[월간수소경제 박상우 기자]수소차에는약2만4,000개의부품이들어간다. 이는약3만개가들어가는내연기관차보다적고약1만9,000개가들어가는순수전기차보다많다. 수많은부품중수소저장용기는연료인수소를저장하고연료전지에수소를공급하는핵심부품으로, 연료전지스택다음으로가격비중이높다. 특히700bar에이르는고압으로압축한수소를저장하고공급하는만큼안전성과신뢰성이어느부품보다중요하다. 수소저장용기는크게기체수소를고압(350~700bar)으로압축해저장하는고압저장용기(Compressed Hydrogen Storage, CHS)와수소를–253℃로냉각해액체상태로저장하는액체수소저장용기(Liquid Hydrogen Storage, LHS)로나뉜다. LHS는동일한부피에서CHS보다상대적으로많은양의수소를저장할수있지만일부액화된수소가기체화되고이를막기위해액화온도를일정하게유지하는기술이필요한데, 기술의난이도가높아기술적·경제적측면에서CHS가많이사용되고있다. CHS는고압으로압축된수소가스를저장하는용기인라이너(liner) 재질, 구성, 강도등에따라4가지형태로구분된다. 타입(Type)1은오직강철로만제작된용기이며, 타입2는강철로제작된용기몸통부분일부에유리섬유를적용해타입1보다중량을다소경량화했다. 타입3는용기재질을타입1, 2와달리경…
[월간수소경제 이종수 기자]대규모발전소와송전선로건설관련사회적갈등(동해안-수도권간HVDC, 당진화력-신송산345kV 송전선건설등)과비용이증가하고있다. 태양광·풍력등변동성재생에너지증가로전력계통의불안정성이증가하고안정적인전력수급에도어려움이발생하고있다. 이러한문제를해결하기위해등장한것이분산에너지와 섹터커플링이다. 분산에너지는소규모발전소중심의분산형발전으로지역내에서에너지를생산・소비하는것을말한다. 전기사업법에는전력수요지역인근에설치해송전선로의건설을최소화할수있는40MW 이하의모든발전설비또는500MW 이하의집단에너지, 구역전기, 자가용발전설비로정의되어있다. 분산에너지가활성화되면대규모송전·발전소가필요하지않고, 발전원의분산화에따라중앙계통에문제가발생하는경우독립적인에너지의생산·소비가가능해전력공급의안정성을제고할수있다. 또‘전력-비전력부문간결합’을뜻하는‘섹터커플링(Sector-Coupling)’은분산에너지의한요소로, 재생에너지잉여전력을해소할수있는기술이다. 이는 발전부문의잉여전력을열(P2H), 가스(P2G), 운송(V2G) 부문의에너지와결합해필요할경우상호전환・활용하는기술이다. P2H(Power to Heat)는재생에너지잉여전력을전기보일러·히트펌프등을활용해열에너지로전환, 난방사용자에게공급하거…
[월간수소경제 성재경 기자]산업부가올해추진하는수소신규과제중에주목할분야가있다. 바로‘수소혼입’이다. 혼입(混入)은기존연료를이송하는배관에적정량의수소를섞는것을이른다. 블루수소나그린수소를 도시가스배관에혼입하면탄소배출량을줄이는데일조할수있다. 올해시작되는수소혼입과제는크게두가지다. ‘수소혼입도시가스배관수소취성평가및수명예측안전기술개발·실증’에55억원, 통합형 과제 ‘도시가스배관망수소혼입전주기안전성검증기술개발·실증등’에225억원이투입된다. 사업기간은2025년까지3년으로잡혀있다. 올해는도시가스배관의수소호환성과안전성검증연구개발에착수하고, 한국가스공사가보유한평택LNG인수기지에시험설비를구축할예정이다. 이를기반으로내년부터는본격적인실증에들어간다. 수소혼입량은최대20%로보고있다. 기존배관의수소취성문제를확인하고배관의열화, 가스누출여부등을확인하게된다. 또금속안에수소가흡수되어금속의기계적성질이취약해지는수소취성문제나수명감소등을확인하게된다. 여기서나온결과물을토대로2026년에는도시가스사업법개정을통해배관시설교체에필요한지원근거를마련하고수소혼입사업을제도화하는것을목표로하고있다. 유럽·영국등수소혼입실증활발 수소혼입에대한연구와논의는오래전부터있어왔다. EU의지원을받아네덜란드의가스니리서치(Gasunie…
[월간수소경제 박상우 기자]SK이노베이션은2022년6월미국암모니아기반연료전지시스템전문기업인아모지(Amogy)에3천만달러를투자하고기술협력에나선다고밝혔다. 아모지는지난2020년11월에설립된스타트업으로미국매사추세츠공대(MIT) 출신의박사급인력들이경영과R&D를주도하고있다. 본사는미국뉴욕주브루클린에있다. 아모지는암모니아탱크, 암모니아개질기, 연료전지가소형으로일체화된시스템을제작해트랙터, 드론등산업용운송수단에적용하는연구를중점적으로벌이고있다. 아모지는5kW급드론, 100kW급트랙터에암모니아기반연료전지시스템을적용한실증테스트를마쳤으며올해까지트럭과선박등대형산업용모빌리티수단에도해당기술을적용할계획이다. 향후500kW급의암모니아기반연료전지단일제품과이를모듈화해5MW를발전할수있는기술개발에나선다는방침이다. 최근아모지가놀라운소식을전했다. 아모지는지난1월17일(현지시간) 미국뉴욕주스토니브룩대학교주행시험장에서자사암모니아연료전지시스템을장작한독일다임러트럭AG 산하미국대형트럭전문기업인프레이트라이너(Freightliner)의클래스8 트럭카스카디아(Cascadia) 주행시험에성공했다고밝혔다. 클래스8 트럭은차량총중량이약15톤에이르는미국최대규격의대형트럭으로, 영화트랜스포머의주인공인옵티머스프라…
[월간수소경제 박성호 객원기자]산업혁명이후에과학기술의급진적인발전으로인간의생활은더욱편리하고풍요로워졌으며, 의학기술발전은인간의수명을농경사회대비2배이상증가시켰다. 하지만산업기술의발전으로인한환경오염및지구온난화때문에지구수명은점차줄어드는것으로보인다. 이러한심각성을인지하고2015년‘제21차유엔기후변화협정당사국총회’에서파리협정을통해국가별온실가스감축목표(580억CO2톤)를설정했지만지구온도1.5℃ 상승제한에많은어려움이있다. 인류는이제산업화이후에지속적으로사용한화석연료와결별하고지속가능한사회를이룩하기위한친환경적에너지원사용노력을하고있다. 석유와석탄중심의에너지소비구조는재생에너지와무탄소 연료인수소・암모니아등으로재편되어갈전망이다. 이에따라정부는‘탄소중립2050 시나리오’와‘재생에너지3020 이행계획’을통해친환경에너지로전환해지속가능한사회구축에노력하고있다. 대용량・장주기수소저장기술‘액체수소’ 재생에너지원은바람, 태양, 파도등과같은자연현상으로부터지속가능한청정에너지를생산할수있기에전세계적으로재생에너지원의사용은급격히증가하고있다. 특히재생에너지원에서생산된전력은수전해기술을통해무탄소연료인수소와암모니아등을생산할수있기에더욱이들의수요가증가할전망이다. 하지만재생에너지원은기상조건에따라출력이간헐적이고지리적…
[월간수소경제 성재경 기자] 숀펜이주연으로나온영화‘21그램’은영혼의무게에대한이야기를담고있다. 문득궁금해졌다. 영혼의무게까지는아니어도수소의무게는어떻게재는걸까? 수소는주기율표1족1주기에속하는지구상에서가장가벼운원소에든다. 원자량은1.00794g/mol, 밀도는0.08988g/L에불과하다. 수소원자2개가결합된분자(H2)로존재하는수소기체의무게를재는데는특별한계측기가필요하다. “코리올리질량유량계로잽니다. 국내수소충전소에선레오닉(Rheonik)이나코볼드(Kobold) 같은독일회사제품을주로쓰고있죠. 충남규제자유특구에서수소충전실증을진행했고신기술(NET) 인증도받았지만, 제품을시장에유통하기가쉽지가않네요.” 분자량이작은수소는영하40℃에이르는저온에서700기압에이르는고압으로충전이된다. 바로이수소기체의질량을측정하는코리올리유량계(모델명SCF-3000)를개발한서진인스텍을찾았다. 역삼각형센서튜브로‘동일성’ 구현 코리올리(Coriolis)는프랑스수학자의이름이다. 물리학시간에‘코리올리효과’란말을한번쯤들어봤을것이다. 지구의자전운동덕분에직선으로던진공은원심력을받아한쪽으로휘게된다. 코리올리유량계는이현상을유체의질량측정에활용한계측기를이른다. “역삼각형으로생긴이장비가유량을측정하는센서입니다. 수소질량을재…
[월간수소경제 이종수 기자]천연가스, LPG 등과같은화석연료에서생산되는추출수소는생산과정에서이산화탄소가발생해‘그레이수소’라고불린다. 현재국내구축중인수소생산기지는천연가스개질방식으로, 수소1톤을생산하는데10톤정도의CO2가배출되는것으로알려져있다. 배출된이산화탄소는별도처리과정이없으면대기중으로방출된다. 국가탄소중립목표를실현하기위해선수소생산과정에서나오는이산화탄소처리가시급한문제로대두됐다. 블루수소가부상한배경이다. 블루수소는CCS(탄소포집·저장) 기술을활용해수소생산과정에서발생하는이산화탄소를제거한수소로, CO2-free(무탄소) 수소인재생에너지기반그린수소양산이가능할때까지확산될전망이다. 블루수소정책방향 정부는지난2021년11월‘청정수소공급체계전환’을핵심으로하는‘제1차수소경제이행기본계획’을발표했다. 2050년연간2,790만톤의수소를100% 청정수소(그린·블루수소)로공급하고, 국내생산은물론우리기술·자본으로생산한해외청정수소도입으로청정수소자급률을60% 이상확대할계획이다. 이를위해재생에너지와연계한수전해실증을통해대규모의그린수소생산기반을구축해2030년25만톤(3,500원/kg)에서2050년300만톤(2,500원/kg)으로그린수소생산을확대한다. 블루수소는2030년75만톤, 2050년까지…
[월간수소경제 박상우 기자] 2023년도예산안이오랜진통끝에국회본회의를통과했다. 국회를통과한2023년도예산안은당초정부안인639조419억원보다3,142억원줄어든638조7,276억원이다. 증액은약3조9,000억원, 감액이약4조2,000억원이었다. 총지출규모가국회심사과정에서순감으로전환한것은2020년도예산안이후3년만이다. 이중수소분야관련예산을살펴보면먼저환경부는수소차보급사업예산을전년대비39.4% 늘어난6,334억원, 수소충전소설치보조사업예산으로1,896억원을편성했다. 이외에도△수력활용그린수소생산사업△바이오가스활용청정수소생산시설설치사업등도추진한다. 산업부는말레이시아와UAE에서국내기업들이추진중인해외청정수소·암모니아생산및도입기반구축사업에40억원을투입하고수소산업진흥기반구축사업예산을지난해51억원에서올해82억원으로확대편성했다. 아울러△수소유통기반구축사업△액화수소검사기반구축사업△연료전지플랫폼구축등지난해지원한사업을올해도지원할계획이다. 해수부는해양재생에너지연계그린수소생산기술개발관련예산을지난해보다2배가량확대한65억원을편성했다. 또탄소중립항만사업과수소·재생에너지를항만에도입하는사업예산을각각24억원과15억원으로확대했다. 이와함께각지자체에서추진중인수소분야관련사업예산도편성됐다. 광역지자체중심으…
[월간수소경제 박상우 기자] 연료와공기따위의산화제를연소실에서연소시켜에너지를얻는기관을내연기관이라고부른다. 내연기관은작고가볍게만들수있는데다열효율이높고연소소비율이낮다. 또운전취급과시동정지가쉽고시동후전부하(큰출력)에이르는시간이짧다. 그래서내연기관은오랜기간각종기계장치의독보적인동력원역할을담당해왔다. 그러나최근전세계가탄소중립을달성하기위해탄소배출이많은내연기관을퇴출하려한다. 실례로2022년10월유럽연합(EU)은2035년부터27개회원국에서가솔린등내연기관차판매를금지하는방안을확정했다. 이에따라완성차업체들은2030년까지신차탄소배출량을2021년대비55% 줄이고2035년부터는신차탄소배출량을100% 감축해야한다. 또영국은2030년부터내연기관차판매를, 2035년부터는내연기관을탑재한하이브리드카판매를전면금지한다. 미국캘리포니아주와뉴욕주, 캐나다퀘벡주는2035년부터내연기관차판매를전면금지하기로했다. 여기에국제해사기구(IMO)와국제민간항공기구(ICAO)가탄소배출규제를강화하고있다. 총톤수400톤이상의선박으로서국제항해에나서는선박은기관출력제한장치또는에너지효율개선장치등을통해선박에너지효율지수(EEXI) 기준치를충족시켜야하며, 저탄소연료사용, 최적항로운항등을통해탄소집약도지수(CII) 기준치를만족시켜야한다.…
[월간수소경제 박상우 기자] 2021년7월14일유럽연합(EU) 집행위원회는2030년까지탄소배출량을1990년수준대비55% 감축하기위한입법안패키지인‘Fit for 55’를발표했다. ‘Fit for 55’는탄소가격결정관련입법안4개, 감축목표설정관련입법안4개, 규정강화관련입법안4개와포용적전환을위한지원대책인사회기후기금으로구성됐다. 이중핵심은바로‘탄소국경조정제도(CBAM, Carbon Border Adjustment Mechanism)’ 도입이다. CBAM은환경규제가약한EU 역외국에서생산된제품이EU 역내로수입되면탄소함유량에따라EU 탄소배출권거래제(ETS)에기반해탄소가격을부과·징수하는제도다. EU 집행위원회는지난2019년12월에발표한‘유럽그린딜(European Green Deal)’에따라탄소배출을감소시키고자역내환경규제를강화했다. 강화된규제를준수하고자저탄소제품생산을위한설비투자가잇따르면서EU 역내기업들의생산원가가상승해해당기업들이생산시설을환경규제가취약한지역으로이전하는등의상황이발생했다. 즉탄소배출이많은기업이환경규제가적은국가로생산기지를이전해온실가스배출규제효과를낮추는‘탄소누출’ 현상이나타났다. EU 집행위원회는EU 역내기업들이역외국대비불공정한상황에노출되는것으로보고, 파리…