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천연가스 수소 공급 망에, a) 유입 폐수를 처리하고, 이로부터 전환된 슬러지를 형성하는 폐수 처리 플랜트;b) 상기 형성된 슬러지로부터 바이오가스를 생성하는 혐기 소화조;c) 상기 혐기 소화조에서 생성된 바이오가스를 압축시키는 압축기;d) 상기 압축 바이오가스를 이송하는 파이프라인;e) 상기 파이프라인을 통하여 이송된 압축 바이오가스 내 바이오메탄의 업그레이드 유닛; 및f) 분리된 바이오메탄으로부터 수소를 생성하는 스팀-메탄 개질기;를 포함하는 슬러지-바이오가스-바이오메탄-수소 공급 망을 통합함으로써 폐수처리 플랜트로부터 배출된 바이오가스를 이용하여 수소를 공급하는 통합 수소 공급 망의 실시 방법으로서,상기 방법은 하기 수학식 20에 따라 총 경제적 비용 및 총 환경 비용을 동시에 최소화하되, 수소 수요량의 불확실성을 반영하기 위하여 상기 총 경제적 비용 및 상기 총 환경 비용을 각각 하기 수학식 21 및 수학식 24에 따라 수소 수요량의 불확실성에 직접적으로 영향을 받지 않는 제1 단계 및 수소 수요량의 불확실성에 직접적으로 영향을 받는 제2 단계를 분리하는 다중목적 2 단계 추계론적(stochastic) 혼합 정수 선형 계획(multi-objective two-stage stochastic mixed integer linear programming; MOTSSMILP) 모형을 이용하고, 그리고다중목적 함수의 해를 구하기 위하여 ε-구속조건법(ε-constraints)에 근거한 파레토 분석을 수반하는 방법:[수학식 20][수학식 21][수학식 24]여기서, 는 제1 단계의 총 경제적 비용(total annual cost), 그리고 는 제2 단계의 총 경제적 비용이고, 그리고는 제1 단계의 총 환경 비용(total environmental cost), 그리고 는 제2 단계의 총 환경 비용임
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제1항에 있어서, 상기 압축 바이오가스 내 바이오메탄의 업그레이드 유닛은 아민 처리(amine technology; AT) 유닛인 것을 특징으로 하는 방법
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제2항에 있어서, TACfirst 및 TACsecond는 각각 하기 수학식 22 및 수학식 23으로 정의되는 것을 특징으로 하는 방법:[수학식 22]여기서,는 혐기소화조(AD)의 설치 비용(capital cost)이고, 는 혐기소화조(AD)의 운전 비용이고, 는 파이프라인의 설치 비용이고, 는 파이프라인의 운전 비용이고, 는 압축기의 설치 비용이고, 그리고 는 압축기의 운전 비용이며,[수학식 23]여기서, 는 수소 구입 비용이고, 는 아민처리 유닛의 설치 비용이고, 는 아민처리 유닛의 운전 비용이고, 는 스팀-메탄 개질기의 설치 비용이고, 는 스팀-메탄 개질기의 운전 비용이고, 그리고 는 수소 수요량의 불확실성에 의하여 발생하는 시나리오들에 대한 확률로서, 1을 전체 시나리오의 총 수로 나눈 값을 의미함
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제3항에 있어서, TECfirst 및 TECsecond는 각각 하기 수학식 25 및 수학식 26으로 정의되는 것을 특징으로 하는 방법:[수학식 25] 여기서, 는 천연가스 수소 공급 망 내에서 천연가스 추출 환경 비용이고, 는 슬러지-바이오가스-바이오메탄-수소 공급 망 내 압축기의 자본 설비 비용이며, [수학식 26]여기서, 는 천연가스 수소 공급망 내 스팀-메탄 개질기의 환경비용이고, 는 슬러지-바이오가스-바이오메탄-수소 공급망 내 스팀-메탄 개질기의 환경 비용이고, 그리고 는 수소 수요량의 불확실성에 의하여 발생하는 시나리오들에 대한 확률로서, 1을 전체 시나리오의 총 수로 나눈 값을 의미함
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제1항에 있어서, TEC를 추가적으로 감소시키기 위하여, 상기 파레토 분석에 기반하여 하이브리드 탄소-수소 핀치 분석을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법
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