수소에너지 (energy)
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정의
수소 형태로 에너지를 저장하고 사용하는 대체에너지.
개설
수소에너지는 미래의 궁극적인 청정에너지원 중 하나로 꼽히고 있다. 수소에너지의 원료가 되는 물은 지구상에 풍부하게 존재하며, 연소시에 극소량의 질소와 물만 생성되고, 공해물질은 발생되지 않는다.
수소는 또한 직접 연소를 위한 연료로도 사용할 수 있다. 2014년에 출시된 수소연료전지 자동차의 연료로 사용이 보편화되면, 장기적으로는 수송수단의 대체에너지원으로 각광받을 것으로 보인다.
내용
수소는 대부분 안정된 탄소화합물 내지 물로 존재하고 있다. 수소는 주로 석유나 천연가스의 열분해에 의해 제조되거나 다른 화학공정의 부산물로서 얻을 수 있다. 우리나라에서는 석유화학사의 정제 과정에서 나프타의 분해를 통해 얻거나, 물을 전기분해하여 이용하고 있다.
전기분해 방식은 입력에너지(전기에너지)에 비해 수소에너지의 경제성이 낮아 대체 전원 또는 촉매를 이용한 제조기술이 연구되고 있다. 궁극적으로는 자원 순환형 미래기술로서 태양광, 풍력 등 신 · 재생에너지를 이용하는 제조공정들과 함께 연구가 진행되고 있다.
생산된 수소는 고압가스, 액체수소, 금속수소화물 등 다양한 형태로 저장이 가능하다. 현재 수소는 주로 기체 상태로 저장하고 있으나 단위 부피당 수소 저장밀도가 너무 낮아 경제성과 안정성이 부족하여 액체 및 고체로 저장하기 위한 신기술들이 등장하고 있다.
우리나라에서는 1980년대부터 관련 기초연구에 착수하였으며, 대체에너지 기술개발사업 중장기계획에 따라 차세대 신재생에너지 기술개발사업의 하나로 수소에너지 기술을 상용화 단계로 끌어올리기 위한 기초연구 강화에 힘을 쏟고 있다.
열화학법에 의한 수소제조 등 관련 기초연구를 이행하였으며, 현재 고분자 전해질에 의한 물의 전기분해 기술, 그리고 고성능 니켈-하이드리이드(Ni-MH) 전지용 전극활물질 소재개발과 관련한 연구를 수행하고 있다.
현황
산업통상자원부에 따르면, 2022년 기준 생산방식별 국내 수소 생산량은 제조방식 737,597톤(ton), 부생방식 1,361,414톤으로 합계 2,099,011톤에 이른다. 수소에너지는 연료전지, 수소 자동차 및 항공기, 수소저장합금에 의한 2차전지, 수소화 반응에 의한 히트 펌프 등의 다양한 형태로 이용되는데, 이 중 에너지로 가장 활발하게 사용되는 형태는 연료전지이다. 한국에너지공단에 따르면, 2022년 기준 용도별 국내 수소연료전지 보급 현황은 발전용 878.549MW, 건물 · 가정용 13.312MW에 이른다.
참고문헌
『국내 신·재생에너지 산업현황』(에너지관리공단, 2014)
『수소에너지란』(기술과 경영, 2014)
『2012 신재생에너지백서』(에너지관리공단, 2013)
『수소에너지 산업화를 위한 수소안전 연구 현황』(고효율수소에너지 제조·저장·이용 기술개발사업단, 2010)
｢국내 H₂산업 22만 7천톤 시장 열었다.｣(『신소재경제신문』2013.10.30.)
관련 미디어
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