[월간수소경제 이종수 기자] 바이오가스는음식물류폐기물, 가축분뇨, 하수찌꺼기, 동·식물성잔재물등유기성폐자원이공기가없는상태에서미생물에의해분해(혐기성소화)되는과정에서생성되는가스로 메탄(50~65%), 이산화탄소(25~50%), 소량의수소·황화수소등으로구성된다. 유기성폐자원반입후전처리공정에서이물질을제거하고파쇄하면혐기성소화조에서바이오가스가생성되어정제(메탄순도99% 이상) 과정을거쳐이용된다. 그간유기성폐자원의90% 이상은사료나퇴·액비로처리되어 왔고, 나머지는바이오가스화하여활용되고있다. 그러나사료화는감염병·동물복지등의문제가있고생산된사료의수요처도적어적치되거나폐기되는사례가많았다. 또퇴·액비화는경작지감소등으로인한수요처부족과불법투기, 과다살포로인한토양과수질등의2차오염문제가야기되어왔다. 유기성폐자원에서생산된바이오가스는가스·열·발전중심으로활용되고있고, 일부는 미활용되어연소처리되기도한다. 환경부의국내바이오가스생산·이용현황자료를보면2020년바이오가스생산량(3억6,232만N㎥) 중전력판매4,985만N㎥(13.8%), 스팀생산3,800만N㎥(10.4%), 가스공급1억12만N㎥(27.6%), 자체이용(바이오가스시설내소화조가온, 슬러지건조등에활용) 1억1,364만N㎥(31.4%) 등총3억…
[월간수소경제 성재경 기자] 블루에프씨(BlueFC)는지난3월도쿄빅사이트에서열린‘FC 엑스포’에20kW급연료전지시스템을출품했다. 바로그곳에서황용신대표이사를만났다. 그는과거연료전지스택을개발·제작하는스타트업을운영한이력이있다. “2021년에PHC그룹의투자를받아서연료전지시스템사업에새롭게도전하고있습니다. 10kW급건물용연료전지는1차개발을마치고KC 인증을준비하고있어요. 이번에모빌리티용20kW급제품개발을완료해서FC 엑스포에처음공개한셈이죠. 향후계획은100kW급시스템개발입니다. 귀국해서열심히해야죠.” 탄소분리판적용한20kW급연료전지시스템 황용신대표를서울금천구가산동에있는블루에프씨기술디자인센터에서다시만났다. 20kW급연료전지시스템은일본에서아직도착하지않았다. 대신10kW 정치형스택(최대출력20kW급)이입구에전시돼있었다. 같은급의금속분리판스택에비해크기가크다. 탄소분리판이들어가는정치형스택의특징이라할수있다. 블루에프씨는그라파이트(흑연) 계열의탄소분리판을쓴다. 카본파우더, 수지, 컴파운드를넣고압착해서찍어낸분리판으로금속분리판보다확실히두껍다. “자동차용스택에들어가는금속분리판에비해우리제품은1.2~1.4T(mm) 정도로거의두배가두꺼워요. 대신금속분리판은부식에대한우려가있지만, 탄소분리판은소…
[월간수소경제 이종수 기자] 기체수소를극저온 상태(-253℃)로냉각해액화한액체수소는기체수소와비교해저장·운송측면에서우수해미래수소경제의게임 체인저로써버스, 트럭등의수소상용차보급촉진과국가간대량수소운송을위한핵심수단으로주목받고있다. 전세계적으로미국, 독일, 프랑스, 일본, 중국등의국가에40여개(하루410톤급)의상용급액화수소 플랜트가건설되었고 린데(독일), 에어리퀴드(프랑스), 에어프로덕츠(미국) 등3대메이저산업용가스기업들만상용화기술을확보한상태다. 이미미국, 일본, 독일등은250개소이상의액체수소충전소를운영하는등액화수소를중심으로수소생태계를확장하고있다. 그간국내는액화수소 플랜트가전무했다. 이제국내도액화수소불모지가아니다. 올해창원, 울산, 인천등3곳에서연간최대4만톤규모의액화수소 플랜트가준공되어액체수소생산을시작하기때문이다. 상용차·액화수소‘쌍두마차’ 달린다 정부는지난해11월‘제5차수소경제위원회’를통해발전·수송분야에서대규모수소수요를창출하겠다고밝힌바있다. 수송분야에서는2030년수소상용차3만대및액체수소충전소70개소보급목표를제시했다. 이를위해수소버스·트럭의구매보조금을확대하고, 지자체대상수소버스·충전소보급지원시범사업, 경찰버스의수소버스전환, 수소버스취득세감면및고속도로통행료…
[월간수소경제 성재경 기자] 경기도화성시동탄에있는라이트브릿지(Light Bridge)를찾는다. 작년에받은‘경기도유망에너지기업’ 현판이맨먼저눈에든다. 지난2012년4월에창업했으니스타트업으로보기는어렵다. 플라즈마표면처리기술을기반으로12년째알칼라인, PEM(고분자전해질막) 수전해시스템을개발해온기술전문기업이다. “중소기업진흥공단의청년창업사관학교지원금을받아서광교에처음회사를차렸어요. 라이트브릿지란사명도‘광교’에서따왔죠.” 즉흥적으로지은이름같은데제법잘어울린다. 김종훈대표는대학에서수소기술을처음접했다. 아주대에너지시스템학부에서플라즈마를이용한금속수소분리막제조에관한국책과제를수행한경험이있고, 이후이기술을기반으로창업에도전했다. “광교(光敎)의교가‘가르칠교’라는건나중에알았어요. 교(敎)자가붙어서그런지대학이나연구실에서스택을많이사갔죠. 우리제품의효율이정말좋거든요.” 네팔의카트만두공대에서도제품을구매했다. 현재알칼라인수전해스택으로수소를생산해서수소전기차에충전하는일종의스마트수소충전기인‘H2 스테이션’을제작하고있다. 4월에시제품이나오는대로네팔로보낼예정이다. 10kW 스택기반모듈화진행 아파트형공장내부를돌아본다. 복층사무실아래에스택·시스템조립실이있다. 이외에도마이크로웨이브플라즈마를활…
[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]수소유통전담기관인한국가스공사자료에따르면국내수소(부생・추출) 생산량은연간약203만톤으로, 주로대규모석유화학단지가있는울산, 서산(대산), 당진, 여수에서생산된다. 정유사와석유화학사의생산물량이87%를차지하며, 정유사에서생산된수소는대부분자체소비된다. 전체생산량203만톤중국내수소유통량은연간66만톤으로대부분석유화학의수소(36만톤)가유통되며, 약20만톤은수소유통사를통해공급된다. 수소유통방식은배관(인근거리)과튜브트레일러(산업・수송용)를활용하고있다. 정부가지난2021년11월발표한‘제1차수소경제이행기본계획’에따르면수소수요량은수송용뿐만아니라기존산업용과발전용으로확대되어2030년390만톤, 2050년2,790만톤으로예상된다. 이에따라수소의수급안정과적정가격유지및공정한유통질서확립이중요하다. 정부는지난2020년7월수소법제34조에근거해한국가스공사를수소유통전담기관으로지정했다. 수소유통전담기관의역할 수소유통전담기관은△유통및거래에관한업무△적정가격유지에관한업무△수급관리에관한업무△공정한유통질서확립을위한감시·점검·지도및홍보△생산설비및충전소등이용설비운영정보의수집·제공등을주요업무로한다. 그중적정가격유지와안정적인수급관리가핵심사업으로꼽힌다. 수소법시행령제60조에는수소수급계…
[월간수소경제 성재경 기자] 국내건물용연료전지시장은5kW가주력이다. 에스퓨얼셀만해도5kW로지난2016년에KS 인증을받았고, 작년9월에는5kW급으로유럽CE 인증을받았다. 코멤텍이이시장에도전장을냈다. 현재10kW 시제품을개발하고KC 인증절차를밟고있다. “작년에수소법개정안이통과되고나서인증기준이많이바뀌었어요. KC(Korea Certification, 국가인증통합) 인증이의무화되면서한국가스안전공사와세부기준을놓고논의를이어가고있죠. 작년여름에신청을했는데, 올상반기에는인증이가능하리라보고있어요. 수소법개정후건물용연료전지로는첫KC 인증타이틀이될가능성이높죠.” 코멤텍의김성철대표가자신감을드러낸다. 현대모비스가지난해11월에이동형연료전지분야에서국내최초로KC 인증을받았다. 지게차에들어가는연료전지파워팩이라건물용연료전지와는거리가있다. 자체기술로MEA 생산 전남영광에있는코멤텍은ePTFE 강화복합막제조사다. 연료전지분리막의핵심소재인PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 멤브레인원천기술을보유하고있다. 미국, 일본에이어세계에서세번째로이기술을개발해양산에성공했다. “2021년12월에홍콩에본사를둔H기술유한회사와200만달러규모의강화복합막공급계약을맺었어요. 그물량을다소화하고나서작년12월에200만달러공급계…
[월간수소경제 박상우 기자] 정부는2022년11월에열린‘제5차수소경제위원회’에서대규모수소수요를창출하기위해수소상용차보급대수를2022년211대에서2025년5,000대, 2030년3만대로늘려나간다는계획을세웠다. 그일환으로올해수소상용차목표보급대수를지난해보다3배가까이늘어난920대로설정했다. 920대중수소버스는700대로지난해340대보다2배가량증가했다. 이중시내버스를지난해보다100대많은400대, 광역버스를7배많은300대보급할계획이다. 대당국고보조금은시내버스가올해1억5,000만원에서2억1,000만원으로, 광역버스는2억원에서2억6,000만원으로늘었다. 대신동일하게1억5,000만원이지급됐던지자체보조금을 9,000만원으로낮췄다. 또시내버스보급의지가높은지자체를대상으로정부와민간이협력해버스공급과수소충전소구축을집중적으로지원하는시범사업을추진한다. 경찰버스의경우2022년말부터내용연수(8년)가도래한차량부터교체하고지역별충전소와연계해보급할계획이다. 2025년까지565대가내용연수를넘길것으로예상된다. 여기에△고상버스취득세감면대상포함△광역버스차고지에액체수소충전소설치△수소버스고속도로통행료한시감면연장△수소버스에한해전세버스운송사업의신규등록및증차허가검토등을추진해수소버스보급을촉진한다. 정부는지난해…
[월간수소경제 성재경 기자] 한국동서발전에서운영하는당진화력발전소를찾은길이다. 높다란굴뚝에서흰연기가뭉게뭉게피어나는당진화력5호기인근에실증부지가있다. 지난2017년10월에실증을위해준공된‘1MW CO2 분리막’ 바로앞에효진오토테크의‘플라즈마탄소자원화설비’가들어서있다. 석탄화력발전소에서나온배연가스에서CO2를포집한후메탄과함께마이크로웨이브플라즈마에반응시켜합성가스를생산하는PCCU(Plasma Carbon Conversion Unit)가설치돼있다. 이산화탄소를메탄과같이플라즈마에반응시키면수소(H2)와일산화탄소(CO)로구성된합성가스가만들어진다. 합성가스로에탄올이나메탄올을만들수있다. PSA(압력스윙흡착) 설비로정제해서수소를생산할수있고, CO 자체도화학원료로쓰임이있다. 하지만이곳은‘테스트베드’다. 플라즈마반응기를통해나온기체는PSA를거쳐뒤쪽에따로설치된플레어스택에서바로연소시킨다. PCCU 컨테이너로하루800kg 수소생산 효진오토테크에서환경에너지사업을총괄하고있는장봉재사장이현장안내를맡았다. PSA 설비앞에마련된미끄럼틀높이의철제계단이전망대구실을한다. 가로67m, 세로32m 정도되는2,200㎡(약670평) 부지에각종설비가들어서있다. 한국에너지기술연구원이구축한키어솔(KIERSOL)…