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.
(산업부 뉴스) 도시가스에 수소 섞어 공급한다!
도시가스로 인한 온실가스 배출을 감축하고 수소 공급을 확대하기 위해
도시가스로 인한 온실가스 배출을 감축하고 수소 공급을 확대하기 위해 정부가 2026년까지 도시가스에 수소를 20% 섞어 공급합니다.
이에 따라 민관 합동으로 ‘도시가스 수소혼입 실증 추진단’을 구성해 올해부터 본격 실증에 들어갑니다.
도시가스 수소혼입이란?
▲ 도시가스에 수소를 혼합, 도시가스 공급배관을 통해 공급하는 것
▲ 정부는 2026년까지 도시가스에 수소 20% 혼입을 목표로 올해부터 실증 추진
기대효과는?
▲ 온실가스 발생량 감축
- 우리나라 연간 천연가스 사용량은 4000만 톤
- 여기에 수소를 10vol%(부피백분율) 혼입하면
- 연간 129만톤의 천연가스 사용이 줄어 연 355만톤의 이산화탄소 감축 기대
▲ 전국적‧효율적 수소 공급
- 전국 곳곳에 연결돼 있는 도시가스 배관망(5만km)을 통해 수소 공급
- 수소 전용 배관망이 갖춰지기 전 효율적으로 수소를 전국에 확산
- 수소혼입이 상용화되면 가정용 보일러‧가스레인지, 산업용 보일러, 압축천연가스(CNG)버스 등 도시가스를 사용하는 모든 기기에 수소 함께 사용 가능
실증은 왜 필요한가?
- 수소는 크기가 작고 가벼워 ▲수소취성* ▲수소 누출 ▲도시가스와 수소의 분리 현상 등이 발생할 수 있음
*수소가 금속 내부로 확산돼 금속을 파괴하는 현상
이에 따라
▲ 도시가스 배관망과 사용기기에 대해 수소 호환성과 안전성 검증이 반드시 필요
▲ 미국, 영국, 독일 등 해외에서도 수소혼입 실증 활발
실증 계획은?
▲ 1단계
- 2023년부터 정부 연구개발(R&D) 과제를 통해 도시가스 배관에 대한 수소 호환성과 안전성 검증
- R&D 과제 추진에 필요한 시험설비는 올 2분기부터 가스공사 평택인수기지에 구축
▲ 2단계
- 2024년부터 R&D 검증 결과를 바탕으로 배관재질, 배관망 형태, 주민수용성 등을 고려해 제한된 구역에서 실제 도시가스 배관망에 수소혼입 실증
- 2026년 ‘도시가스 사업법’을 개정해 수소혼입 제도화
정책
* △그린‧블루수소 생산‧도입, △수소 유통인프라 확충, △수소발전‧모빌리티‧수소산업공정 확산, △수소 클러스터·도시·규제특구 육성, △수소안전‧기술개발‧국제협력 등
* 청정수소 비중 / 자급률 목표 : (’20년) 0% / 0% → (‘30년) 75% / 34% → (’50년) 100% / 60%
* 그린수소 생산확대 / 단가 : (‘30년) 25만톤 / 3,500원/kg → (’50년) 300만톤 / 2,500원/kg
* ’25년 국내 블루수소 최초 생산(25만톤급, 보령)
* 블루 암모니아 해외 생산 개시(’25), 블루 암모니아 해외 도입 개시(‘27)
* 수소충전기 보급목표(기): (’22) 310 → (‘25) 450 → (’30) 660 → (‘40) 1,200 → (’50) 2,000 이상
* 수소발전량 : (‘20) 3.5TWh → (’30) 48.2TWh → (‘50) 287.9TWh ('20년 대비 82배↑)