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자동차 연료로서 수소의 전과정 환경성/경제성 분석

Environmental and economic life cycle analysis of hydrogen as Transportation fuels

신재생에너지 = New & Renewable Energy, v.3 no.2 = no.10, 2007년, pp.31 - 39  

이지용 (건국대학교 신소재공학과) ,  차경훈 (건국대학교 신소재공학과) ,  유무상 (건국대학교 신소재공학과) ,  이수연 (건국대학교 신소재공학과) ,  허탁 (건국대학교 신소재공학과) ,  임태원 (현대자동차 환경기술연구소)

초록
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화석연료의 사용으로 인한 자원고갈과 지구온난화 영향 그리고 에너지 안보문제의 해결을 위해 세계 각국들은 대체에너지 개발에 많은 노력을 기울이고 있다. 그 중 수소는 다양한 경로를 통해 생산 가능하고, 수송연료로 사용 시, 유해 물질이 거의 배출되지 않는다는 장점 때문에 가장 주목받는 대체 에너지원이다. 현재는 수소생산 기술개발을 통해 상업화시기를 앞당기려고 하는 수소에너지 시대의 진입시점이라 할 수 있다. 그러나 수소는 생산경로에 따라 다양한 환경성 및 경제성 결과를 도출 할 수 있기 때문에 다양한 평가가 요구된다. 본 연구에서는 국내 수소생산 방식으로 개발/상용화되어있는 Natural Gas Steam Reforming (NGSR), Naphtha Steam Reforming (Naphtha SR), Water Electrolysis (WE)에 대하여, Life Cycle Assessment (LCA)와 Life Cycle Costing Analysis (LCCA) 방법을 사용하여, 수소경로 전반에 대한 즉, 원료채취부터 자동차로 주행하였을 때까지의 각 대상 수소경로의 환경성과 경제성을 평가하였다. LCA와 LCCA 결과는 Naphtha SR과 NGSR 수소경로에서 지구온난화와 화석자원 소모 부문 모두 기존연료 (가솔린, 디젤)와 비교해서 개선효과가 뚜렷하게 나타났으나, WE 수소경로는 오히려 환경부하가 증가되는 것으로 나타났다. 또한 경제성 측면에서는, 수소 판매 시 가솔린과 동일한 연료세율을 부과하더라도 수소가 가솔린에 비해 가격경쟁력을 확보하게 되는데, 이는 주행 시 수소자동차의 연비가 기존 차량에 비해 월등히 좋기 때문에 연료비용의 이점 때문이다. 만약, 수소에 연료세를 부과하지 않는 다면, Naphtha SR로 생산하여 유통한 수소가 수송연료로서 가장 뛰어난 비용효율성을 갖는 것으로 나타났다.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 재생에너지원인 수소/풍력/태양광 등의 의존도를 높이려는 방안을 모색하고 있다. 그 중 수소는 사용 시, 환경배출물이 적기 때문에, 수송부문에서 연료로 사용할 경우, 가솔린과 디젤을 대체할 에너지원으로 예측되고 있으며, 현재 미, EU, 일본 및 국내에서도 수소를 연료로 구동하는 연료전지 자동차(H2 FCV) 와그 기반 시설을 구축하여 수소 제조 및 저장, 유통, 사용, 즉 수소의 전과정(원료 채취~자동차의 연료로서 사용)을 모니터링하며, 상용화 단계로 진입하기 위한 연구를 진행 중에 있다. 따라서, 국내의 수소경제 진입을 위한 최적의 수소 공급 인프라 시스템을 구축하기 위해서는 수소를 제조하기 위한 다양한 원료, 제조, 저장 .
  • 이에 본 연구에서는 전과정평가(LCA)와 전과정비용분석 (LCCA)기법을 적용하여 국내의 기존 수소 제조 경로와 연구개발 중인 수소 제조 경로들을 파악하여 수소가 수송연료로써 , 환경적인 개선측면과 가격 경쟁력을 확보할 수 있는 지를 규명하였다.
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