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태양광의 열화학적 반응을 이용한 수소 생산

전문가 제언: ○ 미국을 위시하여 일본, 독일 및 캐나다에서는 환경친화적인 수소를 연료로 사용하는 연료전지자동차의 시범운행을 통하여 2020년 이후에는 이의 상용화를 도모하고 있다. 그러나 수소는 그 방대한 자원량에도 불구하고 자연 중에서는 화합물로만 존재하기 때문에 이를 획득하기 위해서는 다시 에너지를 투입해야 한다.

○ 현재 산업용으로 사용하고 있는 고순도(순도 99.99%)의 수소는 95% 이상이 천연가스의 수증기 개질 프로세스에 의하여 제조되고 있지만, 이에는 1kg의 액화수소를 제조하기 위해서 20kg 가량의 이산화탄소를 발생하고 있어 온실가스의 배출량 억제에 도움이 되지 않는다. 나머지는 비교적 저렴한 수력발전에 의한 물의 전기분해에 의해 생산되지만 이도 제조원가가 비교적 고가이기 때문에 수소연료전지자동차의 상용화에 걸림돌이 되고 있다.

○ 따라서 현재 세계 각국에서는 열화학적 프로세스를 통하여 물로부터 수소를 얻기 위한 연구에 노력을 기울이고 있으며, 1,000〜10,000배로 집광된 태양에너지를 열원으로 하는 프로세스의 개발에 주력하고 있지만 현재의 기술수준으로는 태양에너지에 의한 열화학적 프로세스로 수소를 생산하는 것은 태양광발전으로 얻은 전력(현재로는 가장 비쌈)에 의하여 물을 전기분해하는 것과 같은 정도로 경제성이 거의 없는 것으로 알려지고 있다.

○ 일본에서는 수소스테이션 시범사업을 통하여 수소충전소에서 천연가스, 석유가스, 메탄올 등의 개질에 의하여 제조된 수소를 차량에 충전하는 한편, 원자력에너지에서 얻는 고온의 기체 혹은 액체를 열원으로 하는 열화학적 프로세스의 개발에 주력하고 있다. 우리나라도 한국원자력연구소 및 한국에너지기술연구원에서 원자력을 이용하여 물로부터 수소를 제조하는 열화학적 프로세스의 개발에 착수하고 있다.

○ 그러나 도로에서 주행해야 하는 자동차용의 연료전지의 가격도 2020년까지는 크게 떨어지지 않을 것으로 예상하는 전문가도 많을 뿐만 아니라 수소제조원가도 획기적으로 낮출 수 있는 프로세스의 개발에도 장기간이 소요될 것으로 예상되므로 우리나라로서는 연료전지자동차보다는 바이오디젤을 연료로 하는 하이브리드자동차의 개발에 주력하는 것이 보다 바람직하다.

저자: Steinfeld, Aldo
자료유형: 학술정보