[추상적인]수소 에너지는 자원이 풍부하고 녹색, 저탄소, 활용 범위가 넓은 일종의 2차 에너지입니다. 이는 재생에너지의 대규모 소비를 돕고 계절과 지역에 걸쳐 전력망과 에너지 저장의 대규모 피크 절감을 실현하며 산업, 건설, 운송 및 기타 저탄소 분야의 촉진을 가속화할 수 있습니다.우리나라는 수소 생산과 대규모 응용 시장에 대한 탄탄한 기반을 갖추고 있으며, 수소 에너지 개발에 상당한 이점을 갖고 있습니다.수소에너지 산업의 발전을 가속화하는 것은 우리나라가 탄소중립이라는 목표를 달성하는 데 도움이 되는 중요한 길입니다.며칠 전 국가발전개혁위원회와 국가에너지청은 공동으로 '수소에너지 산업 발전 중장기 계획(2021~2035)'을 발표했다.수소에너지의 개발과 활용은 획기적인 에너지 혁명을 일으키고 있습니다. 수소 에너지는 에너지 위기를 타개하고 깨끗하고 저탄소이며 안전하고 효율적인 현대 에너지 시스템을 구축하기 위한 새로운 코드가 되었습니다.
에너지 위기는 수소에너지 개발과 활용의 길을 열었습니다.
대체에너지로서의 수소에너지가 인류의 시야에 들어오기 시작한 것은 1970년대부터다.당시 중동전쟁은 글로벌 석유위기를 촉발시켰다. 미국은 석유 수입 의존도를 없애기 위해 먼저 '수소 경제' 개념을 제시하며, 미래에는 수소가 석유를 대체하고 글로벌 교통을 지탱하는 주요 에너지가 될 수 있다고 주장했다.1960년부터 2000년까지 수소 에너지 활용의 중요한 도구인 연료전지는 급속히 발전했으며, 항공우주, 발전, 운송 분야에서의 적용은 수소 에너지의 2차 에너지원으로서의 타당성을 충분히 입증했습니다.수소에너지 산업은 2010년을 전후해 침체기를 겪었다.그러나 2014년 도요타의 '미래' 연료전지 자동차 출시는 또 다른 수소 붐을 촉발시켰습니다.그 후, 많은 국가에서는 수소 에너지 및 연료 전지 산업의 발전을 촉진하기 위해 주로 발전 및 운송에 초점을 맞춘 수소 에너지 개발을 위한 전략적 경로를 연속적으로 발표했습니다. EU는 산업, 운송, 발전 및 모든 분야의 기타 응용 분야에서 수소 에너지를 촉진하는 것을 목표로 2020년에 EU 수소 에너지 전략을 발표했습니다. 2020년 미국은 '수소 에너지 계획 개발 계획'을 발표하고 여러 핵심 기술 및 경제 지표를 공식화했으며 수소 에너지 산업 체인의 시장 리더가 될 것으로 예상됩니다.지금까지 세계 경제의 75%를 차지하는 국가들은 수소에너지 개발을 적극적으로 추진하기 위해 수소에너지 개발 정책을 펼쳐왔다.
선진국에 비해 우리나라의 수소에너지 산업은 아직 초기 발전 단계에 머물러 있다.최근 몇 년 동안 우리나라는 수소에너지 산업에 더 많은 관심을 기울여 왔습니다.2019년 3월 수소에너지가 처음으로 '정부사업보고서'에 기재되면서 공공부문 충전, 수소화 등 시설 구축이 가속화됐다. 에너지 카테고리에 포함됩니다. 2020년 9월, 재무부, 산업정보기술부 등 5개 부서가 공동으로 연료전지 차량의 시범 적용을 수행하고, 연료전지 차량의 핵심 핵심 기술의 산업화 및 실증 적용을 위해 적격 도시 집합체에 포상할 예정입니다. ;2021년 10월, 중국 공산당 중앙위원회와 국무원은 수소 에너지 사슬 전체의 발전을 조율하기 위해 '신개발 개념을 완전히 정확하게 구현하고 탄소 중립화를 잘 수행하기 위한 의견'을 발표했습니다. "생산-저장-전송-사용"; 2022년 3월 국가발전개혁위원회는 '수소에너지 산업 발전 중장기 계획(2021~2035)'을 발표했고, 수소에너지는 미래 국가 에너지 시스템의 중요한 부분으로 확인되었으며, 에너지 사용 터미널의 녹색 및 저탄소 전환을 실현하는 열쇠입니다. 중요한 운반체인 수소에너지 산업은 전략적 신흥 산업이자 미래 산업의 핵심 발전 방향으로 확인되었습니다.
최근 몇 년간 우리나라의 수소에너지 산업은 급속히 발전하여 기본적으로 수소 생산-저장-전송-사용의 전체 사슬을 포괄합니다.
수소 에너지 산업 체인의 상류는 수소 생산입니다. 우리나라는 약 3,300만 톤의 수소 생산 능력을 갖춘 세계 최대의 수소 생산국입니다.수소는 생산과정의 탄소배출량에 따라 '회색수소', '블루수소', '그린수소'로 구분된다.그레이수소는 화석연료를 연소해 생산되는 수소를 말하며, 생산과정에서 많은 양의 이산화탄소가 배출된다. 블루수소는 회색수소를 기반으로 탄소 포집 및 저장 기술을 적용해 저탄소 수소 생산을 달성한다. 그린수소는 태양광, 풍력 등 신재생에너지를 이용해 물을 전기분해해 수소를 생산하는 방식으로, 수소 생산 과정에서 탄소배출이 없다.현재 우리나라의 수소 생산은 석탄 기반 수소 생산이 약 80%를 차지하고 있습니다.앞으로도 신재생에너지 발전단가는 지속적으로 하락해 녹색수소 비중은 해마다 높아져 2050년에는 70%에 이를 것으로 예상된다.
수소에너지 산업체인의 중류는 수소의 저장과 수송이다. 고압 기체 저장 및 운송 기술은 상용화되었으며 가장 광범위한 수소 에너지 저장 및 운송 방법입니다.긴 튜브 트레일러는 운송 유연성이 높으며 단거리, 소량 수소 운송에 적합합니다. 액화수소저장과 고체수소저장은 압력용기가 필요 없고, 운송이 편리하며, 이는 향후 대규모 수소에너지 저장 및 운송이 지향하는 방향이다.
수소 에너지 산업 체인의 하류에는 수소의 포괄적인 응용이 있습니다. 산업 원료로서 수소는 석유, 화학, 야금, 전자, 의료 및 기타 분야에서 널리 사용될 수 있습니다. 또한 수소는 수소연료전지나 수소내연기관을 통해 전기와 열로 전환될 수도 있다. , 이는 사회적 생산과 삶의 모든 측면을 다룰 수 있습니다.2060년까지 우리나라의 수소에너지 수요는 1억 3천만 톤에 달할 것으로 예상되는데, 그 중 산업 수요가 약 60%를 차지하며, 운송 부문은 매년 31%로 확대될 것입니다.
수소에너지의 개발과 활용은 획기적인 에너지 혁명을 일으키고 있습니다.
수소 에너지는 교통, 산업, 건설, 전기 등 다양한 분야에서 폭넓은 활용 가능성을 갖고 있습니다.
운송 분야에서는 장거리 도로 운송, 철도, 항공, 해운 등 탄소 배출을 줄이기 위한 중요한 연료 중 하나로 수소에너지를 꼽고 있습니다.현 단계에서 우리나라는 수소연료전지버스와 대형트럭이 주를 이루고 있으며 그 수가 6,000대가 넘습니다.해당 지원 인프라 측면에서 우리나라는 250개 이상의 수소충전소를 구축했는데, 이는 전 세계 수의 약 40%에 해당하며 세계 1위를 차지하고 있습니다.베이징 동계올림픽조직위원회가 발표한 자료에 따르면, 이번 동계올림픽에서는 30개 이상의 수소충전소를 갖춘 1,000대 이상의 수소연료전지차의 운행을 시연할 예정이다. 세계.
현재 우리나라에서 수소에너지 활용 비중이 가장 높은 분야는 산업분야이다.에너지 연료 특성 외에도 수소 에너지는 중요한 산업 원료이기도 합니다.수소는 환원제로서 코크스와 천연가스를 대체할 수 있으며, 이는 철 및 제강 공정에서 탄소 배출의 대부분을 제거할 수 있습니다.재생 가능 에너지와 전기를 사용하여 물을 전기분해하여 수소를 생산하고 암모니아, 메탄올과 같은 화학 제품을 합성하는 것은 화학 산업에서 상당한 탄소 감소 및 배출 감소에 도움이 됩니다.
수소에너지와 빌딩의 융합은 최근 등장한 새로운 개념의 그린빌딩이다.건설분야는 전기에너지와 열에너지를 많이 소비해야 하며, 운송분야, 산업분야와 함께 우리나라 3대 에너지 소비가구로 꼽히고 있습니다.수소연료전지의 순수 발전 효율은 약 50%에 불과한 반면, 열병합 발전 효율은 85%에 달할 수 있다. 수소연료전지는 건물에 전기를 생산하는 반면, 폐열은 난방과 온수를 위해 회수될 수 있습니다.건물 터미널까지의 수소 운송 측면에서, 수소는 상대적으로 완전한 가정용 천연가스 파이프라인 네트워크의 도움으로 20% 미만의 비율로 천연가스와 혼합되어 수천 가구로 운송될 수 있습니다.2050년에는 전 세계 건물 난방의 10%, 건물 에너지의 8%가 수소로 공급되어 연간 7억 톤의 이산화탄소 배출량을 줄일 것으로 추산됩니다.
전기 분야에서는 재생에너지의 불안정성으로 인해 수소에너지가 전기-수소-전기 전환을 통해 새로운 형태의 에너지 저장장치가 될 수 있다.전력 소비가 적은 기간에는 잉여 재생에너지로 물을 전기분해하여 수소를 생산하고 고압 기체, 저온 액체, 유기 액체 또는 고체 형태로 저장합니다. 전력 소비가 가장 많은 기간 동안 저장된 수소는 연료를 통해 전달됩니다. 배터리 또는 수소 터빈 장치는 전기를 생성하여 공공 전력망에 공급합니다.수소 에너지 저장 장치의 저장 규모는 최대 100만 킬로와트로 더 크며 저장 시간도 더 깁니다. 태양에너지, 풍력에너지, 수자원의 출력 차이에 따라 계절별 저장이 가능합니다.2019년 8월, 중국 최초의 메가와트 규모 수소 에너지 저장 프로젝트가 안후이성 루안에서 시작되었으며, 2022년 발전용 그리드에 성공적으로 연결되었습니다.
동시에 전기-수소 결합은 우리나라의 현대 에너지 시스템 구축에 중요한 역할을 할 것입니다.
청정 및 저탄소 관점에서 볼 때, 대규모 전력화는 운송 분야의 전기 자동차가 연료 차량을 대체하고, 건설 분야의 전기 난방이 기존 보일러 난방을 대체하는 등 우리나라의 여러 분야에서 탄소 감소를 위한 강력한 도구입니다. .그러나 아직까지 직접 전화화를 통한 탄소 감축을 달성하기 어려운 일부 산업이 있습니다. 가장 어려운 산업에는 철강, 화학, 도로 운송, 운송 및 항공이 포함됩니다.수소 에너지는 에너지 연료와 산업 원료라는 이중 특성을 갖고 있어 위에서 언급한 심층적인 탈탄소화가 어려운 분야에서 중요한 역할을 할 수 있습니다.
안전성과 효율성의 관점에서 볼 때, 첫째, 수소에너지는 재생에너지 비중을 높이고 우리나라의 석유 및 가스 수입 의존도를 효과적으로 줄일 수 있습니다. 우리나라의 에너지 공급과 소비의 지역적 균형 또한, 재생에너지의 전기요금을 낮추어 녹색전력과 녹색수소에너지의 경제성을 제고하고 대중의 폭넓은 수용과 이용을 촉진할 것이다. 에너지 허브로서 수소에너지와 전기는 더욱 중요합니다. 열에너지, 냉에너지, 연료 등 다양한 에너지원을 쉽게 결합하여 상호 연결된 현대 에너지 네트워크를 공동으로 구축하고 탄력성이 높은 에너지 공급 시스템을 형성하며, 에너지 공급 시스템의 효율성, 경제성 및 보안을 향상시킵니다.
우리나라 수소에너지 산업의 발전은 여전히 어려움에 직면해 있습니다.
저비용, 저배출 그린수소 생산은 수소에너지 산업이 직면한 중요한 과제 중 하나입니다.새로운 탄소배출을 추가하지 않는다는 전제 하에 수소원천 문제를 해결하는 것이 수소에너지 산업 발전의 전제이다.화석 에너지 수소 생산과 산업 부산물 수소 생산은 성숙하고 비용 효율적이며 단기적으로는 주요 수소 공급원으로 남을 것입니다.그러나 화석에너지의 매장량은 제한되어 있으며, 수소 생산 과정에서는 여전히 탄소 배출 문제가 남아 있습니다. 산업부생수소생산량은 제한적이며 공급방사거리도 짧다.
장기적으로 물 전기분해를 통한 수소 생산은 재생에너지와 결합하기 쉽고, 규모도 더 크며, 더 깨끗하고 지속 가능하며, 가장 잠재력이 높은 녹색 수소 공급 방식입니다.현재 우리나라의 알칼리 전기분해 기술은 국제수준에 가깝고 상업용 전기분해 분야의 주류 기술이지만 앞으로 원가절감의 여지는 제한적이다.현재 수소 생산을 위한 물의 양성자 교환막 전기분해는 비용이 많이 들고, 핵심 장치의 국산화 정도는 해마다 높아지고 있다.고체산화물 전기분해는 국제적으로 상용화에 가까워졌지만 국내에서는 아직 따라잡는 단계에 있다.
우리나라의 수소 에너지 산업 체인 공급 시스템은 아직 완성되지 않았으며 대규모 상용 적용 사이에는 여전히 격차가 있습니다.우리나라에는 200개 이상의 수소화 스테이션이 건설되었으며, 그 중 대부분은 35MPa의 기체 수소화 스테이션이며, 더 큰 수소 저장 용량을 갖춘 70MPa의 고압 기체 수소화 스테이션은 작은 비율을 차지합니다.액화수소 충전소, 통합수소 생산 및 수소화 충전소 건설 및 운영 경험이 부족합니다.현재 수소 수송은 주로 고압 기체 장관 트레일러 수송을 기반으로 하고 있으며 파이프라인 수송은 여전히 취약한 부분이다.현재 수소 파이프라인의 주행 거리는 약 400km이고, 사용 중인 파이프라인은 약 100km에 불과합니다.파이프라인 운송 역시 수소 누출로 인한 수소 취화 가능성에 직면해 있습니다. 앞으로도 파이프라인 재료의 화학적, 기계적 특성을 더욱 개선하는 것이 여전히 필요합니다.액체수소 저장기술과 금속수소화물 수소저장 기술은 상당한 진전을 이루었지만, 수소 저장 밀도, 안전성, 비용 간의 균형이 해결되지 않았으며 대규모 상용 응용 간에는 여전히 일정한 격차가 있습니다.
전문적인 정책 시스템과 다부처, 다분야 조율 및 협력 메커니즘은 아직 완벽하지 않습니다.'수소에너지산업 발전 중장기 계획(2021~2035)'은 국가 차원의 첫 수소에너지 발전계획이지만, 아직 특별계획과 정책체계 개선이 필요하다. 앞으로는 산업발전의 방향과 목표, 우선순위를 더욱 명확히 할 필요가 있다.수소 에너지 산업 체인에는 다양한 기술과 산업 분야가 포함됩니다. 현재, 학제 간 협력이 부족하고 부서 간 조정 메커니즘이 부족한 등의 문제가 여전히 존재합니다.예를 들어 수소충전소 건설에는 자본, 기술, 인프라, 유해화학물질 관리 등 다부처 협력이 필요하다. 현재는 관할 당국이 불분명하고, 승인이 어렵고, 수소 특성이 여전히 유해화학물질일 뿐이어서 산업 발전에 심각한 위협이 되는 등의 문제가 있습니다. 큰 제약.
우리는 기술, 플랫폼, 인재가 우리나라 수소에너지 산업 발전을 뒷받침하는 성장포인트라고 믿습니다.
첫째, 핵심핵심기술의 수준을 지속적으로 향상시키는 것이 필요하다.기술혁신은 수소에너지 산업발전의 핵심이다.앞으로도 우리나라는 녹색 및 저탄소 수소 에너지의 생산, 저장, 운송 및 응용 분야의 핵심 핵심 기술에 대한 연구 개발을 지속적으로 추진할 것입니다.양성자 교환막 연료전지의 기술 혁신을 가속화하고, 핵심 소재를 개발하며, 주요 성능 지표 및 대량 생산 능력을 향상하고, 연료 전지의 신뢰성, 안정성 및 내구성을 지속적으로 향상시킵니다.핵심 부품 및 핵심 장비의 연구 개발 및 제조를 촉진하기 위해 노력할 것입니다.신재생에너지의 수소생산 전환효율 향상과 단일기기별 수소생산 규모 제고를 가속화하고, 수소에너지 인프라 연계 핵심 핵심기술의 돌파구를 마련한다.수소에너지 안전의 기본법칙에 대한 연구를 지속적으로 수행합니다.수소에너지 첨단기술, 핵심장비, 실증응용, 주요 제품의 산업화를 지속 추진하고, 수소에너지 산업의 고품질 개발기술 체계를 구축한다.
둘째, 산업혁신 지원 플랫폼 구축에 주력해야 합니다.수소에너지 산업의 발전은 핵심 영역과 핵심 링크에 집중하고, 다단계, 다각화된 혁신 플랫폼을 구축해야 합니다.대학, 연구소, 기업이 핵심 실험실과 첨단 교차 연구 플랫폼 구축을 가속화하고, 수소에너지 응용에 관한 기초 연구와 첨단 기술 연구를 수행할 수 있도록 지원합니다.2022년 초, 국가발전개혁위원회와 교육부는 화북전력대학의 국가 에너지 저장 기술 산업-교육 통합 혁신 플랫폼 프로젝트에 대한 타당성 조사 보고서 승인'을 발표했습니다. 전력대학 국가 에너지 저장 기술 산업-교육 통합 혁신 플랫폼 프로젝트 공식적으로 승인되어 첫 번째 대학이 "지휘"하는 프로젝트가 되었습니다.그 후, 화북전력대학교 수소에너지 기술 혁신 센터가 공식적으로 설립되었습니다.혁신 플랫폼과 혁신 센터는 전기화학적 에너지 저장, 수소 에너지 및 전력망 응용 기술 분야의 기술 연구에 중점을 두고 국가 수소 에너지 산업의 발전을 적극적으로 촉진합니다.
셋째, 수소에너지 전문가팀 구축을 추진할 필요가 있다.수소에너지 산업의 기술 수준과 규모는 계속해서 획기적인 발전을 이루고 있습니다. 그러나 수소에너지 산업은 인재팀의 큰 격차, 특히 수준 높은 혁신 인재의 심각한 부족에 직면해 있다.며칠 전 화북전력대학에서 선포한 '수소에너지 과학공정' 전공이 일반 대학 학부 학과 목록에 공식적으로 포함됐고, '수소에너지 과학공정' 학과도 '수소에너지 과학공정' 학과에 포함됐다. 새로운 학제간 과목.본 학과에서는 전력공학, 공학열물리학, 화학공학 및 기타 학문을 견인차로 삼아 수소 생산, 수소 저장 및 운송, 수소 안전, 수소 전력 및 기타 수소 에너지 모듈 과정을 유기적으로 통합하고 전방위적인 학제간 기초 및 교육을 수행합니다. 응용 연구. 우리나라 에너지구조의 안전한 전환을 실현하는 것은 물론, 우리나라 수소에너지산업과 에너지산업의 발전을 위해 유리한 인재지원을 제공할 것입니다.
게시 시간: 2022년 5월 16일