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안녕하세요! 공직자에요.

 

오늘은 요새 화두가 되고있는 연료전지에 대해서 알아보도록 하겠어요.

 

조금만 에너지 뉴스에 관심이 있는 분들이라면 아실겁니다.

 

이전 포스팅에서 그린 뉴딜 정책에 관련해 설명드렸었죠.

 

현재 에너지는 화석에너지에서 점차 미래 친환경 에너지원으로서의 변화를 시도하고 있어요.

 

그에 걸맞게 여러 무공해 에너지원들이 개발되고 있구요.

 

태양광이나 풍력등 여러가지가 있지만 그것들 중에는 연료전지라는 녀석이 요즘 핫하답니다.

 

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연료전지의 핵심은 수소입니다.

 

 

과학시간에 배운 그 수소가 맞습니다.

 

이놈의 수소가 왜 그렇게 각광받는 에너지일까요??

 

첫 번째 무궁무진한 자원!

 

수소는 엄청나게 많은 물질로부터 뽑아낼 수 있어요. 아주 쉽게 생각해서 물만 봐도

 

분자식이 H2O죠.

 

지구상에 70% 면적에 바다가 있으니 '수소는 엄청나게 많이 포진 되어있다 보시면 됩니다.

 

두 번째 다른 친환경에너지와 다르게 환경의 영향을 받지 않음!

 

전력을 뽑아내기 위해서 가장 중요한건 안정성이에요.

 

문제는 태양광이나 풍력이나 모두 자연 본연에 에너지로부터 수동적으로 힘을 얻기 때문에 발전 효율이 낮습니다.

 

태양광은 밤에는 발전이 불가능한데 밤에 전기를 사용하는 경우가 많기 때문에 안정적인 전력수급을 위해서는

 

ESS(Energy Storage System)와 더불어 인버터등의 전력제어 시스템이 필요하겠죠.

 

물론 연료전지도 마찬가지로 직류 to 교류용 인버터를 사용합니다.

 

풍력도 마찬가지 제약사항이 존재한답니다.

 

바람이 안불면 발전이 안됩니다.

 

반면, 연료전지는 연료만 있고 수소를 추출할 수 있다면 언제든지 발전이 가능합니다.

 

즉, 환경적인 제약조건이 상대적으로 매우 적습니다.

 

세 번째 발전용량 대비 필요 면적이 매우 작음& 미친발전효율

 

수소는 태양광이나, 지열과 같이 넓은 면적을 필요로 하지 않습니다. 

 

1kW의 전기를 생산할때의 설치 용량(규모)대비 필요면적을 보면

 

에너지종류	필요면적
연료전지	1㎡
태양광	6.53㎡
지열	2.24㎡

월등히 연료전지가 낮습니다.

 

가뜩이나 부동산도 비싼데 발전좀 친환경 하겠다고 더 비싼! 부동산을 매입하기는

 

현실적으로 어려운 것이죠.

 

더군다나 효율도 미친효율을 자랑합니다.

 

무려 전기와 열을 종합한 효율이 80%를 육박하여 국내 최고의 에너지원으로 각광 받고 잇다는 것이죠.

 

친환경인데다가 고효율이기까지 합니다. 

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이렇게 수많은 장점이 존재함에도 불구하고 왜!

 

연료전지의 발전이 이루어지지 않는지 알아보면...

 

우선 발전 단가가 너무 높습니다.

 

발전단가가 높은 이유는 수소연료가 어떻게 전기에너지로 환원되는지를 이해하시면 도움이

 

될 것 같네요!

 

수소를 뽑아내기 위해서는 도시가스 등의 연료를 사용해야 하는데요.

 

도시가스 연료자체는 날 것이기 때문에 써먹을 수 있도록 적절히 가공을 해주어야 합니다.

 

수소추출기라는 기구를 통해 수소로 변환하는 과정을 거치고 나면

 

공기중의 산소와 함께 스택에서 화학반응을 일으켜 전기를 발생시킵니다.

 

화학반응을 통해서 전기가 생성되면 온수(열)과 직류 전기가 발생하게 되는데요.

 

온수는 가정이나 발전기에 사용할 수 있고 직류는 인버터를 거쳐 교류로 변환하여 사용하는 과정을

 

거치게 됩니다.

 

그럼 다시 돌아와서 도대체 왜 발전단가가 비싼거냐??

 

자체의 높은 LNG 단가와 더불어

 

바로... 수소를 뽑아내는 일련의 가공과정을 거치기 때문입니다.

 

에너지종류	발전단가(원/KWh)
연료전지	275
천연가스발전	185
태양광	243
풍력	182
원자력	55

원자력에 비해 무려 5배가 비싸네요.

 

수소는 자연상에 그대로 존재하는 경우가 거의 없죠.

 

때문에 가공과정을 거칩니다.

 

석유화학 공정상 발생하는 부생수소를 사용하거나 물(H20)를 전기분해하기도 하지만

 

현재로서 최적의 방법은 LNG를 태우는 방법이 가장 경제적이죠.

 

문제는 이러한 LNG자체도 가격이 싸지 않은 마당에 H2를 순수하게 뽑아내는 공정이

 

더 들어가고 게다가 주요 부품인 스택도 비용이 만만치 않다는 것이 문제로 작용합니다.

 

이전 포스팅에서 설명드린것 같은데 어느 훌륭한 지식과 기술도 경제성이 없다면

 

쓸모없는 기술이 되버립니다.

 

자... 여기까지 여러분이 알아야할 쓸모있는 수소 기본지식이었습니다.

 

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그럼 국가에서는 이좋은 수소에너지를 언제까지 방치할 것이고, 언제부터 상용화에 이르게 할까요?

 

정부에서 2022년 수소발전 의무화 제도(HPS)를 도입하기로 하였습니다.

(두산퓨얼셀, 에스퓨얼셀 주주님들 곧... 개이득.)

 

여러분도 모두 아시다시피 신재생에너지 공급 의무화제도(RPS)제도가 존재한다는 것은 알고 계셨겠죠

 

신재생에너지가 안정성과 환경성을 제외한 모든 측면에서 원자력, 석탄에 뒤지기 때문에

 

나라에서 지원하지 않는 이상 기업은 쉽사리 발전 사업에 뛰어들지 못합니다.

 

그래서 정부가 나섭니다 10.15 제2차 수소경제위원회(수경위)에서 떡밥을 던졌죠

 

HPS 도입하자면서요!

 

국회예산정책처 보도자료에 따르면 2019년 1월 수소경제 활성화 로드맵을 통해

 

2040년까지 수소차 620만대를 보급하고, 수소충전소를 1,200개소 확충하며

2040년까지 발전용 15GW, 가정.건물용 2.1GW 연료전지를 공급

 

한다고 합니다.

 

나라에서 HPS를 도입하기 이전 이미 수소에 관련된 떡밥을 던졌고, 수소발전이 의무화 되면 

 

좋든 싫든 6개 발전사를 포함한 민간 발전사는 수소 에너지로 발전량을 채워야 하기에 수소에너지의 미래가

 

매우 창창하다고 봅니다.

 

현재는 인프라 구축차원이라든지 LNG 원재료값이 비싸다든지 이유로

 

수소에너지가 실질적인 탄력을 받고 각광받을 수 없었습니다.

 

But 이제 나라가 조금씩 움직이기 시작했습니다.

 

2020년도 예산안에 수소경제 관련사업 예산으로 약 5,640억원을 반영하였는데

 

19년도 예산인 3,700억원 대비 52.4%가 증가했습니다.

 

좀처럼 다가가기 어려웠던 신재생에너지의 수요층을 늘리기 위해 힘쓰고 있는 모습입니다.

 

현재는 부생, 추출수소(LNG 추출) 중심으로 수소연료가 개발되고 있는데 말씀드렸다시피 돈이 너무 많이 든다는

 

문제점이 있죠. 

 

하지만 기술력이 진보한 미래의 어느 시점에는 값싼 수전해수소 해외수입수소 중심으로 수소에너지가 공급될 것이고

 

그때가 되면 비로소 수소도 가격 경쟁력을 갖추는 시점이 오리라 확신합니다.

 

저는 기술 포스팅을 하기 때문에 기술 위주로 설명하였으나,

 

PS).

 

두산퓨얼셀이나 에스퓨얼셀 주주님들을 위해서 한마디 남기자면...

 

수전해수소 가능시점이 언제인지, 해외수입수소가 언제 싸게 들어오는지, 원자재의 단가가 어떻게 변화하고 있는지

 

유심히 보신다면 얼추 힌트가 되리라 생각합니다 :)

 

오늘은 여기까지 하도록 하겠습니다.

 

끝.