수소 및 연료전지 기술은 탄소에 기반한 중앙집중식 에너지공급 시스템을 수소에 기반한 분산형 에너지 공급 시스템으로 전환시킴으로써 지구온난화와 같은 전 지구적 위기와 대규모 정전사태로 인한 경제위기에 대비하기 위한 대체에너지 시스템으로 주목받고 있다. 그러나 수소 제조에 필요한 에너지는 아직까지 화석에너지인 천연가스나 석탄, 원자력 등이 주류를 이룰 것으로 예상되어 재생가능 에너지라고 분류하기는 어려운 점이 있다. 장기적으로는 수소를 제조하기 위해 풍력이나 바이오매스와 같은 재생가능에너지원을 적극적으로 활용해야 할 것이다. 현실적으로 수소를 제조하기 위한 주요 에너지원으로 천연가스와 석탄이 일반적으로 고려되고 있다. 그렇다면 수소 제조의 경제성과 환경성을 모두 고려할 때 천연가스와 석탄 가운데 어떤 에너지원이 더 우월하다고 할 수 있을 것인가? 본격적으로 수소-연료전지 기술에 막대한 투자를 하기에 앞서 이러한 질문에 대해 답할 수 있어야 할 것이다. 대부분의 신기술에 대한 투자는 비가역성(irreversibility)을 갖기 때문에 투자의 타당성을 평가하기 위한 다양한 측면의 분석이 필요하다. 본 연구의 목적은 천연가스를 이용한 스팀 메탄가스 개질법(natural gas reforming)에 의한 수소제조비용과 석탄가스화에 의한 수소제조비용을 추정하고, 향후 2030년까지의 비용을 추정하는 데에 있다. 또한 에너지투입에서 산출, 그리고 폐기에 이르기까지 전 과정에 대한 환경성과 에너지 효율성을 LCA(Life Cycle Assessment)를 이용하여 분석함으로써 경제성과 환경성을 모두 파악하려는 데에 있다. 이러한 경제성과 환경성에 대한 평가를 토대로 수소제조를 위한 에너지 믹스를 어떻게 구성해야할 것인지에 대한 답을 불완전하나마 밝히고자 하는 것이 최종 목적이라고 하겠다.

제1장 서론 1. 연구 배경 및 목적 2. 주요 연구 내용 제2장 수소제조 방법 개요 1. 수소제조 가. 개요 나. 천연가스 개질법(SMR) 다. 부분산화(Partial Oxidation: PO) 라. 석탄가스화(Coal Gasification) 마. 바이오매스 가스화(Biomass Gasification) 바. 고온물분해(High-Temperature Water Splitting) 2. 수소운반 가. 개요 나. 현행 기술 3. 수소저장 가. 개요 나. 물질 수소저장(Materials-based Hydrogen Storage) 다. 기술 현황 라. 추후 과제 4. 연료전지 가. 개요 나. 기술 현황 다. 연료전지 시스템 제3장 수소제조비용 선행연구 1. 천연가스 가. The National Academies(2004) 나. Argonne National Laboratory(2005) 다. National Renewable Energy Laboratory(2002) 라. Brinkman(2003) 마. Weinert et al(2006) 2. 석탄 가. MTR(2002) & DOE(2005) 나. NREL(2002) 다. The National Academies(2004) 라. Argonne National Laboratory(2005) 마. Brinkman(2003) 제4장 LCA/LCC를 활용한 수소제조의 물질흐름 분석 1. 개관 가. 필요성과 목적 나. 연구 방법론 다. 선행연구 2. LCA 분석론 가. 이론적 배경 나. LCA 분석과정 3. 천연가스를 이용한 수소제조공정의 전과정평가(LCA) 가. 목적 및 범위정의 나. 전과정목록분석 4. 석탄을 이용한 수소제조공정의 전과정평가(LCA) 가. 목적 및 범위정의 나. 전과정목록분석 5. 수소생산방식 차이에 따른 비교 가. 전과정목록결과 비교 나. 에너지 효율 다. 승용차 연비를 고려한 대기배출량 및 에너지 투입량 비교 6. 소결 제5장 SMR과 CG에 의한 수소제조비용 추정 1. 투입 에너지 가격 추정 가. 에너지원별 가격예측에 관한 선행연구 나. 에너지 가격 추정 모형 다. 추정 결과 2. SMR에 의한 수소제조비용 추정 가. 유형별 평균수소제조비용 나. 유형별 수소 제조비용 추정(기준안) 다. 기술진보에 따른 수소제조비용 추정 라. 탄소세 부과 시 수소제조비용 추정 3. 석탄가스화(CG)에 의한 수소제조비용 추정 가. 평균수소제조비용 나. CG-H2 제조비용 추정 4. SMR과 CG 방식에 의한 수소제조비용의 비교 가. 기준안 비교 나. 기술혁신안 비교 다. 탄소세+기술혁신안 비교 라. 민감도 분석 제6장 결론 및 정책적 함의 1. 결 론 2. 정책적 함의 <참고 문헌> <부 록>