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.

폐배터리! 포항의 자원이 되다

그림입니다. 원본 그림의 이름: CK_tc00240100332.jpg 원본 그림의 크기: 가로 5760pixel, 세로 3840pixel 사진 찍은 날짜: 2023년 03월 23일 오후 5:09 카메라 제조 업체 : Canon 카메라 모델 : Canon EOS 5D Mark III 프로그램 이름 : Adobe Photoshop 22.5 (Windows) F-스톱 : 8.0 노출 시간 : 8/10초 IOS 감도 : 100 노출 모드 : 자동

그림입니다. 원본 그림의 이름: CK_tc00360000459.jpg 원본 그림의 크기: 가로 5760pixel, 세로 3840pixel 사진 찍은 날짜: 2020년 12월 06일 오후 4:57 카메라 제조 업체 : Canon 카메라 모델 : Canon EOS 5D Mark III 프로그램 이름 : Adobe Photoshop Lightroom Classic 10.0 (Windows) F-스톱 : 8.0 노출 시간 : 1/400초 IOS 감도

경상북도에서 가장 큰 도시 포항은 세계적인 철강 업체 ‘포스코 본사’가 위치한 도시로 유명합니다. 포항의 대표적인 해수욕장인 구룡포해수욕장, 칠포해수욕장은 여름마다 관광객들로 북적이고, 해돋이 명소 호미곶은 대한민국 내륙에서 해가 가장 먼저 뜨는 곳으로 눈부신 일출을 감상할 수 있는 장소입니다. 그 외에 볼거리와 즐길거리, 신선한 먹거리가 가득해 오랫동안 관광지로서 큰 사랑을 받고 있죠.

그림입니다. 원본 그림의 이름: CK_cm270033839.jpg 원본 그림의 크기: 가로 5472pixel, 세로 3648pixel 사진 찍은 날짜: 2023년 06월 02일 오후 8:18 카메라 제조 업체 : SONY 카메라 모델 : DSC-RX100M3 프로그램 이름 : Adobe Photoshop 24.5 (Windows) F-스톱 : 4.5 노출 시간 : 1/40초 IOS 감도 : 800 노출 모드 : 자동 35mm 초점 거리 :

포항은 우리나라 철강산업의 중심 지역이지만, 지역의 미래를 위해 한 가지 산업에만 의존할 수 없는 것이 현실입니다. 따라서 포항은 자생적인 산업 기반을 통해 새로운 산업을 창출하고자 노력하고 있는데요. 포항은 차세대 산업으로 2차전지, 그중에서도 수명이 다한 폐배터리를 재활용 및 재사용하는 배터리 자원순환 산업에 집중했습니다.

2차전지 산업의 발전을 위한 포항시의 노력을 엿볼 수 있는 장소가 있습니다. 바로 블루밸리국가산업단지입니다. 블루밸리국가산업단지는 포항시 남구 동해면 공당리에 위치해 있는데요. 포항 동해면에는 숨겨진 비경이 하나 있습니다. 아름다운 해안가 풍경을 지닌 이곳에 1km의 트래킹 로드가 조성되어 있어 해변을 거닐며 드넓게 펼쳐진 영일만 바다와 독특한 절벽을 감상하면서 산책을 할 수 있죠.

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▲포항 블루밸리 수소연료전지 발전소 준공식(출처 : 포항시청)

다시 블루밸리국가산업단지로 돌아와 볼까요? 2023년 이곳에서 국가 배터리 자원순환 산업의 전초기지 ‘사용 후 배터리 자원순환 클러스터’가 착공되었습니다. 사용 후 배터리 자원순환 클러스터는 2025년 6월에 준공될 예정이라고 합니다. 이로써 포항은 철강산업을 넘어 2차전지 산업의 중심 도시로 발돋움하게 되었습니다.

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전기차 및 2차전지 산업은 전 세계적으로 시행 중인 탄소중립 정책에 따라 급속히 성장하고 있습니다. 그러나 환경을 이롭게 하기 위해 만든 배터리가 쓰임이 다한 후에는 유독물질로 인해 처리가 곤란한 경우가 많습니다. 친환경 산업이라는 정체성을 지키고, 환경에 미치는 악영향을 최소화하기 위해 폐배터리를 활용하는 배터리 순환경제에 대한 필요성이 커지게 되었습니다.

세계 폐배터리 재활용 시장 규모는 연평균 17% 성장하여 2023년에 108억 달러였던 규모가 2040년이 되면 2,089억 달러를 기록할 것으로 예측되기도 했습니다. 2차전지 산업의 발달에 따른 자연스러운 흐름인 것이죠.

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폐배터리를 어떻게 재활용하는지에 대해 궁금하신 분들이 계실 텐데요. 폐배터리의 활용 방안은 생각보다 무궁무진합니다. 폐배터리에는 리튬, 니켈, 코발트 등 주요 원자재가 포함되어 있는데, 이를 추출하여 재활용하면 배터리 생산 비용을 대폭 줄일 수 있습니다. 산화리튬의 경우 광산에서 발견되는 최고 등급의 리튬 농도보다 훨씬 높은 고급 원료를 추출할 수 있습니다. 광산에서 광물을 캐듯, 폐배터리에서 광물을 뽑아내는 것이죠.

그림입니다. 원본 그림의 이름: CK_cm27015052.jpg 원본 그림의 크기: 가로 5616pixel, 세로 3743pixel 사진 찍은 날짜: 2018년 05월 21일 오후 7:08 카메라 제조 업체 : Canon 카메라 모델 : Canon EOS 5D Mark II 프로그램 이름 : Adobe Photoshop Lightroom 6.14 (Windows) F-스톱 : 8.0 노출 시간 : 1/125초 IOS 감도 : 100 노출 모드

우리나라 환경부는 2030년이 되면 연간 폐배터리 발생량이 107,500여 개에 달할 것으로 예상하고 있습니다. 쓸만큼 썼다고 폐기해버리기에는 10만 개가 넘는 폐배터리의 잠재력이 크기에 이를 활용하는 산업은 반드시 필요합니다.

그러한 역할의 중심이 되어 줄 포항시는 사용 후 배터리 자원순환 클러스터 조성을 통해 우리나라 폐배터리 재활용 산업을 선도해 나갈 예정입니다. 철강도시에서 2차전지 산업의 중심지로 새로운 역사를 써내려 갈 포항시, 미래가 더욱 기대되는 도시입니다!

참고자료

매일신문, [포항 2차전지 도약] 2025년 전기차 폐배터리 재활용 클러스터 짓는다

https://www.imaeil.com/page/view/2023120514475301075

LG에너지솔루션, BATTERY INSIDE, 세상의 모든 배터리에 대한 궁금증 – 글로벌 폐배터리 산업의 동향은 어떻게 될까?

https://inside.lgensol.com/2023/09/%EC%84%B8%EC%83%81%EC%9D%98-%EB%AA%A8%EB%93%A0-%EB%B0%B0%ED%84%B0%EB%A6%AC%EC%97%90-%EB%8C%80%ED%95%9C-%EA%B6%81%EA%B8%88%EC%A6%9D-%EA%B8%80%EB%A1%9C%EB%B2%8C-%ED%8F%90%EB%B0%B0%ED%84%B0/

조선비즈, [2차전지 대해부] 노다지로 떠오른 폐배터리 재활용

https://biz.chosun.com/industry/company/2023/06/05/JJ67ALHP3RDEHA36U7QARLJZTU/

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.