신재생 에너지로부터 수소 생산은 "2060년 탄소 중립"을 달성하기 위한 핵심 기술 중 하나이다. 그러나, 신재생 에너지 생산은 무작위적이며, 프로톤 교환 막(PEM)을 이용한 수소 생산의 핵심 장비의 투자 및 운영 비용이 높기 때문에, 신재생 에너지 발전소의 무작위 출력 전력에 대비하여 수소 시스템의 경제성을 고려한 PEM 수소 생산장치를 제공하는 것이 중요하다. 풍력수소 생산을 예로 들면, 첫 번째 시나리오에서는 변동성을 고려한 PEM 수소 생산 시스템의 비용 및 수익 모델을 제시하며, 수익, 투자 회수 기간 및 내부 수익률이 시스템의 경제 분석을 지원하는 지표로 작용한다; 이를 바탕으로 "풍력 + PEM 수소 생산" 시스템을 위해 3가지 이중 계획 모델을 제시하고, 상위 모델은 각각 PEM 수소 생산 시스템의 수명 주기 총 비용 최소화, 총 수익 최대화 및 내부 수익률 최대화를 목표 함수로 삼으며, 하위 목표는 풍력 발전소의 폐기 전력률을 최소화하고 최적화 모델을 찾기위해 MATLAB 유전 알고리즘 툴박스를 활용한다; 마지막으로, 실제 풍력 발전소를 예로 등록하여 이중 계획 모델 및 풍력수소 생산의 효능과 경제적 실행 가능성을 확인한다.

신재생 에너지 수소 생산; 수명 주기 경제성; 프로톤 교환 막 전해조; 이중 계획