in line with international goals for addressing climate change and domestic energy policies. To achieve the target of carbon neutrality by 2050, countries have set greenhouse gas reduction goals for 2030, and efforts are underway domestically to gradually phase out coal-fired power plants and expand LNG power facilities. This research suggests System 3 and System 4, which utilize the cold energy generated during the regasification process of LNG for processes such as Carbon Capture and Storage, Ammonia-water Rankine Cycle / Kalina Cycle, Data Center Cooling, and Direct Expansion. The 3E analysis results indicate that System 4 demonstrates the highest performance, with an energy efficiency of 51.52%, exergy efficiency of 42.74%, and a carbon emission level of 2,145.8 gCO2 / kgLNG. In conclusion, System 4 proposed in this study exhibits strengths in terms of energy efficiency, exergy efficiency, and environmental impact, and is considered to contribute to climate change mitigation efforts.

목차
요 약
Abstract
1. 서 론
2. 본 론
    2.1 가정조건
    2.2 공정 설계 및 최적화
    2.3 Proposed system(System 3, 4)
    2.4 분석 방법
3. 결과 및 고찰
    3.1 에너지 분석 결과
    3.2 엑서지 분석 결과
    3.3 환경성 영향 평가 결과
4. 결 론
감사의 글
References
저자
  • 이윤호(국립목포해양대학교 해양경찰학부 교수) | YoonHo Lee (Division of Coast Guard, Mokpo National Maritime University, Mokpo 58628, Korea)
  • 임상진(국립목포해양대학교 대학원 기관시스템공학과 박사과정) | SangJin Lim (Department of Marine System Engineering, Graduate School of Mokpo National Maritime University, Mokpo 58628, Korea)
  • 김동균(국립목포해양대학교 항해학부 교수) | DongGyun Kim (Division of Navigation Science, Mokpo National Maritime University, Mokpo 58628, Korea) Corresponding author