수소(Hydrogen) 경제 왜 하는 걸까요? 조금 알아 볼까요?

안녕하세요. 이번 글에는 수소(Hydrogen)에 대해 알아보려고 합니다. 수소에 대한 기본적인 지식과 활용까지 차근히 알아보도록 합시다.

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1. 소개

2. 수소의 전 과정

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1. 소개

수소(Hydrogen)는 가장 풍부하고 가벼운 원소로써 정유에서부터 석유화학, 철강에 이르기까지 다양한 산업에서 활용되며, 다른 연료보다 에너지 효율이 훨씬 뛰어난 에너지원입니다.

수소는 지구상에서 가장 풍부하고 가벼운 원소이다

수소는 공기 중에서 연소 시 극소량의 질소산화물을 제외하고는 공해물질이 생성되지 않고 직접 연소용, 연료전지 등의 연료로써 사용이 간편합니다. 또한, 물로부터 제조할 수 있으며 사용 후 다시 물로 재순환이 가능한 많은 장점을 가지고 있어서 지구 온난화 문제가 대두되는 현시점에서 미래의 청정 에너지원으로 주목받고 있습니다. 

 

하지만, 청정 에너지원으로 수소를 활용하기 위해서는 여러 단계를 거쳐야 하고, 전 단계의 프로세스가 갖춰졌을 때 진정한 수소의 밸류체인을 구성했다고 할 수 있습니다. 그러므로 각각의 단계가 매우 중요하다고 말씀드릴 수 있습니다.

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2. 수소의 전 과정

수소의 밸류체인은 생산, 저장 및 운송, 활용으로 구성 된다.

 

위 그림은 수소를 활용하기까지 전 과정을 나타낸 그림입니다. 에너지를 활용하기 위해서는 가장 먼저, 생산해야겠죠? 현재 상용화된 수소 생산법 중 가장 경제적인 방법이라고 평가받는 천연가스에서 수소를 생산하는 수증기 개질 방법이 있습니다.

 

1)  수소의 생산

수소는 생산 방식에 따라 색깔로 구분된다.

수소의 생산 방식에는 여러 가지가 있습니다. 석탄을 태워 생산하는 브라운 수소, 풍력 발전기, 태양광 등 재생에너지를 활용하여 생산된 전기로 물을 분해하고, 생산하는 그린 수소, 위에서 언급한 개질 방법 등 수소 생산 과정에서 온실가스를 배출하는 그레이 수소가 있고, 이 방법에서 이산화탄소 포집, 활용, 저장 기술인 CCUS를 활용하여 이산화탄소를 따로 저장하는 블루 수소가 있습니다.

그린 수소는 온실가스 배출이 없는 수소 생산 방법이다.

이 많은 방식 중에서 온실가스 배출이 없는 그린 수소가 궁극적인 지향점입니다.

 

2)  수소의 저장

수소를 생산하고 충전소로 옮기기 위해서는 이 수소를 담을 저장체가 필요하고, 충전소에서 수소를 충전하여 활용하기 위해서도 저장체가 필요합니다. 이처럼 효율적이고 안전한 저장체 없이는 수소 에너지를 사용할 수 없다고 봐도 되겠죠?

실제 잠수함에 적용 된 수소저장합금 용기

수소의 저장에도 여러 방식이 존재합니다. 현재 가장 보편화 된 수소 기체를 저장하는 방식인 고압기체 저장기술, 수소를 극저온으로 냉각하여 저장하는 액화 저장기술, 고체 물질에 흡착 저장하는 고체 수소저장 기술이 있습니다.

 

현재, 기체, 액체 수소 저장기술이 가장 많이 쓰이고 있지만, 체적당 에너지 저장 밀도가 제일 높은 고체 수소저장 기술로의 전환이 요구되고있습니다. 왜 고체 수소저장 기술이 필요한지 자세한 내용은 다음 챕터에서 소개해드리겠습니다.

 

3)  수소의 활용

현재 수소에너지는 화학제품과 정유산업에서 90% 이상이 사용되어왔으며, 수소생산비용이 높아서 고부가가치 산업이나 수소의 필수 불가결한 산업에만 국한해서 활용되었습니다. 하지만, 지구 온난화 문제가 대두되고 있는 현 시점에서 탄소배출권이 기업의 존망을 좌우하고 있습니다.

초기 상용화부터 추후 상용화까지의 예상 일정

이제 앞으로 수소는 수송, 발전, 산업, 건물 등 산업의 전반에서 활용될 것입니다. 이 중에서 수송은 수소 활용 잠재력이 가장 높은 분야이며, 수소경제의 성공여부는 수소전기차에 달려있다고 해도 과언이 아닙니다. 수소전기차에 활용될 핵심기술로 꼽고 있는 연료전지는 전자, 자동차 등 다양한 산업에 혁신적 변화를 초래할 수 있는 기술로서 석유 중심의 에너지 체제를 수소에너지 중심으로 탈바꿈할 수 있는 획기적인 통합기술로 평가되고 있습니다. 하지만, 효율적인 저장체가 없다면 무용지물이겠죠?

 

수소의 활용을 끝으로 글을 마치도록하겠습니다. 이 포스팅을 통해 수소에 대한 궁금증이 어느정도 해소되었으면 합니다. 다음 포스팅에서부터는 고체 수소저장에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

감사합니다.

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출처

https://home.kpmg/kr/ko/home/insights/2021/10/kr-insight-79.html

국회입법조사처(19.11월)

https://www.deme-group.com/

http://www.woniltni.co.kr/

http://webzine.koita.or.kr/201909-specialissue/INTRO-%EC%88%98%EC%86%8C%EC%9D%98-%EC%8B%A4%EC%B2%B4%EC%99%80-%ED%95%A8%EA%BB%98-%EC%82%B4%ED%8E%B4%EB%B3%B4%EB%8A%94-%EC%88%98%EC%86%8C%EA%B2%BD%EC%A0%9C%EC%9D%98-%EB%AF%B8%EB%9E%98

 

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