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.

탄소중립에 한 발 가까이 - 인공 광합성

식물처럼 광합성을 할 수 있는 인공광합성 나날이 심각해지는 이상 기후로 많은 사람이 환경 문제에 주목하고 있습니다. 다양한 대체에너지 개발로 환경 문제 해결과 탄소중립 실현에 힘을 보태고 있는데요. 오늘은 식물처럼 광합성을 통헤 에너지를 만들어내는 인공광합성에 대해 알아보겠습니다.. 식물의 광합성을 활용한 새로운 대체에너지 인공광합성이 궁금할코미!

스스로 에너지를 생산하는 광합성 광합성은 태양빛을 이용해 물과 이산화탄소로부터 생물의 에너지원인 탄수화물을 생성하는 현상인데요. 식물의 세포 속에 있는 엽록체에서 일어납니다. 광합성은 크게 명반응과 암반응이라는 2가지 형태의 광합성 작용으로 나뉩니다. 명반응 엽록체가 빛에 반응하여 산소를 생성 암반응 CO2 빛과 관계없이 이산화탄소를 이용하여 포도당 합성 및 물 생성

광합성의 명반응을 이용하는 인공광합성 인공광합성은 명반응을 연료감응 태양전지에 결합하여 엽록소가 빛을 흡수하면 주변에 전자를 전달해 일으키는 화학적 반응으로 화학물질을 만듭니다. 더불어 에너지를 얻는 과정에서 수소와 산소는 물론, 자동차 연료로 사용될 수 있는 메탄올과 연료전지, 고무제품의 원료로 사용되는 포름산 등 여러 고부가가치 정밀화학물질을 얻을 수 있습니다. 태양에너지와 물, 이산화탄소만 있으면 어디서든 에너지를 얻을 수 있는 친환경 기술일코미!

수많은 장점이 기대되는 대체에너지 인공 광합성의 미래 인공광합성은 효율 문제만 해결된다면 많은 장점을 기대할 수 있는 대체에너지입니다. 이에 효율을 개선하기 위한 수많은 연구가 이어지고 있습니다. 한국과학기술연구원(KIST)-이산화탄소를 일사나화탄소로 전환하는 기술을 발명 -태양광-화합물 전환 효율 12.1% 증가 한국화학연구원 -3D 구조 플라스틱 나뭇잎 기술 개발 -2차원 필름 구조보다 표면적이 넓어 태양광 효율 150% 증가

탄수중립 실현으로 지구를 지킬 인공광합성 탄소중립 실현에 큰 도움을 줄 것으로 기대되는 인공 광합성의 진화는 어디까지 이어질까요? 새로운 미래를 열어갈 인공 광합성의 발전을 기대하겠습니다! 인공광합성의 무궁무진한 가능성! 인공광합성의 발전을 응원할코미!

KOMIPO 한국중부발전 탄소중립에 한 발 가까이 인공 광합성

식물처럼 광합성을 할 수 있는 인공광합성 나날이 심각해지는 이상 기후로 많은 사람이 환경 문제에 주목하고 있습니다. 다양한 대체에너지 개발로 환경 문제 해결과 탄소중립 실현에 힘을 보태고 있는데요. 오늘은 식물처럼 광합성을 통헤 에너지를 만들어내는 인공광합성에 대해 알아보겠습니다.. 식물의 광합성을 활용한 새로운 대체에너지 인공광합성이 궁금할코미!

스스로 에너지를 생산하는 광합성 광합성은 태양빛을 이용해 물과 이산화탄소로부터 생물의 에너지원인 탄수화물을 생성하는 현상인데요. 식물의 세포 속에 있는 엽록체에서 일어납니다. 광합성은 크게 명반응과 암반응이라는 2가지 형태의 광합성 작용으로 나뉩니다. 명반응 엽록체가 빛에 반응하여 산소를 생성 암반응 CO2 빛과 관계없이 이산화탄소를 이용하여 포도당 합성 및 물 생성

광합성의 명반응을 이용하는 인공광합성 인공광합성은 명반응을 연료감응 태양전지에 결합하여 엽록소가 빛을 흡수하면 주변에 전자를 전달해 일으키는 화학적 반응으로 화학물질을 만듭니다. 더불어 에너지를 얻는 과정에서 수소와 산소는 물론, 자동차 연료로 사용될 수 있는 메탄올과 연료전지, 고무제품의 원료로 사용되는 포름산 등 여러 고부가가치 정밀화학물질을 얻을 수 있습니다. 태양에너지와 물, 이산화탄소만 있으면 어디서든 에너지를 얻을 수 있는 친환경 기술일코미!

수많은 장점이 기대되는 대체에너지 인공 광합성의 미래 인공광합성은 효율 문제만 해결된다면 많은 장점을 기대할 수 있는 대체에너지입니다. 이에 효율을 개선하기 위한 수많은 연구가 이어지고 있습니다. 한국과학기술연구원(KIST)-이산화탄소를 일사나화탄소로 전환하는 기술을 발명 -태양광-화합물 전환 효율 12.1% 증가 한국화학연구원 -3D 구조 플라스틱 나뭇잎 기술 개발 -2차원 필름 구조보다 표면적이 넓어 태양광 효율 150% 증가

탄수중립 실현으로 지구를 지킬 인공광합성 탄소중립 실현에 큰 도움을 줄 것으로 기대되는 인공 광합성의 진화는 어디까지 이어질까요? 새로운 미래를 열어갈 인공 광합성의 발전을 기대하겠습니다! 인공광합성의 무궁무진한 가능성! 인공광합성의 발전을 응원할코미!

출처 한국중부발전

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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.