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그린 수소 생산 앞당길 기술 개발
Jan 10, 2022 ... 수소에너지를 얻는 화학식은 간단하다. '2H2(수소)+O2(산소)→ 2H2O(물)' 수소 분자 두 개가 산소 ...
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수소생산에서 활용까지, 수소경제에서 찾는 기회 - KPMG 한국
삼정KPMG 경제연구원은 삼정Insight 제79호 『수소생산에서 활용까지, 수소경제에서 찾는 기회』를 발간합니다.
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연료전지와 수소생산
Sep 6, 2022 ... 또한 반응에서 생성된 화학물질 중에서 수소만 걸러내고 저장을 해야 된다. 연료전지의 화학반응 결과물은 물 밖에 없으므로 청정 에너지인 것은 틀림없다 ...
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대규모 수소 생산 및 수송 방안
기존 그레이수소 생산 공정. 지금까지 우리는 다양한 산업이 필요로 하는 수소를 화석연료—그중에서도 천연가스—에 의존. 해서 생산해왔으며, 이렇게 생산된 수소를 ...
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원자력 수소 정책 및 산업 동향 - 2022.05
국내·외 수소생산 기반 확보를 통해 안정적인 수소 공급망을 구축할 것임을 시사. 국내에서는 탄소중립 달성 및 에너지 안보 강화의 관점에서 원자력을 활용한 수소 ...
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청정 수소생산 기술과 원자력의 활용 가능성('22.5월호) : 네이버 블로그
Jun 17, 2022 ... ③ 현재 세계 수소생산의 80%(2020년 기준)가 화석연료를 이용한 그레이수소로서, 수소 생산과정에서 탄소를 배출한다는 점이 문제.
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![[궁금한 THE 이야기] ① 수소는 에너지를 어떻게 만들어 낼까 ... 사진](https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRvV3k_BAXnAuH8ZKIKIuXxtW8nVdQqGhrOToOn15eA3k2OrkfLDV9lyS0)
[궁금한 THE 이야기] ① 수소는 에너지를 어떻게 만들어 낼까 ...
Jun 21, 2022 ... 우주에서 가장 풍부하게 존재하는 원소는 바로 '수소(Hydrogen)'. 오늘날 전 세계적으로 탄소중립을 위해 공해물질을 배출하지 않고 화석연료 대비 ...
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![유럽 수소 산업의 중심, 로테르담 사진]()
유럽 수소 산업의 중심, 로테르담
2023.02.01
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![수소생산에서 활용까지, 폴란드 수소경제에서 찾을 수 있는 기회는? 사진]()
수소생산에서 활용까지, 폴란드 수소경제에서 찾을 수 있는 기회는?
2022.11.23
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![인도, 그린수소 생산 허브로 도약 추진 사진]()
인도, 그린수소 생산 허브로 도약 추진
2022.11.02
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![주요 국가들 수소 생산 보조금 일제히 도입 사진]()
주요 국가들 수소 생산 보조금 일제히 도입
2023-01-09
미국, EU 와 주요 국가들 올해부터 수소생산 보조금 지급
미국은 IRA 에 수소 생산에 대해 최대 3 달러/kg 의 생산세액 공제를 올 해부터 적용한다. EU도 그레이 수소와 그린수소의 생산단가 차이를 올 해부터 보조해준다. 독일은 이에 추가해서 해외에서 수입하는 그린수소에 대한 별도의 생산 보조금을 지급한다. 캐나다, 인도, 노르웨이, 일본도 상반기 중으로 수소생산과 관련한 보조금을 도입한다고 발표했다. 중국은 수소생산 확대를 가장 빠르게 추진하고 있다. 업계는 중국의 2023 년 수소 생산을 위한 수전해 설비 신규설치를 약 2~3GW수준으로 보고 있다.2022년말까지 글로벌 전체 수전해 설비의 누적 설치량은 약 2.5GW 수준인 것으로 추산된다.
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수소 생산
2021
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친환경 CO2-free 수소생산 활성화를 위한 정책연구
2019
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미생물을 이용한 수소 생산 기술
- 미생물을 생촉매로 이용하는 수소생산에는 여러 가지 기술이 존재, 조류가 빛을 받아서 광합성 작용에 의해 산소와 동시에 수소를 발생하는 기술과 유기물로부터 혐기 발효나 광합성 발효에 의해 수소를 생산하는 기술 등 [1]
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고압수소생산용 수전해 제조기술
- 순수한 물로부터 전기분해에 의해 수소를 제조하는 고분자 전해질 막을 이용한 수전해(polymer electrolyte membrane electrolysis, PEME) 방식 [1]
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나노구조 광촉매를 이용한 고효율 수소생산 기술
- 나노구조의 광촉매를 이용하여 수소생산의 고효율을 도모하는 기술로, 광촉매란 반도체 물질의 한 형태로써 빛 에너지가 가해질 때 물을 분해하여 수소를 생산하는 광화학반응기술에 쓰임 [1][2]
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원자력 이용 수소에너지 대량생산 기술
섭씨 950도의 높은 온도를 내는 특수한 원자로인 초고온 가스로(VHTR)를 이용해 물을 분해한 뒤 대량의 수소를 생산하는 기술 [1]
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![일본, 수소‧ 암모니아 공급망 투자 촉진‧수요 확대 방안 발표 사진]()
일본, 수소‧ 암모니아 공급망 투자 촉진‧수요 확대 방안 발표
2022-04-14
□ 경제산업성 탈탄소연료정책소위원회는 4.18 개최된 합동회의에서 수소·암모니아 공급망 투자 촉진·수요 확대 방안 등에 대해 논의 내용을 발표(’22.4.)
º 수소·암모니아는 '50년 탄소중립(CN) 달성을 위해 필수불가결하며, 지금부터 다양한 수요에 대한 공급망을 구축함으로써 대규모 상용화 대비가 필요
- 공급 비용 감축을 위해서는 일정 규모를 확보해야 하므로, 당분간은 '30년 목표달성(300만 톤/년)에 필요한 새로운 공급망 구축 계획이 필요
- 앞으로는 공급망 구축 및 인프라 정비에 따라 시장이 성장하여 재생에너지 도입 확대 및 기술 혁신 등으로 공급 비용이 감축될 것으로 기대
- 상황 변화에 따라 계획을 정기적으로 재검토하여 최종적으로는 수소·암모니아 시장의 자립 형성을 목표로 추진 필요
º 발전 분야 뿐 아니라 FC* 트럭이나 선박 등도 포함한 수송 분야, 산업 분야에서의 연료 이용, 철강이나 화학에서의 원료 이용 등 다양한 수요가 존재
* Fuel cell : 연료의 산화에 의해서 생기는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 전지로 친환경적인 에너지
- 이러한 가운데 수요를 한정하여 지원을 할 경우, 특정 분야에서의 효율적인 수요 창출이 기대되지만, 다양한 공급망 및 수요 창출이 어려울 수 있음
- 한편, 용도를 특정하지 않고 지원하는 경우, 규모의 경제를 최대한 활용한 비용 절감 효과가 기대
- 하지만 수소의 그리드 패리티*가 다르기 때문에 공평성이 보장되지 않고 제도가 복잡해지는 문제가 발생할 수 있음
* 대체에너지의 단가가 일반 전력회사(화석연료 등)에서 전력을 구입하는 가격보다 작거나 동등한 수준의 비용으로 공급받을 수 있는 상황
- 전체적으로 수급 균형을 잡고 사업자에게 적절한 인센티브를 제공하면서 공급망을 구축하지 않으면 공급 균형이 무너져 시장이 형성되지 않을 수 있음
º 수소·암모니아의 상용 공급망에 대한 투자를 촉진하기 위해서는 수소 공급 사업에 따른 각종 위험에 올바르게 대처하여 사업 안정화가 필요
- 수소·암모니아의 시장이 미성숙하고, 기존 연료에 비해 고비용
- 수소 공급 사업의 사업 수익 및 초기 투자 회수의 예견성에 크게 영향을 주는 두 가지 리스크*에 대한 방안이 필요
* ① 가격 리스크(판매가격이 낮고, 제조비용을 감당할 수 없는 리스크)
② 양적 리스크(판매량이 적어 설비투자를 회수할 수 없는 리스크)
º 공적 재원을 사용하는 경우, 정책 목적 달성을 위한 국민 부담의 최소화를 도모하는 것은 필수
- 이를 위해서는 수소·암모니아 공급 사업자에게 공급 비용 감축 등을 지속적으로 촉진해 나갈 수 있는 메커니즘이 필요
- 구체적인 대응으로서는 비용 목표나 보조 상한액 설정 등과 함께 경매의 도입 등에 의한 경쟁 원리 도입 등 여러 가지를 고려 중
- 하지만, 시장의 성숙도나 상정된 사업자수에 따라 대응이 다르기 때문에, 하나의 방안으로 한정하지 말고 상세 설계 하에 구체적 논의 필요
※ 다른 분야에서의 구체적인 예 : FIT 제도에서 입찰제도 등 도입
※ FIT 제도 : 국민부담 억제나 비용 감축의 가속화를 위하여 중장기 가격 목표를 설정힐 뿐 아니라, '17년부터 국가의 전력 매입 가격 결정 시 입찰 제도를 도입(모집 용량과 상한가를 설정하여 싼 가격을 입찰한 사업자부터 낙찰)
º 수소는 제조원 및 용도 등이 매우 광범위하기 때문에 여러 정책의 조합은 공급망 구축 및 수요 창출을 위해 중요함
- 하지만, 각 대응 사이의 적절한 분담이 이루어지지 않을 경우, 사업자에 대한 과잉 지원·부담이 되어 정책 전체가 복잡화·비효율화될 우려가 있음
- 따라서 각 정책의 관계(중복·보완)를 이해한 후, 중복 지원이 되지 않게 정리하면서, 사업자가 적절한 정책 편성을 할 수 있도록 하는 정책시스템 필요
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고효율 수소생산 시스템
정의
수소를 기반으로 운영되는 경제체계를 의미하는 ‘수소경제(Hydrogen Economy)’는 한국의 혁신성장의 핵심 분야로 주목받고 있음. 수소충전소, 수소 파이프라인 등 관련 인프라 구축 과정에서 수소 생산을 위한 화학·기계설계 분야와 배관·용기 등의 소재·부품 분야 등 다양한 분야에서 고부가가치 창출이 가능함
수소경제의 수소생산, 저장, 운반은 수소공급 충전설비나 파이프라인을 통해 소비자에게 수소를 제공하는 것을 포함함. 수소 생산 방법에는 부생수소, 천연가스 개질, 물 전기분해(수전해) 방식이 존재함
필요성
현재 발전 및 수송 등 산업 전반에 있어, 석탄,석유 등 탄화수소사용을 지양하고 신재생에너지로의 에너지 전환을 강구하고 있으며, 그 중 청정 에너지원인 수소에 대한 관심이 높아지기 시작함
수소는 연소과정에서 온실가스인 이산화탄소를 배출하지 않는 청정에너지로 대부분의 수소는 사용되는 지점에서 생산되고 있으며, 생산된 수소의 약 50%는 암모니아 합성에 사용되고 약 30%는 원유정제에 이용되고 있음
미국 DOE(Department Of Energy)는 2050년까지의 단기, 중기 및 장기로 수소이용 확대를 예측함
단기에는 주로 천연가스 고효율 스팀 개질기가 개발되어 수소를 제조하고, 중기에는 천연가스 개질에 더하여 석탄 가스화나 바이오매스 열분해를 통해 수소를 제조하는 경향이 증가하게 되고 장기적으로는 태양전지나 풍력발전을 이용한 물의 전기분해로 수소가 제조될 것으로 예측하고 있음
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연료전지 폐열을 활용한 수소생산 및 온실가스감축
(1) 정의
‘연료전지’는 수소와 산소의 화학반응으로 생기는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변화시키는 기술
연료전지 폐열
SOFC는 공기 예열기를 통과한 반응 폐열(250~350℃)을 활용하여 온수를 가열함. 현재는 가정용 SOFC의 경우 온수를 가열하고, 그 후 약 150℃ 정도의 폐열 형태로 대기 중으로 버림
(2) 필요성
그린수소 생산 필요성
전 세계 수소생산량은 연간 약 7,000만 톤이며 이중 천연가스를 이용한 수증기 개질 공정이 전체 3/4 차지
수소 생산량 확대
수소경제 활성화 로드맵 발표에 따르면 2022년까지 MW 급 재생에너지 연계 수전해 기술 확보 및 재생에너지와 연계하여 수소 대량생산 추진
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