에너지정책소통센터

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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.

신재생에너지 백과사전 - 차세대 에너지 자원

한국동서발전(주) 이것만 알아도 에잘알 신재생에너지 백과사전 H3 N OIL EP.15 차세대 에너지 자원

#그린 암모니아(Green Ammonia) 천연가스나 석탄을 이용하기 때문에 생산과정에서 탄소를 배출하는 암모니아와는 달리, 그린 암모니아는 물을 전기분해해 얻은 그린 수소를 질소와 합성한 탄소 배출이 없는 친환경 연료 EWPS TIP 그린 암모니아가 주목받는 이유는 수소 에너지 캐리어로 효과적이기 때문인데요. 수소를 액상 암모니아 형태의 화합물로 변환하면 많은 양의 수소를 저장해 장거리 운송이 가능하기 때문이죠. H. O2 H3 N

#리그닌(Lignin) 침엽수, 활엽수와 같은 목질부를 구성하는 다양한 구성 성분인 유기고분자의 일종. 분자구조가 복잡하고 다른 물질과 잘 섞이지 않는 특징 때문에 EWPS TIP 항공유·수소 생산에 활용 유럽환경청의 자료에 따르면 교통수단 중 항공기가 가장 탄소 배출량이 많다고 해요. 하지만 최근 목재 폐기물 리그닌을 이용해 바이오 항공유를 대량 생산하는 기술이 개발되며 항공유의 환경오염을 해결할 수 있을 것이란 기대를 받고 있죠.

#가스 하이드레이트(Gas Hydrates) 낮은 온도와 높은 압력에서 메탄, 이산화탄소, 염소 등의 기체분자가 물 분자 사이의 빈 공간을 채우면서 만들어지는 물질. 세계적으로 매장량이 풍부하고 사용시 발생하는 공해가 다른 에너지원에 비해 적어 차세대 대체 에너지로 각광받는 중. EWPS TIP 겉모양이 얼음과 비슷하게 생겼지만 불을 붙이면 메탄이 타면서 강한 불꽃을 만들기에 불타는 얼음이라고 불려요.

#석탄액화 에너지 석탄에 산소와 중기를 넣고 고온과 고압 상태에서 액체화시키는 기술. 고체 형태의 석탄을 석유처럼 액체의 형태로 만들어 석탄의 효율과 전력 생산량은 높이고 EWPS TIP 오염도와 자원 소모량은 낮춤. 석탄액화기술은 고체 형태의 석탄에 비해 운송이 굉장히 용이하고 석유와 비교해도 대기오염물질이 85%까지 저감되는 친환경 연료에요. 아쉽게도 액화 과정에서 큰 비용이 발생해 현재까지 많은 주목을 받지는 못하고 있죠.

#디메틸에테르 (Dimethyl Ether) 1개의 산소 분자와 2개의 메탄기가 결합된 에테르(Ether) 화합물로, LPG나 디젤에 비해 이산화탄소 배출량이 매우 적으며, 메탄·메탄올·바이오매스 등 다양한 에너지원으로부터 얻을 수 있는 에너지. EWPS TIP DME는 낮은 가격, 친환경적이라는 장점으로 화석연료를 대체하기 위한 대안으로 꼽히고 있어요. 특히 해외에 위치한 가스전의 에너지 수송 수단으로 LNG 전환보다 DME 전환이 더욱 경제적이라 평가받고 있죠. H3C

한국동서발전(주) 더 많은 차세대 에너지 자원이 다양한 산업에서 활용될 수 있도록! 한국동서발전이 친환경 에너지 전환을 위해 노력하겠습니다. 차세대 에너지 자원

한국동서발전(주) 이것만 알아도 에잘알 신재생에너지 백과사전 H3 N OIL EP.15 차세대 에너지 자원

#그린 암모니아(Green Ammonia) 천연가스나 석탄을 이용하기 때문에 생산과정에서 탄소를 배출하는 암모니아와는 달리, 그린 암모니아는 물을 전기분해해 얻은 그린 수소를 질소와 합성한 탄소 배출이 없는 친환경 연료 EWPS TIP 그린 암모니아가 주목받는 이유는 수소 에너지 캐리어로 효과적이기 때문인데요. 수소를 액상 암모니아 형태의 화합물로 변환하면 많은 양의 수소를 저장해 장거리 운송이 가능하기 때문이죠. H. O2 H3 N

#리그닌(Lignin) 침엽수, 활엽수와 같은 목질부를 구성하는 다양한 구성 성분인 유기고분자의 일종. 분자구조가 복잡하고 다른 물질과 잘 섞이지 않는 특징 때문에 EWPS TIP 항공유·수소 생산에 활용 유럽환경청의 자료에 따르면 교통수단 중 항공기가 가장 탄소 배출량이 많다고 해요. 하지만 최근 목재 폐기물 리그닌을 이용해 바이오 항공유를 대량 생산하는 기술이 개발되며 항공유의 환경오염을 해결할 수 있을 것이란 기대를 받고 있죠.

#가스 하이드레이트(Gas Hydrates) 낮은 온도와 높은 압력에서 메탄, 이산화탄소, 염소 등의 기체분자가 물 분자 사이의 빈 공간을 채우면서 만들어지는 물질. 세계적으로 매장량이 풍부하고 사용시 발생하는 공해가 다른 에너지원에 비해 적어 차세대 대체 에너지로 각광받는 중. EWPS TIP 겉모양이 얼음과 비슷하게 생겼지만 불을 붙이면 메탄이 타면서 강한 불꽃을 만들기에 불타는 얼음이라고 불려요.

#석탄액화 에너지 석탄에 산소와 중기를 넣고 고온과 고압 상태에서 액체화시키는 기술. 고체 형태의 석탄을 석유처럼 액체의 형태로 만들어 석탄의 효율과 전력 생산량은 높이고 EWPS TIP 오염도와 자원 소모량은 낮춤. 석탄액화기술은 고체 형태의 석탄에 비해 운송이 굉장히 용이하고 석유와 비교해도 대기오염물질이 85%까지 저감되는 친환경 연료에요. 아쉽게도 액화 과정에서 큰 비용이 발생해 현재까지 많은 주목을 받지는 못하고 있죠.

#디메틸에테르 (Dimethyl Ether) 1개의 산소 분자와 2개의 메탄기가 결합된 에테르(Ether) 화합물로, LPG나 디젤에 비해 이산화탄소 배출량이 매우 적으며, 메탄·메탄올·바이오매스 등 다양한 에너지원으로부터 얻을 수 있는 에너지. EWPS TIP DME는 낮은 가격, 친환경적이라는 장점으로 화석연료를 대체하기 위한 대안으로 꼽히고 있어요. 특히 해외에 위치한 가스전의 에너지 수송 수단으로 LNG 전환보다 DME 전환이 더욱 경제적이라 평가받고 있죠. H3C

한국동서발전(주) 더 많은 차세대 에너지 자원이 다양한 산업에서 활용될 수 있도록! 한국동서발전이 친환경 에너지 전환을 위해 노력하겠습니다. 차세대 에너지 자원

출처 한국동서발전

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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.