# 
전달 및 저장
# 서론
오늘날의 에너지 시스템은 복잡한 인프라 네트워크에 의존하여 에너지 공급 시스템을 배치하고 역동적인 수요를 충족합니다. 에너지 경제의 여러 부문이 탈탄소화된 미래로 전환함에 따라 전기, 가스, 액체 및 기존 에너지 인프라를 활용하는 데 있어 보다 긴밀하게 통합된 에너지 시스템이 더욱 중요해질 것입니다. AEC 및 연료를 더 많이 배치하는 것은 저렴하고 안정적이며 탄력적인 방식으로 달성되어야 하는 에너지의 운송 및 전달에 영향을 미칠 것입니다. 기존 및 입증된 인프라는 AEC를 활성화하는 데 핵심적인 역할을 하지만 서비스의 적절성과 내구성을 보장하기 위해 평가되어야 합니다. 새로운 기반 시설의 개발은 에너지가 미래에 경제 전반에 걸쳐 필요한 장소와 시간에 전달되도록 할 것입니다. 전달 및 저장 TSC의 목적은 AEC의 전달, 운송 및 저장을 가능하게 하는 다양한 기술의 기술 경제적 타당성을 식별하고 탐색하는 것입니다.
저렴하고 신뢰할 수 있는 기반 시설 기술 및 솔루션의 배포는 경제의 다양한 부문에서 CO2 배출량을 줄이기 위한 여러 방법을 가능하게 할 수 있습니다. 이러한 방법은 산업 소스에서 CO2를 포집하고 지하 깊숙이 저장하는 것부터 AEC 및 수소, 암모니아, 바이오 연료 및/또는 합성 연료와 같은 연료를 통합하는 것까지 다양합니다. 각 방법은 잠재적으로 이러한 AEC와 포집된 CO2를 생산 지점에서 최종 사용자 또는 격리 장소로 운송하기 위해 다른 저장 및 전달 시스템을 필요로 할 수 있습니다.
이 저장 및 전달 시스템의 모습과 최적의 구성에 대한 비전은 미래의 에너지 믹스에 달려 있습니다. 그러나 기존 에너지 인프라를 활용하여 AEC 사용을 가능하게 하는 것은 경제성을 입증하고 광범위한 채택에 대한 장벽을 줄일 수 있는 엄청난 기회를 제공합니다. 기존 천연 가스 파이프라인의 용도 변경은 이미 유럽 전송 시스템 운영자들이 수소를 파이프라인에 혼합하는 초기 노력과 함께 검토하고 있습니다(Gas for Climate 2020). AEC를 기존 네트워크에 통합하는 것이 개념 증명 역할을 하지만, 유럽의 가스 인프라와 세계 다른 지역의 차이점에 주목하는 것이 중요합니다. 예를 들어, 미국의 기반 시설은 균일하지 않으며 수소와 같은 AEC에 의해 다르게 영향을 받을 새롭고 오래된 재료로 구성됩니다. 이러한 AEC가 파이프라인과 지층 저장 시설에 미치는 영향과 관련하여 기술적인 질문이 남아 있습니다. 기존 가스 및 액체 기반 시설을 개조하는 가능성과 비용을 평가해야 합니다. 여기에는 암모니아를 위한 액화 천연 가스 터미널과 CO2 저장을 위한 기존 오일 및 가스 업스트림 기반 시설을 사용할 가능성도 포함됩니다.
어떤 경우에는 인프라 개조가 혼합 또는 전환의 제한이나 의미 있는 탈탄소 능력으로 인해 AEC를 배포하는 데 가장 비용 효율적인 메커니즘이 아닐 수 있습니다. 그림 21에서 볼 수 있듯이 수소와 천연 가스를 혼합해도 최종 사용 응용 분야에서 CO2 배출량이 동등하게 감소하지 않습니다. 수소를 기존 천연 가스 인프라에 혼합하는 것과 관련된 기회와 과제를 해결하기 위해 전 세계적으로 많은 연구 프로젝트가 진행 중입니다. 낮은 수소 혼합물과 관련된 제한적인 CO2 배출량 감소에도 불구하고 기존 인프라는 현재 사용(주로 석유 처리 및 비료 생산으로 제한됨)에 비해 연료 수요를 증가시켜 가까운 시일 내에 수소의 광범위한 배치를 지원할 수 있습니다. 이 TSC에서는 기존 인프라를 활용하는 것과 새로운 인프라를 구축하는 것 사이의 균형을 평가합니다.
AEC의 전달 및 저장을 위한 추가 옵션에는 수소 관련 파이프라인(미국에 이미 존재)과 같은 새로운 인프라 구축과 물질 기반 저장 또는 액체 기반 저장과 같은 신기술의 사용이 포함됩니다. 금속 수소화물, 흡착제, 탄소 나노 구조 또는 액체 유기 탄화수소와 같은 물질 기반 저장 솔루션은 밀도가 더 높고 컴팩트한 저장이 가능하고 주변 온도와 더 낮은 압력에 가까운 저장이 가능하기 때문에 수소 저장에 대한 가능성을 보여줍니다.
RNG 및 드롭인 합성 연료를 포함한 바이오 연료는 화석 연료 기반 탄화수소와의 직접적인 호환성으로 인해 기존 가스 및 액체 기반 시설을 활용할 수 있는 이점이 있습니다. 이러한 연료의 저장 및 전달은 기술과 솔루션이 이용 가능하고 성숙하기 때문에 이 TSC의 중점 영역이 아닙니다.
# 주요 연구 질문
어떤 AEC와 연료가 소비자가 쉽게 수용하고 수용할 수 있습니까?
다운스트림 최종 사용자가 연료를 요구합니까?
업스트림 생산자가 충분한 연료를 공급할 수 있습니까?
이러한 연료를 전달 및 저장하고 CO2를 포집 및 격리하는 비용 효율적인 방법은 무엇입니까?
에너지 시스템이 저탄소 미래로 전환함에 따라 기존 전달 및 저장 네트워크가 AEC의 채택을 늘리는 데 어떤 역할을 할 수 있습니까?
2050년 소비자 수요와 기대를 충족시키기 위해 전달 및 저장 네트워크가 어떻게 적응하거나 발전할 수 있습니까? 이런 미래를 가능하게 하려면 향후 30년 동안 어떤 전환이 일어나야 합니까?
기존 탄화수소 저장 및 전달 시스템 인프라를 비용 효율적으로 AEC를 수용하는 동시에 많은 양의 탄소 감소에 대한 가치를 제공하도록 개조할 수 있습니까? 완전히 새로운 시스템의 배포로 이어질 수 있는 절충안은 무엇입니까?
새로운 연료로 전환할 때 인프라를 교체하거나 용량을 확장하기 위해 미래에 어떤 새로운 전달 및 저장 인프라가 필요합니까?
고정 응용 분야와 대규모 저장소를 위해 어떤 새로운 저장소 기술이 개발되고 있습니까?
# 연구 노력
전달 및 저장 TSC는 아래에 설명된 대로 4가지 주요 목표에 따라 연구를 구성할 계획입니다.
# 연구 목표
# 목표 1: 유망한 탈탄소화 방법의 중요한 전달 및 저장 요구 사항 식별
전략 1: 글로벌 전달 및 저장 기술 평가 프로세스 개발
- 조치: AEC 및 CO2의 전달 및 저장에 대한 글로벌 접근 방식을 검토합니다(포인트 소스에서 포집하거나 DAC를 사용). 에너지, 수소-천연 가스 혼합물, 암모니아, CO2 및 액체 유기 운반체 전달 및 저장 전략을 검토합니다. 추가 연료 방법은 다른 TSC의 입력을 기반으로 고려될 수 있습니다.
전략 2: 시나리오 분석 및 평가 계획 수행
- 조치: 다른 TSC의 정보를 사용하여 탈탄소화 방법을 주요 최종 사용 부문에 매핑합니다. 총/최대 에너지 수요, 수요 응답, 생산/납품 비율 및 시나리오에 대한 압력을 포함한 중요한 운영 매개변수를 정의합니다. 필요에 따라 특정 지리적 지역에 대한 시나리오를 개발합니다.
# 목표 2: 영향 평가 수행
전략 1: 영향 및 격차 식별
조치: 식별되고 우선순위가 지정된 각 연료 방법에 대해 검토 및 최신 분석을 수행합니다. 조사할 주요 기술 영역은 다음과 같습니다.
레거시 인프라의 무결성
개조 과제
혼합, 일괄 처리 및 분리
연료 모니터링
연료 계량
건강, 안전 및 환경 측면
코드 및 표준
정책, 규정 및 인센티브
수소 저장을 위한 지리 저장 시뮬레이션 도구
지상 및 지하 저장 탱크
전략 2: 테스트 및 검증 프로젝트 수립
- 조치: 지식의 격차가 확인되면 추가 모델링, 실험실 및 파일럿 규모 프로젝트가 제안되어 영향을 추가로 특성화하고 평가할 수 있습니다. 테스트 및 검증 프로젝트는 목록 1의 매개변수를 사용하여 확인합니다(모든 매개변수가 각 저탄소 연료에 적용되는 것은 아님).
에너지 함량/물성에 미치는 영향
- 발열량
- 웨버 지수(가스)
- 연료 혼합물/혼합물용 EOS
EH&S 영향
- 폭발성, 인화성, 인화성
- 연료 냄새(기체)/착색(액체)
- 누수 탐지
- 비상 대응
운영상의 영향
- 전송 및 배송 시스템 무결성
- 작동 조건의 변화
- 파이프, 밸브 및 씰 성능
- 미터 정확도 및 성능
- 누수 탐지
- 혼합 및 일괄 처리
지하 저장 시설에 미치는 영향
- 유정의 무결성
- 튜빙, 패커, 씰 및 시멘트
- 지질학적 봉쇄 및 재고 손실
- 수지화학 상호작용
- 생물학적 전환 및 연료 오염
규제 및 표준에 대한 영향
- 기존 규정의 적용 가능성
- 기존 표준의 적용 가능성
건축 자재에 미치는 영향
- 취화
- 부식
- 침식
- 침투
- 고장 분석
압축기 및 펌프 스테이션에 미치는 영향
- 성능
- 디자인
- 크기
- 보조 전원
지상 저장 자산에 미치는 영향
- 벌크 저장 탱크의 무결성(연료 터미널)
- 보조 파이프, 밸브, 펌프 및 씰
- 주유소 탱크의 무결성(유통)
- 보조 파이프, 밸브, 펌프 및 씰
- 재고 손실/통제(극저온—증발)
- 누수 탐지
유지 관리 영향
- 수리 및 재활
- 유지/점검 빈도
고객 청구
- 발열량에 대한 청구 및 크레딧
연료 혼합/오염의 영향
- 분리 기술
- 중앙 집중식 혼합과 분산 혼합
# 목표 3: 미래 인프라 요구 사항의 추진 요인, 기회 및 과제 이해
전략 1: 기존 인프라 개조에 대한 기술 경제적 평가 수행
- 조치: 송전 및 배전 시스템, 지하 저장 시설, 지상 탱크, 압축기, 펌프, 컨디셔닝/분리 장비를 포함하되 이에 국한되지 않는 모든 전달 및 저장 구성요소에 필요한 기술을 식별하고 평가합니다. 각 AEC를 사용할 수 있도록 운영, 유지 관리, 코드 및 표준, 환경, 건강 및 안전의 결과적인 변경 사항도 식별 및 평가됩니다.
전략 2: 새 인프라에 대한 기술 경제적 평가 수행
- 조치: 송전 및 배전 시스템, 지하 저장 시설, 지상 탱크, 압축기, 펌프, 컨디셔닝/분리 장비를 포함하되 이에 국한되지 않는 새로운 전달 및 저장 인프라를 구축하는 데 필요한 기술을 식별하고 평가합니다. 각 AEC를 사용할 수 있도록 새로운 운영, 유지보수, 코드 및 표준, 환경, 건강 및 안전에 대한 필요성도 식별 및 평가됩니다.
# 목표 4: 선진 기술 개발 가속화를 위한 노력 식별 및 주도
전략 1: 새로운 전달 및 저장 기술 식별 및 발전
조치: 새로운 기술을 모니터링하여 혁신적인 재료 및 프로세스 식별
조치: 타당성을 평가하고 필요에 따라 새로운 기술의 채택을 가속화하기 위한 설계 벤치 또는 소규모 데모
# 기술 개발에서 LCRI의 예상 역할
TSC는 연구 목표와 관련된 상업 및 개발 기술의 환경을 정기적으로 평가합니다. TSC는 기술 개발에서 LCRI의 예상 역할에 따라 기술을 구성했습니다(그림 22 참조). TSC는 예상 활동 수준을 선택할 때 여러 고려 사항의 균형을 유지하려고 합니다. 이러한 고려 사항에는 예상 배포 기간, 노력 수준, 초점 및 유사한 목표를 가진 다른 조직/이니셔티브의 투자, 탈탄소화 전략에서 다양한 산업/부문을 지원하는 잠재적 역할, 철저한 분석을 수행하는 데 사용할 수 있는 관련 정보의 양이 포함됩니다. 이니셔티브가 진행되는 동안 TSC는 진행 중인 TSC 활동의 연구 결과와 통합 에너지 시스템 분석 TSC에서 생성된 에너지 경제 모델링 결과를 기반으로 이러한 위치를 업데이트할 계획입니다.
자세한 내용을 보려면 "+" 압정을 선택하세요.
# 다른 기술 소위원회와 공동 연구 분야
아래 목록은 다른 TSC와의 공동 연구 및 활동 통합이 예상되는 영역입니다.
수소, 암모니아 및 기타 AEC 취급, 운송 및 저장의 안전 측면.
AEC 및 CO2 저장의 환경적 영향.
AEC 최종 사용 추진 요인 및 AEC 제공에 대한 수요의 영향.
AEC 및 연료 가용성의 생산/공급 능력 및 영향.