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화석연료 및 대체에너지 자원을 기반으로 한 수소생산 경제성 조사

전문가 제언: ○ 본문은 재래식 화석연료(석탄과 천연가스)에 의한 수소 생산비와 대체에너지(원자력, 풍력, 태양에너지 및 바이오매스 등)를 기반으로 여러 가지 기술을 적용하여 생산한 수소 비용을 비교하였다. 일반적인 결론은 탄소 포획 격리 비용을 포함해도 화석연료가 원료인 재래식 방법의 수소 생산비가 아직도 가장 경제적이라는 점이다. 그 중에도 태양에너지에 의한 수소 생산은 경제성에서 경쟁이 불가능하다고 보았다.

○ 현재의 휘발유 비용은 대략 2.00-4.00 $/갤런에서 움직인다. 1 kg의 수소는 에너지 함량이 1 갤런의 휘발유와 거의 같음으로 열량을 기준으로 수소가 경제성이 있으려면 kg 당 이 비용 범위에서 수소를 생산하여야 한다. 따라서 대체에너지를 기반으로 한 수소가 거의 모두 4.00 $/kg을 넘을 것이 예상됨에 따라 수소 경제로의 전환은 매우 비관적으로 보게 되기 쉽다.

○ 그러나 수소와 휘발유는 그 발열량만으로 경제성을 따질 수 없다. 연료전지와 전기모터는 휘발유 내연기관에 비해 연료를 기계에너지로 전환하는데 효율이 두 배는 될 것이다. 따라서 그 생산과 사용에서 오는 환경적 혜택을 포함하여 최종 사용처에서 높은 효율을 얻을 수 있음으로 수소의 생산 비용이 두 배 높아도 경쟁력을 가질 수 있다는 점을 고려해야 한다.

○ 본문은 바이오매스의 열분해와 가스화에 의한 수소 생산을 매우 촉망되는 것으로 보고 있다. 그러나 본문이 지적한 식량 생산 외에 추가적으로 필요한 토지 문제 뿐 아니라 바이오매스도 다른 재생에너지가 갖고 있는 간헐성 문제를 극복하지 못한다. 즉 그 생산이 계절적이어서 용량요소가 적고 이를 높이자면 방대한 원료 저장시설(에너지 저장)을 갖추어야 하는 문제가 있다.

○ 본문에서 바이오매스의 생물학적 공정은 경제성에서 매우 비관적으로 본다. 생물학적 반응은 주로 미생물에 의한 발효반응인데 반응속도가 매우 느려 월 단위로 계산하는 것이 보통이다. 따라서 반응기의 규모가 매우 커지고 필요 토지를 기준으로 할 때 매우 불리하다.

저자: Bartels, J.R., Pate, M.B., Olson, N.K.
자료유형: 학술정보