에너지 산업분야에서는 기후변화 문제를 해결하기 위하여 CO₂ 배출을 감축 할 수 있는 재생에너지를 도입하고 있다. 재생에너지는 기후 조건에 따라 변동성이 크다는 단점을 가지고 있기 때문에 수요와 공급의 불일치로 인한 전력망 불안정과 잉여전력 문제가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 재생에너지로부터 발생한 잉여전력을 가스로 변환하여 저장할 수 있는 PtG(Power to Gas) 기술과 gas turbine combined cycle (GTCC)을 결합하여 이러한 문제를 해결하고자 한다. PtG 기술은 두 가지 옵션으로 적용된다. 첫 번째 옵션에서는 수전해를 통해 수소를 생산하고(power-to-hydrogen(PtH)) 생산된 수소를 GTCC의 연료로 직접 사용된다. 두 번째 옵션에서는 PtH에서 생산된 수소가 GTCC의 배기가스로부터 포집된 CO₂ 와 반응하여 synthetic natural gas(SNG)로 변환되어(power-to-methane(PtM)) GTCC의 연료로 사용된다. 400MW급 GTCC의 연간 운영 분석이 실시되었으며, GTCC-PtH 와 GTCC-PtM 시스템의 CO₂ 배출량이 기존 GTCC에 비해 각각 95.5%, 89.7% 감소하는 것을 확인할 수 있다. 또한 PtG 가격 하락 및 수소, 천연가스 가격 변동 등을 반영한 2030년의 경제성 분석에서 GTCC-PtH 시스템의 경제적 타당성을 확인하였다.