Fuel Cell Fuel Cell 연료전지 O2 H2 연료전지.indd 1 2013-10-02 오후 4:54:56
POSCO ENERGY 연료전지는수소와산소의전기화학반응을통해연소과정없이전기와열을생산하는고효율, 친환경에너지시스템입니다. MBOP EBOP 전기생산량 3,500가구사용량 (2.8MW 기준 ) 설치면적 500m 2 (150평) 연료 LNG, Bio Gas, SNG 친환경효과 ( 연간 ) 630ha 숲조성효과 1,500대차량이배출하는 NOx 저감 STACK MBOP ( 연료공급기 ) STACK ( 스택 ) EBOP ( 전력변환기 ) LNG / 바이오가스 H2 공기극 전해질 직류전기 전력변환기 HRU( 배열회수기 ) 전력 O2 연료극 열 배열회수기 수증기온수 수소, 산소를공급하는기계장치 ( 가습기, 개질기등 ) 전극, 전해질및분리판으로구성된 Cell 이적층된구조 수소와산소의전기화학적반응으로전기생산 STACK 에서생산되는직류를교류로 변환및시스템제어 인버터, 컨버터등 연료전지.indd 2 2013-10-02 오후 4:54:57
Fuel Cell 1 연료전지 vs 기존발전설비 연료전지는기존발전기와달리연료의연소를통한에너지변환과정을거치지않고, 바로전기를생산하기때문에 에너지손실이적어발전효율이높고, 친환경적입니다. 기존발전기 화학에너지열에너지운동에너지전기에너지 원자력 증기 터빈발전기송신탑수요처 화력 증기 연료전지 화학에너지 전기에너지 H2 O2 연료전지 수요처 연료전지.indd 1 2013-10-02 오후 4:54:57
POSCO ENERGY 2 차세대에너지원인연료전지는고효율성, 친환경성을비롯한다양한혜택을제공합니다. 01 최고효율의연비절약형에너지입니다. 연료전지의효율은현존발전설비중최고수준입니다. 전기효율 47%, 열효율포함 80% 화력발전대비최대 50% 연비향상효과 연료소모량 (%) 연료전지 디젤엔진 가스엔진 가스터빈 02 언제나믿고사용할수있습니다. 연료전지는 1년 365일, 하루 24시간, 쉬지않고전기를생산합니다. 가동률 (%) 90 운용신뢰도가높아비상전원, 무정전전원및보조전원장치 등으로적합 25 90% 이상의높은가동률로 15 운용조건에제약이많은재생에너지의약점보완 연료전지 태양광 풍력 연료전지.indd 2 2013-10-02 오후 4:54:58
Fuel Cell 3 03 어디나설치할수있습니다. 최고의공간효율성을갖춘연료전지는설치조건이열악한도심지역에적합니다. 1kW당약 0.18m 2 로최고의 설치면적 (1MW 기준, m 2 ) 39,600 공간효율 옥외, 지하, 옥상등설치 19,800 조건에제약없음 179 토지비부담큰도심지등에설치용이 연료전지 태양광 풍력 04 필요한곳에서직접전기를생산합니다. 전기가필요한곳에서직접생산 공급하는분산전원이기때문에송전탑등의건설비용절감및송전손실없는전기를사용할수있습니다. 송전탑등의송전설비건설비용절감및환경보호효과 송전손실로버려지는전기가없으므로경제적 대기오염물질무배출 NOx(ppm) / SOx(ppm) 1~2 100 이상 45 이상 250 이상 1,400 이상 화력발전대비 CO2 감축 / 저소음 CO2 / 소음 65 110 100 175 105 235 110 180 연료전지 가스엔진 가스터빈 디젤 연료전지 가스엔진 가스터빈 디젤 연료전지.indd 3 2013-10-02 오후 4:54:58
POSCO ENERGY 4 연료전지는주택, 산업단지, 대형선박등다양한분야에적용할수있습니다. 도심용, 건물용 주택단지, 아파트, 호텔 사무용건물, 쇼핑몰등 무정전비상전원 IDC, 병원, 소방서, 방송국, 경찰서, 교정시설 연료전지.indd 4 2013-10-02 오후 4:54:59
Fuel Cell 5 대형 연료전지 생산시설, 연료전지 발전단지 부생 Bio가스 활용발전 / 선박용 하수처리장, 쓰레기 매립지, 가스저장소 / LNG선, 유조선, 컨테이너선, 여객선 연료전지.indd 5 2013-10-02 오후 4:54:59
POSCO ENERGY 6 제품소개 100kW건물용연료전지발전시스템 전기생산량 130가구사용량 (100kW 기준 ) 설치면적 38.6m 2 (12평) 연료 LNG, Bio Gas, SNG 친환경효과 ( 연간 ) 18ha 숲조성효과 50대차량이배출하는 NOx 저감 연료전지.indd 6 2013-10-02 오후 4:54:59
Fuel Cell 7 출력사양발전출력전압조건주파수 100 kw 380 VAC 60 Hz LNG사용량 LNG 19.6 Nm 3 /hr LHV 9,393 Kcal/Nm 3 발전효율 LHV 47% ±2% 용수사용량 상수도 33 liter/hr 배출가스 공해물질배출 조건 온수 / 증기활용 NOx 0.1 ppm 이하 온도 371 ±28 C SOx 0.01 ppm 이하 유량 647 kg/hr CO 10 ppm 이하 압력 127 mmh 2 O 소음 65 db(a) 열생산량 46 Mcal/hr 제품크기 3.2m 3.2m 4.4m 5.2m 1.2m 2.5m 6.4m 연료전지.indd 7 2013-10-02 오후 4:54:59
POSCO ENERGY 8 건물용연료전지발전시스템구성도 구성도 송 수전반 Ex-PLC 전기공급 수요처 연료공급장치 (LNG 정압설비 ) 열공급 도시가스 용수공급 열교환기 연료전지 급수펌프 연료전지.indd 8 2013-10-02 오후 4:54:59
Fuel Cell 9 건물용연료전지추가활용방안 무정전백업발전기활용병원, 데이터센터, 놀이공원, 방송국등 24시간전력이필요한곳에상시전력공급 추가냉 난방활용설치장소, 용도에따라냉 난방 / 온수활용가능 흡수식냉온수기연계 Heat Pump 연계 전기 전기 전기 전기 열 홉수식냉온수기 냉방 열 Heat Pump 냉방 난방 / 온수 난방 / 온수 설치사례 서울시서북병원 서울시어린이대공원 연료전지.indd 9 2013-10-02 오후 4:55:00
POSCO ENERGY 10 제품소개 300kW연료전지발전시스템 전기생산량 380가구사용량설치면적 95m 2 (29평) 연료 LNG, Bio Gas, SNG 친환경효과 ( 연간 ) 60ha 숲조성효과 160대차량이배출하는 NOx 저감 연료전지.indd 10 2013-10-02 오후 4:55:01
Fuel Cell 11 출력사양발전출력전압조건주파수 300 kw 480 VAC 60 Hz (50Hz) LNG사용량 LNG 61.6 Nm 3 /hr LHV 9,393 Kcal/Nm 3 발전효율 LHV 47% ±2% 용수사용량 상수도 170 liter/hr 배출가스 공해물질배출 조건 온수 / 증기활용 NOx 0.1 ppm 이하 온도 371 ±28 C SOx 0.01 ppm 이하 유량 2,090 kg/hr CO 10 ppm 이하 압력 127 mmh 2 O 소음 65 db(a) 열생산량 130 Mcal/hr 제품크기 4.4m 3.5m 6.94m 9m 연료전지.indd 11 2013-10-02 오후 4:55:01
POSCO ENERGY 12 300kW 연료전지발전시스템구성도 구성도 수요처 전기발생 400V 송 수전반 Ex-PLC MBOP Communication 300kW 급수펌프 물공급 / 4.0kg/cm 2 170 liter/hr 연료공급 / 1.4kg/cm 2 61.6 Nm 2 /hr STACK EBOP 연료공급장치 (LNG 정압설비 ) 연료전지.indd 12 2013-10-02 오후 4:55:02
Fuel Cell 조감도 연료전지.indd 13 13 인도네시아 자카르타 안촐(Ancol) 2013-10-02 오후 4:55:02
POSCO ENERGY 14 제품소개 2.8MW연료전지발전시스템 전기생산량 3,500가구사용량설치면적 500m 2 (150평) 연료 LNG, Bio Gas, SNG 친환경효과 ( 연간 ) 630ha 숲조성효과 1,500대차량이배출하는 NOx 저감 연료전지.indd 14 2013-10-02 오후 4:55:02
Fuel Cell 15 출력사양발전출력전압조건주파수 2,800 kw 13.8 kvac 60 Hz (50 Hz) LNG사용량 LNG 546 Nm 3 /hr LHV 9,393 Kcal/Nm 3 발전효율 LHV 47% ±2% 용수사용량 상수도 2,044 liter/hr 배출가스 공해물질배출 조건 온수 / 증기활용 NOx 0.1 ppm 이하 온도 371 ±28 C SOx 0.01 ppm 이하 유량 16.601 kg/hr CO 10 ppm 이하 압력 127 mmh 2 O 소음 65 db(a) 열생산량 1.2 Gcal/hr 제품크기 4.28m 7.6m 18.3m 4.6m 3m 10.7m 12.5m 32.2m 연료전지.indd 15 2013-10-02 오후 4:55:02
POSCO ENERGY 16 2.8MW 연료전지발전시스템구성도 구성도 송 수전반 Ex-PLC 전기발생 22.9 kv 수요처 MBOP Communication 2.8MW 열교환기 60 지역난방 중온수회수 EBOP 열발생 371 22m 2 /hr 120 22m 2 /hr 온수공급펌프 중온수공급 물공급 4.0kg/cm 2 2,044 liter/hr 연료공급 1.4kg/cm 2 546 Nm 2 /hr STACK 연료공급장치 (LNG 정압설비 ) 급수펌프 연료전지.indd 16 2013-10-02 오후 4:55:03
Fuel Cell 17 연료전지발전원리 MBOP ( 연료공급시스템 ) STACK EBOP ( 전력변환기 ) 연료로부터얻은 메탄 (CH4) 과 초순수 (H2O) 를스택에공급 수소와산소의전기화학반응으로전기, 열, 물발생 전기 DC /AC 분전반 계통에발전 BOP 시스템전원공급 연료전지시스템운전제어 e- e- 탈황기 가습기 예비개질기 내부개질기 H 2 e- e- e- e- O 2 전기공급 필터 CO 2-2 CO 3 O 2 블로어 공기 CO 2 H 2 O e- e- MBOP ( 수처리시스템 ) MBOP ( 공기공급시스템 ) 5 단계필터를거쳐 초순수를공급 e- e- 연료전지에산소공급 연료극전해질공기극 CO 2 CO 2 열 HRU ( 열재생시스템 ) 가동시발생된열 (370 ) 을회수하여냉난방활용 ( 온수또는스팀 ) 열병합발전가능 열공급 연료전지.indd 17 2013-10-02 오후 4:55:03
POSCO ENERGY 18 포스코에너지는세계최고의경쟁력을바탕으로연료전지기술의국산화를실현합니다. 세계최대양산설비구축 경북포항포스코에너지연료전지제조공장 연간생산능력 100MW 부지면적 210,000m 2 2014 년 Cell 제조공장준공예정 03 04 02 01 06 05 01 기술연구소 / 서비스센터 02 2.4 MW 연료전지발전시스템 03 연료전지통합지원동 04 BOP 제조공장 05 Stack 제조공장 06 Cell 제조공장 연료전지.indd 18 2013-10-02 오후 4:55:03
Fuel Cell 19 세계최고수준의기술개발 연료전지의원천기술부터상용기술개발까지 POSCO FAMILY R&D 상용기술개발 포스코패밀리의연구및 투자지속 발전용뿐만아니라건물용, 선박용등특화된연료전지 적용기술개발 원천기술개발 기술공동개발을통한 시너지창출 국내시장점유율 1 위및시장다각화추진 국내 115.6MW 설치및유지보수 13 년현재 제품출시계획 14년 무정전백업용 16년 선박용, 터빈복합 일산 상암 노원서북병원어린이대공원 인천서울화성당진 해외진출 : 12 년 분당 보령전주군산 대구 포항 울산 부산 인도네시아자카르타, 300kW 여수 연료전지.indd 19 2013-10-02 오후 4:55:04
Fuel Cell R&D 연료전지.indd 20 2013-10-02 오후 4:55:04
연료전지연구개발 연료전지.indd 21 2013-10-02 오후 4:55:04
POSCO ENERGY 22 SOFC 특징 SOFC(Solid Oxide Fuel Cell, 고체산화물연료전지 ) 는고체산화물을전해질로이용하며 기존연료전지대비효율이높고온실가스배출을저감할수있어차세대연료전지로 주목받고있습니다. 고효율 발전효율 50%~60% ( 복합발전시 70% 이상구현가능 ) < 美 DOE 예측 > $700/kW (SOFC, 20) 경제성 SOFC 작은설치면적 MCFC 대비단위면적당셀출력 2~5 배 MCFC 대비단위부피당시스템출력 2~3 배 (PEMFC 대비 BOP 부품수약 30% 감소 ) LNG, 수소, 석탄가스등 부가장치최소화 다양한연료 제조유지보수 스택전처리공정단축 (11 일 약 3 일이내 ) 짧은가동시간 (83 시간 10 시간이내 ) 연료전지.indd 22 2013-10-02 오후 4:55:04
Fuel Cell 23 기술개발 현황 2014년 10kW 건물용 SOFC 상용화개발목표 포스코패밀리내역할분담을통하여연구역량집중 - RIST : 고효율 고신뢰성셀, 구성요소및스택 - 포스코에너지 : MCFC 국산화 100kW 개발등의역량을바탕으로시스템개발 원료 / 소재 셀및 유닛셀 스택 스택모듈 구성요소 시스템 개발완료단계 집중개발단계 2014 년 10kW 급시스템상용품 2013 년 10kW 급시스템초도품 ( 스택모듈 + BOP) - 1 차시도 : 13,06 2007 년원천기술개발 2009 년독자기술로셀개발 (V.1) - 최대 1000cm 2 구현 2011년 WB 셀성능구현 (V.2) - 1.8만시간성능평가진행 2012년스택신뢰성향상에집중 - 110셀스텍성능확보 - 효율 / 내구성향상추구 연료전지.indd 23 2013-10-02 오후 4:55:05
POSCO ENERGY 24 SOFC 단전지 지경부국책과제수행 RIST : T/C 법적용 1,000cm 2 단전지제조및평가 포스코에너지 : C/M 법적용 700cm 2 단전지제조및평가 < 포스코에너지 400cm 2, 700cm 2 단전지 > <RIST 단전지 > 성능및열화율 SOFC 상용화추진회사 (VPS) 과동등한성능및열화율보유 구분성능 ( 출력 ) 열화율 RIST 1,000cm 2 단전지 0.55W/cm 2 (@750, 0.7V) 0.25%/1khr (@500mA/cm 2, 750 ) 포스코에너지 700cm 2 단전지 0.45W/cm 2 (@750, 0.7V) 0%/1khr (@300mA/cm 2, 750 ) 지경부국책과제 ( 고효율분산발전 SOFC용고신뢰성단전지의양산기반기술개발, `09.06 ~`13.05) 활용원료분말국산화연구수행 단전지제작공법 - T/C법 (Tape Casting, 테이프주조 ) : 여러장의 Tape을적층하여 Casting(Laminating) 하는방법 - C/M법 (Comperssing Molding, 일축가압법 ) : 하나의축으로가압하는방법 연료전지.indd 24 2013-10-02 오후 4:55:05
Fuel Cell 25 건물용 SOFC 개요 2014 년 6 월상용품제작을목표로 10kW 급 SOFC 시스템개발중 목표 : 출력 10kW AC, 전기효율 50%, 수명 20,000 시간 스택 시스템 Hot Box ( 고온 MBOP) EBOP 시스템전처리부 ( 저온 MBOP) 건물용 SOFC 초도품 연료전지.indd 25 2013-10-02 오후 4:55:05
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