수소에너지란 수소를 연소시켜서 얻는 에너지를 말하며, 수소를 연소시켜도 극소량의 질소와 물만 배출되기 때문에 수소에너지는 미래의 청정에너지원 중 하나로 주목받고 있습니다.
*연소: 연소는 산화 반응의 일종
수소에너지가 만들어지는 원리
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수소에너지가 만들어지는 원리를 간단히 살펴보면
연료전지라는 발전기에 수소라는 연료를 넣게 되면 이 수소가 공기 중의 산소와 반응하여 물과 전기에너지를 만들어냅니다.
*연료전지: 연료를 사용하여 전기를 만들어내는 발전기의 일종
수소에도 종류가 있다?
이러한 수소에너지를 생산하기 위해서는 연료인 수소가 필요한데요,
이 연료인 수소가 생산되는 방식에 따라 다시 그레이수소, 블루수소, 그린수소로 구분되어 집니다.
먼저 살펴볼 그레이수소는 석유화학 공정의 부산물로 나오는 부생수소 및 천연가스를 개질해 만든 수소입니다. 그레이수소는 수소 생산 과정에서 이산화탄소가 가장 많이 발생하는 수소이며, 현재 생산되고 있는 약 96% 정도의 수소는 그레이수소입니다.
다음으로 살펴볼 블루수소는 천연가스·이산화탄소 포집설비를 이용하여 추출한 수소를 말합니다. 블루수소는 그레이수소처럼 화석연료에서 추출하기에 생산과정에서 비록 이산화탄소는 발생하지만, 발생한 이산화탄소를 포집·저장하는 장치 덕분에 그레이수소보다는 훨씬 적은 탄소를 배출합니다.
마지막 그린수소는 태양력이나 풍력과 같은 재생에너지에서 생산된 전기로 물을 분해하여 생산한 수소입니다. 이러한 그린수소는 생산과정에서 이산화탄소가 배출되지 않아 궁극의 청정에너지로 주목받고 있지만, 수전해 방식으로 수소를 생산하는 방식은 아직 생산 단가가 매우 높고 전력 소모량도 상당해 상용화에는 어려움을 겪고 있다고 합니다.
수소에너지의 장점은 무엇일까?
수소에너지의 장점이라면 다음과 같이 세 가지를 꼽아 볼 수 있겠는데요,
첫째, 앞에서도 언급했듯이 수소에너지는 화석에너지와 달리 이산화탄소로부터 자유롭다는 장점이 있습니다.
둘째, 고효율로 에너지를 생산할 수 있습니다.
수소에너지를 이용하는 연료전지의 효율은 전기만 생산할 때 50~60%, 폐열을 재사용할 때에는 80~90%에 육박합니다. 이는 내연기관의 효율이 20~30% 것과 비교하면 매우 높은 수준입니다.
셋째, 수소에너지는 만능 에너지원이 될 수 있습니다.
자동차, 난방, 발전 등의 사용되는 에너지원(석유, 가스, 석탄, 원자력 등)을 연료전지로 일원화시킬 수 있어 수소에너지는 모든 분야의 에너지원이 될 수 있습니다.
수소에너지, 우리에게 남은 과제
많은 기대를 받고 있는 수소에너지 그렇다면 당장 상용화할 수 있을까요?
아쉽게도 수소에너지에 대해서는 우리가 아직 해결해야 할 몇 가지 문제가 남아있습니다.
첫 번째로는 수소 저장을 위한 인프라가 부족하다는 것입니다.
수소에너지는 주로 고압 기체 상태로 저장하고 있지만 단위 부피당 수소 저장밀도가 매우 낮아서 경제성과 안정성이 부족하다고 합니다.
두 번째, 그린수소의 상용화가 어렵다는 것입니다.
그린수소는 그레이수소와 달리 재생에너지를 통해 수소를 얻기 때문에 친환경이라는 장점이 있지만 아직 그린수소를 액화시키는 과정에는 막대한 비용이 들며, 또 이 과정에서 약 30% 이상의 에너지가 소비된다고 하였습니다.
이에 우리나라 과학기술부 관계자는 “수소 생산과 수소 저장·운송, 수소 활용 등 수소 전 주기에 걸쳐 핵심 기술과 인프라 구축을 중점적으로 지원해 2050년 글로벌 수소시장을 선도하는 초격차 기술 확보에 주력하겠다”라고 덧붙였습니다.
미래의 청청에너지원 중 하나인 수소에너지! 아직 해결해야 할 문제가 많이 남아있지만,
탄소중립을 위해서 꼭 필요한 에너지인 수소에너지를 기억해주세요!
[내용참고 및 출처]
https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5741352&cid=60217&categoryId=60217
https://tech.hyundaimotorgroup.com/kr/fuel-cell/hydrogen-energy/