급속한 인구 증가 및 도시화에 따른 에너지 소비 증가로 인해 전 세계적으로 기후변화 현상이 심화되고 있으며, 화석연료가 고갈이 가속화됨에 따라 물과 에너지 확보의 불확실성이 심화되고 있다. 이를 해결하기 위하여, 물과 에너지 수요를 동시에 만족할 수 있는 넥서스 공정에 대한 관심이 최근 증가하고 있다. 물-에너지 넥서스 공정의 한 방식으로 물을 생산하는 역삼투(reverse osmosis, RO), 막증류(membrane distillation, MD) 공정과 염분 농도차를 이용하여 에너지를 생산하는 압력지연삼투(pressure retarded osmosis, PRO) 공정을 연계한 RO-MD-PRO 하이브리드 공정이 있으며, 본 연구에서는 모델 기반의 시뮬레이션을 통해 RO-MD-PRO 하이브리드 공정의 성능을 분석해보고자 한다. 
  RO-MD-PRO 하이브리드 공정의 역삼투 공정 원수로 해수를 사용하며, 역삼투 공정에서 용수 생산 후 발생하는 농축수 중 일부가 막증류 공정의 feed(고온)로 유입된다. 막증류 공정에서는 온도차에 의하여 추가적으로 물을 생산하며, 막증류 농축수와 역삼투 농축수를 혼합하여 압력지연삼투 공정의 유도 용액으로 사용한다. 유입용액으로는 하수처리수를 이용한다고 가정하였다. 이 때, 역삼투 공정 농축수의 분배비율(brine division ratio, BDR)은 전체 역삼투 농축수 유량 대비 막증류 공정으로 유입되는 농축수 유량으로 나타내어지며, 하이브리드 공정의 효율 면에서 매우 중요한 영향을 미친다.
 역삼투 농축수 분배비율을 0~1까지 변화시키며 RO-MD-PRO 하이브리드 공정의 에너지 소모를 분석한 결과, 모든 경우에 역삼투 단독공정(1.91 kWh/m3) 대비 에너지 소모가 저감되는 경향을 보였으며, 농축수 분배비율이 1.0일 때(역삼투 농축수 유량이 막증류 공정으로 100% 유입, 막증류 농축수가 100% 압력지연삼투 공정 유도용액으로 이용되는 경우) 최대 15%까지 저감되는 것으로 확인되었다. 한편, 농축수 분배비율을 변화시키며 RO-MD-PRO 하이브리드 공정의 최종 방류수 농도를 분석한 결과, 기존 역삼투 단독공정의 농축수 농도(약 78000 ppm) 대비 최대 50%까지 희석되는 것으로 나타났다. 농축수 분배비율이 증가됨에 따라 막증류를 통해 한번 더 농축되는 유량이 증가되어 최종 방류수 농도가 다소 증가하는 경향을 보였으나, 단독공정과 비교해서는 40% 이상 희석됨을 알 수 있었다.