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수소

수소는 우주를 구성하는 원소 중 90%를 차지할 만큼 무궁무진한 자원이다. 지구 면적의 2/3를 덮고 있는 물 역시 수소원자를 포함하고 있어 부산물 없이 깨끗하게 쓸 수 있는 지속가능한 에너지인 셈이다. 수소와 산소의 화학반응을 이용해 에너지를 생산하며, 이 과정에서 오직 물만 배출하기 때문에 환경오염물질이 발생하지 않는다. 수소는 생산부터 소비에 이르는 전 과정을 고려해도 다른 에너지원에 비해 이산화탄소와 미세먼지 발생량이 훨씬 적다.

수소 (2021년 기준)

수소승용차 누적보급량 : 19,404대 (출처 : 국토교통부, Marklines)
연료전지 발전설비 : 767,5MW (출처 : 한국에너지공단)
수소충전소 : 170기 설치 (출처 : 환경부)

수소를 이용하는 다양한 방법 중 대표적인 것이 연료전지다. 연료전지는 연료의 화학에너지를 전기화학반응을 통해 전기에너지로 직접 변환하는 장치다. 발전효율이 높으며 대형·가정·건물용 발전, 수송용, 휴대용 등 활용도가 다양하기 때문에 미활용 에너지나 재생에너지 등 값싼 자원으로부터 수소를 만들어 대체 에너지로 이용하면 에너지 비용을 낮추면서 에너지 조달처를 다변화하는 효과를 거둘 수 있다.

현재 전 세계 수소에너지의 50% 이상은 천연가스를 고온·고압에서 분해해서 얻는 ‘그레이 수소’이며, ‘블루수소’는 이러한 그레이수소를 만드는 과정에서 발생한 이산화탄소를 포집·저장하여 탄소 배출을 줄인 수소를 말한다. 반면 ‘그린수소’는 태양광이나 풍력 등 재생에너지로 생산한 전기로 물을 분해하여 생산하는 방식으로 탄소배출이 없어 탄소중립 달성을 위한 미래 에너지원으로 각광받고 있다.

수소에도 색깔이 있다?

탄소감축의 키플레이어, 수소 기후위기 대응을 위한 탄소감축, 우리에게 새로운 에너지원이 필요한 이유죠. 수소는 수많은 에너지원 중에서도 탄소감축의 핵심 에너지원입니다. 연료로 사용할 때 물만 나오는 친환경 연료이기 때문이죠.

수소의 출생과 과거 색깔에 다 있다 수소를 만드는 방법은 다양합니다. 방법에 따라 탄소 배출량이 달라지기 때문에 수소를 생산할 때는 어디서 어떻게 만들었는지 이력을 표시하는 것이 중요합니다. 수소 생산의 전 과정에 걸쳐 발생하는 온실가스의 양에 따라 수소를 색상으로 분류해 한눈에 알아볼 수 있게 하지요.

탄소배출 없는 그린수소 그린수소는 태양광이나 풍력과 같은 재생에너지원에서 얻은 전기로 물을 전기분해해서 만들기에 온실가스가 발생하지 않지요. 아직은 생산 비용이 비싸서 전체 수소에서 차지하는 비중이 작지만 시장이 커질수록 가격이 내려갈 것으로 기대됩니다.

원자력으로 만드는 핑크수소 핑크수소는 원자력에서 얻은 전기로 물을 전기분해해서 만든 수소입니다. 원자력발전 과정에서 나오는 열이나 냉각수도 함께 이용하면 비용은 낮추고 효율은 높여서 경제적으로 청정수소를 만들 수 있습니다. 원자력의 열을 이용해서 만드는 레드수소와 원자력 열과 전기를 함께 이용하는 퍼플 수소도 있지요.

화석연료에서 탄생한 그레이수소 석유를 정제하는 과정에서 얻은 부산물에서 생산하는 그레이수소는 수소를 대량으로 얻을 수 있지만 온실가스를 배출합니다. 그레이수소는 원료에 따라 다시 색상이 나뉘기도 합니다. 까만 석탄을 가공해서 얻은 블랙수소, 갈탄으로 만든 브라운수소가 대표적이지요.

그리에수소에서 탄소를 제거하면 블루수소 블루수소는 이산화탄소를 탄소 포집 및 저장 기술로 모아서 대기중으로 탄소가 배출되지 않게 한 수소입니다. 그레이수소에 비해 이산화탄소가 60퍼센트나 더 적게 배출됩니다.

이처럼 수소를 색상으로 분류하면 수소 생산 과정에서 배출되는 탄소의 양도 계산할 수 있어서 탄소 감축을 실천하는 데 매우 유용하답니다. 우리나라 그린수소, 블루수소 생산 목표 2030년 그린수소 25만톤, 블루수소 75만톤 2050년 그린수소 300만톤, 블루수소 200만톤

수소에도 색깔이 있다?

'수소'는 무색, 무취의 기체입니다.

그런데, 수소에도 색깔이 있다고요?

탄소감축의 키플레이어, 수소

기후위기 대응을 위한 탄소감축,

우리에게 새로운 에너지원이 필요한 이유죠.

수소는 수많은 에너지원 중에서도

탄소감축의 '핵심 에너지원'입니다.

연료로 사용할 때 물만 나오는 친환경 연료이기 때문이죠.

수소의 출생과 과거?

색깔에 다 있다!

수소를 만드는 방법은 다양합니다.

방법에 따라 탄소 배출량이 달라지기 때문에

수소를 생산할 때는 어디서 어떻게 만들었는지

'이력'을 표시하는 것이 중요합니다.

수소 생산의 전 과정에 걸쳐 발생하는

온실가스의 양에 따라 수소를 색상으로 분류해

한눈에 알아볼 수 있게 하지요.

탄소배출 없는

그린수소

그린수소는 태양광이나 풍력과 같은 재생에너지원에서 얻은 전기로

물을 전기분해해서 만들기에 온실가스가 발생하지 않지요.

아직은 생산 비용이 비싸서

전체 수소에서 차지하는 비중이 작지만

시장이 커질수록 가격이 내려갈 것으로 기대됩니다.

원자력으로 만드는

핑크수소

핑크수소는 원자력에서 얻은 전기로 물을 전기분해해서 만든 수소입니다.

원자력발전 과정에서 나오는 열이나 냉각수도 함께 이용하면

비용은 낮추고 효율은 높여서 경제적으로 청정수소를 만들 수 있습니다.

원자력의 열을 이용해서 만드는 레드 수소와

원자력 열과 전기를 함께 이용하는 퍼플 수소도 있지요.

화석연료에서 탄생한

그레이수소

석유를 정제하는 과정에서 얻은 부산물에서 생산하는

그레이수소는 수소를 대량으로 얻을 수 있지만

온실가스를 배출합니다.

그레이수소는 원료에 따라 다시 색상이 나뉘기도 합니다.

까만 석탄을 가공해서 얻은 블랙 수소,

갈탄으로 만든 브라운수소가 대표적이지요.

그레이 수소에서 탄소를 제거하면?

블루수소

블루수소는

이산화탄소를 탄소 포집 및 저장 기술로 모아서

대기중으로 탄소가 배출되지 않게 한 수소입니다.

그레이수소에 비해 이산화탄소가 60%나 더 적게 배출됩니다.

이처럼 수소를 색상으로 분류하면

수소 생산 과정에서 배출되는 탄소의 양도 계산할 수 있어서

탄소 감축을 실천하는 데 매우 유용하답니다.

<우리나라 그린수소, 블루수소 생산 목표>

2030년 : 그린수소 25만톤, 블루수소 75만톤

2050년 : 그린수소 300만톤, 블루수소 200만톤

관련 링크 : https://blog.naver.com/energyinfoplaza/222917427413

출처 한국에너지정보문화재단

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정책

제1차 수소경제이행기본계획

정부는 「수소선도국가 비전」의 실현을 위해, “청정 수소경제 선도국가(First Mover)”로의 도약을 목표로, 「제1차 수소경제 이행 기본계획」을 수립하였습니다.

의의 및 비전

금번 계획은 올해 2월 수소법 시행 이후 첫 법정 기본계획으로써, 「수소선도국가 비전」에서 제시한 △국내‧외 청정수소 생산 주도, △빈틈없는 인프라 구축, △모든 일상에서 수소활용, △생태계 기반 강화 등 4대 추진전략을 바탕으로 15개 과제*를 추진합니다.
* △그린‧블루수소 생산‧도입, △수소 유통인프라 확충, △수소발전‧모빌리티‧수소산업공정 확산, △수소 클러스터·도시·규제특구 육성, △수소안전‧기술개발‧국제협력 등
특히, 2050년 연간 2,790만톤의 수소를 100% 청정수소(그린‧블루수소)로 공급하고, 국내 생산은 물론 우리 기술·자본으로 생산한 해외 청정수소 도입으로 청정수소 자급률도 60% 이상 확대할 계획입니다.
* 청정수소 비중 / 자급률 목표 : (’20년) 0% / 0% → (‘30년) 75% / 34% → (’50년) 100% / 60%

주요 추진과제

1 국내·외 수소 생산을 ”청정수소 공급체계“로 전환합니다.
- 재생에너지와 연계한 수전해 실증을 통해 그린수소의 대규모 생산기반을 구축하고, 생산단가를 감축하겠습니다.
  * 그린수소 생산확대 / 단가 : (‘30년) 25만톤 / 3,500원/kg → (’50년) 300만톤 / 2,500원/kg
- 동해가스전 실증 등 탄소포집저장기술(CCS) 상용화 일정에 맞추어 탄소저장소를 ‘30년까지 9억톤 이상 확보하여, 이산화탄소 없는 청정 블루수소를 ’30년 75만톤, ‘50년까지 200만톤 생산하겠습니다.
  * ’25년 국내 블루수소 최초 생산(25만톤급, 보령)
- 아울러, 국내 자본·기술을 활용한 해외 재생에너지-수소 생산 프로젝트를 추진하여 ‘50년 40개의 수소공급망을 확보하겠습니다.
  * 블루 암모니아 해외 생산 개시(’25), 블루 암모니아 해외 도입 개시(‘27)
- 특히, 안정적인 수소 수급을 위해 비축기지 건설(’30) 및 국제거래소를 설립하고, 수소 생산국들과 협의하여 국제적으로 통용될 수 있는 청정수소 인증제 및 원산지 검증체계를 구축하겠습니다.
2 청정수소를 어디서나 편리하게 사용할 수 있는 인프라를 마련하겠습니다.
- 석탄·LNG발전소, 산단 인근에 수소항만을 구축하고, 항만시설 사용료‧임대료 감면 등 인센티브 부여를 통해 항만 내 선박·차량·장비 등을 수소 기반으로 전환해갈 계획입니다.
- 또한, 수소생산·도입 주요 거점을 중심으로 수소 배관망을 구축하고, 기존 천연가스망을 활용한 수소혼입도 검토(‘22~)하겠습니다.
- 주유소·LPG 충전소에 수소충전기를 설치하는 융복합 충전소 확대 등을 통해 수소충전소를 ‘50년까지 2,000기 이상 확보할 계획입니다.
  * 수소충전기 보급목표(기): (’22) 310 → (‘25) 450 → (’30) 660 → (‘40) 1,200 → (’50) 2,000 이상
3 발전‧모빌리티‧산업 등 모든 일상에서 수소를 활용할 수 있도록 하겠습니다.
- 수소연료전지에 더하여 석탄에 암모니아 혼소발전(‘27~), LNG 수소 혼소 등 수소발전을 상용화하고, 청정수소 발전의무화 제도(CHPS) 도입, 환경급전 강화 등으로 이를 뒷받침 하겠습니다.
  * 수소발전량 : (‘20) 3.5TWh → (’30) 48.2TWh → (‘50) 287.9TWh ('20년 대비 82배↑)
- 수소차 생산능력의 대폭 확충(’50년 526만대)과 함께 ‘30년까지 내연기관차 수준으로 성능을 제고하고 선박‧드론‧트램 등 다양한 모빌리티로 수소 적용을 확대하겠습니다.
4 수소산업 육성 저변 강화를 위한 제도 기반을 마련하겠습니다.
- 수소 관련 기술개발의 시너지 효과 제고를 위해 각 부처별로 개발 기술 규모를 상향, 범부처 통합실증을 실시하겠습니다.
- 아울러, 선제적 안전기준 수립, 국제표준 선점 지원 등을 통해 수소 산업 경쟁력을 강화하고, ’글로벌 수소 연합회‘를 출범하여 수소생태계 구축을 위한 국내·외 기업간 협력을 더욱 강화하겠습니다.