친환경 에너지 수소의 현재와 미래, 그리고 가치

수소에너지는 수소를 연료로 하는 수소연료전지를 통해 전기를 생산하는 에너지이다. 수소연료전지는 수소와 산소가 화학반응을 일으켜 전기와 물을 생산하는데, 이때 환경오염 물질은 전혀 배출되지 않는다.

 

수소에너지의 특징

수소에너지의 특징은 다음과 같다.

수소는 기체, 액체 등 다양한 형태로 저장할 수 있어 에너지 저장수단으로써의 장점을 가지고 있다.

수소는 물, 유기물, 화석연료 등 다양한 화합물로부터 분리하여 생산할 수 있다.

수소는 가장 풍부한 원소로서, 지구상의 모든 물질의 90% 이상이 수소로 이루어져 있다.

 

수소에너지의 종류와 친환경성

수소에너지의 종류는 무엇인가?

수소에너지는 생산 방식과 친환경성에 따라 그레이수소, 블루수소, 그린수소로 구분된다.

그레이수소는 화석연료로부터 수소를 생산하는데, 이때 이산화탄소를 많이 배출한다.

블루수소는 그레이수소와 같은 방식으로 수소를 생산하지만, 이산화탄소를 포집하거나 저장하는 기술을 이용하여 배출량을 줄인다.

그린수소는 재생에너지를 통해 얻은 전기로 물을 전기분해하여 수소를 생산하는데, 이때 이산화탄소를 전혀 배출하지 않는다.

 

수소에너지의 친환경성은 어떻게 평가할 수 있는가?

수소에너지의 친환경성은 수소의 생산과 사용 과정에서 배출되는 탄소의 양으로 평가할 수 있다. 탄소의 배출량이 적을수록 수소에너지는 더 친환경적이라고 할 수 있다. 따라서, 그레이수소는 가장 비친환경적이고, 그린수소는 가장 친환경적인 수소에너지라고 할 수 있다.

 

수소에너지의 장점과 활용 분야

수소에너지의 장점

수소에너지의 장점은 다음과 같다.

수소에너지는 청정 에너지원으로서 지구온난화와 이상기후 현상을 막는 탄소중립의 핵심이다.

수소에너지는 수소와 연료전지만 있다면 전기에너지가 사용되는 모든 분야에 쉽게 적용할 수 있다.

수소에너지는 대용량·장시간 저장과 장거리 운송이 가능하므로 에너지 안보와 공급 안정성을 확보할 수 있다.

수소에너지는 수소 밸류체인을 통해 산업과 경제의 활성화와 일자리 창출을 촉진할 수 있다.

 

수소에너지의 활용 분야

수소에너지의 활용 분야는 다양하다. 대표적인 예로는 다음과 같은 것들이 있다.

수소전기차 : 수소연료전지를 통해 전기를 생산하고, 모터를 돌려 차량을 구동하는 차량이다. 배출물은 물밖에 없으므로 환경에 친화적이고, 충전 시간이 짧고, 주행 거리가 길다는 장점이 있다.

수소열전기공급시스템 : 수소연료전지를 통해 전기와 열을 동시에 생산하고, 이를 공급하는 시스템이다. 발전 효율이 높고, 에너지 손실이 적으며, 에너지 자립이 가능하다는 장점이 있다.

수소발전소 : 수소를 연소하거나 수소연료전지를 통해 전기를 생산하는 발전소이다. 화석연료를 사용하지 않고, 이산화탄소를 배출하지 않으므로, 친환경적이고, 재생에너지와의 연계가 용이하다는 장점이 있다.

 

수소에너지의 도전과제와 해결 방안

수소에너지의 도전과제

수소에너지의 도전과제는 수소의 생산, 저장, 운송, 사용에 관련된 기술의 발전과 비용의 절감이다.

수소의 생산 : 수소는 다양한 방법으로 생산할 수 있지만, 대부분의 방법은 비용이 높고, 에너지 손실이 크고, 환경오염 물질을 배출한다. 특히, 친환경적인 그린수소의 생산은 재생에너지의 부족과 전기분해의 낮은 효율로 인해 어려운 상황이다.

수소의 저장 : 수소는 가장 가벼운 원소로서, 기체 상태에서는 부피가 크고, 액체 상태에서는 온도와 압력을 낮춰야 하므로, 저장하는데 많은 에너지가 필요하다. 또한, 수소는 다른 물질과 쉽게 반응하므로, 저장 용기의 내구성과 안전성을 확보하는 것이 중요하다.

수소의 운송 : 수소는 저장과 마찬가지로 운송하는데도 많은 에너지가 필요하다. 수소를 액화하거나 압축하면 운송 효율을 높일 수 있지만, 이 과정에서 에너지 손실이 발생한다. 또한, 수소를 운송하는 파이프라인이나 탱크로리 등의 인프라가 부족하다.

수소의 사용 : 수소를 사용하는 수소연료전지는 전기와 열을 동시에 생산할 수 있지만, 수소연료전지의 성능과 내구성을 향상시키고, 비용을 절감하는 것이 필요하다. 또한, 수소를 사용하는 수소전기차나 수소발전소 등의 시장 확대와 수요 증대를 위한 정책적인 지원이 필요하다.

 

기술의 한계점의 극복방안

현 한계를 극복하기 위한 방안은 수소연구개발과 수소인프라 구축에 대한 정부와 민간의 투자와 협력이 필요하다.

수소연구개발 : 수소의 생산, 저장, 운송, 사용에 관련된 기술의 발전을 위해, 정부와 민간은 수소연구개발에 대한 장기적이고 지속적인 투자와 지원을 해야 한다. 특히, 친환경적이고 경제적인 그린수소의 생산 기술과 수소연료전지의 성능과 내구성 향상 기술에 초점을 맞춰야 한다 .

수소인프라 구축 : 수소의 안전하고 효율적인 저장과 운송을 위해, 정부와 민간은 수소인프라의 확충과 개선에 힘써야 한다. 수소를 액화하거나 압축하는 시설과 수소를 운송하는 파이프라인이나 탱크로리 등의 인프라를 구축하고, 수소의 품질과 안전성을 보장하는 기준과 제도를 마련해야 한다 .

수소시장 활성화 : 수소의 다양한 활용 분야와 수요 증대를 위해, 정부와 민간은 수소시장의 활성화에 노력해야 한다. 수소를 사용하는 수소전기차나 수소발전소 등의 시장을 확대하고, 수소의 가격과 성능을 개선하고, 수소에 대한 사회적 인식과 수용성을 높이는 정책과 홍보를 진행해야 한다 .