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수소에너지의 생산

수소는 1차 에너지를 활용해 다양한 방식으로 생산이 가능한 2차 에너지입니다.
수소를 생산하는 대표적인 방식으로는 화석연료 개질방식, 부생수소 활용방식, 수전해 방식 등이 있습니다.

생산 방식에 따른 분류

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생산 방식에 따른 분류 - 추출(개질), 부생수소(공정수소) 활용, 수전해에 대한 생산원리, 장점, 한계를 확인할 수 있습니다.
구분 추출(개질) 부생수소(공정수소) 활용 수전해
생산원리 천연가스(메탄), LPG, 갈탄 등 화석연료를 고온/고압에서 수증기와 반응시켜 수소를 추출 석유화학이나 제철공장의 생산 공정 중의 부산물을 분리·정제 전기를 이용해 물을 전기분해하여 수소를 생산

추출 : 천연가스, 물, 수소(H2), 이산화탄소(C02)

화학공정 : 석유/코크스/나프타, 수소(H2), 목적물질

수전해 : 신생에너지, 물, 수소(H2), 산소(O2)

장점
  • 저렴한 생산비
  • 대량생산 가능
별도의 설비가 필요 없어 저렴한 생산비 이산화탄소 등 부산물 발생이 없어 친환경적
한계 다량의 이산화탄소 발생
  • 공정의 부산물로서 추가 생산에 제한적
  • 이산화탄소 등 부산물 발생
현재 높은 생산비용으로 경제성 낮음

전 세계 수소생산 방식

  • 18%석탄가스화
  • 30%정유 및 화학물
    부생수소
  • 48~50%천연가스개질

연간 7,900만 톤에 달하는 전 세계 수소생산량의 약 48~50%는 천연가스의 개질, 30%는 정유 및 화학 부문의 부생수소, 18%는 석탄가스화(주로중국) 등 화석연료에서 생산되고 있습니다.
단기적으로는 개질방식을 활용하고, 장기적으론 수전해 기술을 이용한 친환경(CO2 - FREE) 생산 방식으로 전환되어갈 것입니다

수소에너지의 저장·운송

수소는 기체나 액체 상태, 또는 화합물 형태 등 다양한 형태로 저장할 수 있습니다. 운송방식도 이러한 저장방식과 연관되어 있습니다.
현재는 기체상태의 수소를 압축하여 저장·운송하는 것이 보편적이지만, 향후에는 주요 수요처를 중심으로 한 파이프라인 수송과 고밀도·대용량 운송이 가능한 액화 수송이 활성화될 것입니다.

수소의 저장 및 운송방법

※ 자료 : H2KOREA, 수소(H2), 수소관련법(경제,안전)이 보인다. 2019.11

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수소의 저장 및 운송방법 - 기체, 액체, 화합물에 대한 원리, 특징을 확인할 수 있습니다.
구분 기체 액체 화합물
원리 기체 수소를 압축하여 탱크에 저장하고,파이프라인 또는 압축탱크를 통해 공급 수소를 영하 253℃로 냉각 액화하여 저장 후탱크로리 및 선박 등을 이용해 운송 수소를 메탄, 암모니아(액상) 등 형태로 변환또는 특정 금속 등에 저장하여 탱크로리와선박 등을 이용해 운송

수소생산 > 압축 200~450bar > 파이프라인, 압축탱크 운송

수소생산 > (수소 액화 플랜트)-253℃ > 운송

암모니아 화학결합 (수조+질소) > 운송 > 수소분리

특징
  • 튜브트레일러, 파이프라인 등으로 운송하여 이용이 편리
  • 저장용기 엄격한 특성 요구
  • 파이프라인은 구축을 위해 초기 투자비가 많이 들지만 수요확보시 가장 저렴
  • 수소를 영하 253℃까지 낮추기 위해 많은 에너지 필요
  • 대용량 저장 가능
  • 운송 효율이 높음
  • 기체수소 저장방식 대비 운송 효율이 8배 높음
  • 상온 상압 운송 가능
  • 유조선, 유조차 활용 가능

수소에너지의 활용

수소에너지는 수송, 발전, 산업 등 다양한 분야에서 이용되고 있습니다. 특히 수소전기차로 대표되는 모빌리티 분야는 수소 활용 잠재력이가장 높은 분야로, 수소경제의 성공 여부는 모빌리티 분야에달려있다고 볼 수 있습니다. 발전 분야의 경우 연료전지를 활용해 산업, 가정에 필요한 전기와 열을 동시에 생산 가능하다는 점에서 고효율 발전 방식으로 주목받고 있습니다.

수소에너지 산업 활용 분야

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수소에너지 산업 활용 분야 - 가정용, 발전용, 수송용, 특수목적용에 대해 확인할 수 있습니다.
가정용 발전용 수송용 특수목적용
  • 포터블 연료전지
  • 가정용 연료전지
  • 업무용 연료전지
  • 산업용 연료전지
  • 수소전기차, 버스, 택시
  • 연료전지 철도
  • 연료전지 선박
  • 드론
  • 잠수함
  • 지게차
  • 특수차량

포터블 연료전지

업무용 연료전지

수소전기차, 버스, 연료전지 철도

드론, 잠수함, 지게차

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