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2003-12-30 |
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대체에너지 연구분석 세미나 지상중계 |
세미나 지상중계/수소에너지 기술개발 현황과 대책
실용화 가능한 모델제시 급선무
수소에너지는 청정에너지 중의 하나이다. 수소는 연소시 극소량의 질소
가 생성되는 것을 제외하고는 공해물질이 배출되지 않으며, 직접 연소
를 위한 연료 또는 연료전지 등의 연료로 사용이 간편하다.
또 무한정인 물을 원료로 해 제조할 수 있으며 가스나 액체로 쉽게 저
장 수송할 수 있는 장점이 있다. 게다가 산업용 기초소재에서부터 일반
연료, 자동차, 비행기, 연료전지 등 현재의 에너지시스템에서 사용되는
거의 모든 분야에 응용돼 미래의 에너지시스템에 가장 적합한 에너지원
으로 평가되고 있는 것이다.
선진외국 기술개발
미국, 일본, 독일 등 선진 각국에서는 지난 70년대 말부터 수소의 제
조, 저장, 이용등 분야별 연구개발에 힘을 쏟고 있다. 미국의 경우 우주
개발, 군사용 등 특수분야에 실용화 기술을 확보해 놓고 있다. 일본은
새롭게 추진되고 있는 뉴선샤인 계획을 통해 지속적으로 연구를 수행해
오고 있으며, WE-NET프로그램 등으로 관련연구의 국제화도 추진하고 있
다.
독일은 대체전원으로부터 수소의 제조와 저장, 그리고 이를 연료전지,
수소보일러, 수소자동차 등에 이용하는 수소에너지 시스템기술 실증플랜
트를 설치, 운용하고 있다.
향후 15년 뒤에는 석유와 가스를 분해해서 얻어지는 수소가 일부 차량
의 동력원으로 이용될 것으로 전망하고 있으며, 50년 뒤에는 물에서 분
해된 수소가 대부분의 용도에서 석유를 완전히 대체할 것으로 보인다.
이런 점에서 1차 에너지가 아닌 2차 에너지로서의 에너지 매개수단으로
보아 에너지매체(energy carrier)라 한다.
수소에너지는 다양한 형태로의 수송과 저장이 용이하고 물을 원료로 하
여 재사용이 가능하다. 그러므로 현재의 인류가 당면한 에너지문제와 환
경오염문제의 가장 유력한 해결 대안으로 부각되고 있다.
아직까지 국내 기업의 기술개발은 참여가 부진하지만 해외기업의 자동차
용 연료전지는 내년에 상용화가 전망되며 발전용 연료전지의 발전비용
은 2010년까지 계속 하락하는 추세를 보일 것이라는 것이 지배적이다.
연료전지의 보급시장은 1999년에는 0.4억불/년(인산형 발전용 기준)
2010년 13억불/년(발전용, 자동차, 전자기기 용 포함)로 될 전망이다.
연료전지 발전 기술개발의 전략으로는 1세대 인산형(PAFC) 초기시장을
형성하고 고분자형(PEMFC) 차세대 자동차 기술을 선점하고(2010년 실용
화) 고체산화물(SOFC), 용융탄산염(MCFC)은 대규모 발전용을 개발하고
직접 메탄올(DMFC)이나 마이크로 연료전지(MFC) 등 소형 이동전원용 개
발을 목표로 하고 있다.
한편 후발주자인 일본은 2000년에 20만kw, 2010년에는 220만kw의 상용화
를 목표로 하고 있으며 100Kw급 전지의 개발을 완료하고 이제는 200Kw
급 개발을 추진하고 있으며 동시에 가스회사·전력회사가 참여하는 대규
모 연구조합을 결성하였다.
그러나 연료전지를 이용한 발전비용이 기존의 것에 비해서 2~3배 높고,
연료 공급의 인프라가 안 갖추어져 있으며, 내구연한의 극복 문제 등을
고려할 때 아직 연료전지시장이 본격적으로 실용화되기에는 시간이 걸
릴 것으로 보이지만 연평균 30% 이상의 고속성장을 할 것이라는 것은 틀
림없을 것이다. 다만 기술수준이 미국이나 일본에 비해서 아직은 낮은
데 이를 극복할 수 있는 지원이 필요하다고 본다.
수소·연료전지 자동차의 시장은 2005~2010년 동안 전세계적으로 5~10만
대 정도가 보급되고 2030년대에는 매년 5,000만대가 생산되어 세계 수요
의 10%를 차지할 것으로 전망하고 있다.
전세계는 수소에너지 개발에 전력을 다하고 있다. 미국은 1990년, 이른
바 마츠나가 수소연구 개발법안 (Matsunaga Hydrogen Research and
Development Act)을 본격 통과하여 요소기술(Critical Technology)을 개
발하였다. ‘96년에는 미래 수소법에 따라 수소의 생산, 저장, 이용 등
에 관한 연구개발을 추진하여 1996년부터 2001년까지 1억6,400만불을 투
자하였다.
한편 2025년까지 단기(∼2005년)/중기(∼2010년)/장기(∼2025년)로 기간
을 나누어 수소 도입 목표를 정량적으로 제시하고 있는데 2025년 전체에
너지 공급량의 10%를 태양 등 재생가능에너지로부터 제조된 수소의 공급
을 목표로 하고 있다.
독일은 「German Hydrogen Project」를 97년부터 추진하였는데 ‘97년
도 2,500만 ∼ 3,100만DM 투자를 하여 뮌헨공항의 차량 수소화 프로젝트
를 추진하고 있다.
아일랜드는 2001년까지 수소연료전지 자동차를 개발하고 2015년까지 석
유소비를 전부 대체한다는 계획을 추진 중이다. 일본은 수소이용 국제
클린 에너지시스템 기술개발을 위해서 1993년부< |
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