수소의 색: 친환경의 의미

대체 에너지원으로서 수소의 잠재력은 현재 정부, 에너지 공급업체, 소비자, 투자자 모두에게 뜨거운 화두입니다.

수소는 인류에게 알려진 가장 단순한 원소이며, 삶의 모든 측면에서 중요한 부분을 차지합니다. 태양의 약 75%를 구성하고, 물의 주요 성분이며 가스, 석탄 및 기타 연료의 주요 구성 요소입니다.

기업들은 수소를 통해 운송 및 산업에 동력을 공급하고자 하고, 정부는 수소를 포함한 에너지원으로 도시 및 도시 공급망을 다양화하고자 하며, 가정에서는 수소를 사용하여 환경 친화적인 방식으로 전력과 물을 생산하고자 합니다.

영국은 2050년까지 탄소 중립을 달성하기 위해 친환경 및 청색 수소에 수십억 달러를 투자할 계획이며, 다른 많은 국가들도 대규모 및 소규모 계획에 투자하고 있습니다.

첫 번째 원소는 사실 무색 기체이지만, 업계에서는 원산지와 수소를 얻는 방법에 따라 다양한 색상의 수소를 지칭합니다:

미래의 전력을 대표한다고 주장하는 다양한 수소가 시중에 나와 있는 만큼, 다양한 유형과 친환경 에너지의 미래에 수소가 어떤 의미를 갖는지에 대한 간단한 가이드를 공유하는 것이 도움이 될 것이라고 생각했습니다.

수소 스펙트럼

아마도 가장 큰 관심은 청색, 회색 및 녹색 수소 공급원이겠지만, 에너지 공급망에는 더 많은 수소가 존재합니다.

백수소는 자연적으로 발생하며, 지하 자원과 논란이 되고 있는 셰일가스 파쇄를 통해 얻을 수 있습니다.

대기 중 수소는 매우 적기 때문에 모두 지하에서 나오지만 현재 상업적으로 활용되는 수소는 없습니다.

전 세계적으로 가장 일반적인 수소 생산 방식은 증기 메탄 개질 공정을 사용하여 수소를 생성하고 포집하는 것이지만, 이 과정에서 CO2가 배출됩니다.

청색 수소는 회색 수소와 유사하지만 생산 공정에 추가 단계가 있어 회색 수소보다 더 친환경적입니다: 일반 천연가스에서 뜨거운 물을 사용하여 증기와 수소 가스를 생성하는 증기 개질 공정을 통해 추출합니다.

이산화탄소도 발생하지만 이산화탄소 배출을 방지하기 위해 포집하여 지하에 저장합니다. 이렇게 하면 탄소 에너지가 더 낮아지지만 더 많은 비용과 탄소 저장 요구 사항을 고려해야 합니다.

현재 친환경 운동의 포스터 어린이인 친환경 수소 생산은 순 배출량이 0입니다: 재생 가능 에너지의 전기와 물을 사용하여 그리드 안팎에서 잉여 에너지를 사용하여 생산할 수 있습니다.

물을 전기분해하면 H2O가 수소와 산소로 분리됩니다.

초기 태양광 및 풍력 발전 방식과 마찬가지로, 현재 이 과정은 비용이 많이 들지만 기술이 발전하고 탄소 제로에 대한 기업과 소비자의 관심이 높아짐에 따라 가격이 낮아질 것입니다.

이 경우 전기분해의 전원이 태양열인 경우 이를 황색 수소라고 부르기도 합니다.

적색 수소(분홍색 또는 보라색 수소라고도 함)는 녹색 또는 회색 수소와 동일한 공정을 사용하여 생성할 수 있지만 동력원은 원자력 에너지 또는 원자력에서 나오는 증기입니다.

정치적으로 원자력은 여전히 고비용 옵션이지만, 안전하게 운영하면 더 넓은 경제에 유용한 친환경 전력과 수소와 같은 부산물을 제공할 수 있습니다.

목록에 있는 실험적인 항목인 이 기술은 메탄으로 시작하여 천연가스에서 탄소를 제거하여 무공해 수소를 만드는 산업 공정을 사용합니다.

간단한 공정이지만 대규모로 검증되지 않았고 친환경적인 탄소 포집이 필요한 공정입니다. 연구계에서 활발히 논의되고 있는 이 기술은 앞으로 인기를 끌 것으로 예상됩니다.

앞서 언급했듯이 천연 수소는 석탄에 존재하므로 가스화 과정을 통해 수소를 추출할 수 있습니다.

그러나 이름에서 알 수 있듯이 이것은 친환경적인 옵션이 아니며 고석탄 경제에서 사용됩니다. 갈색 수소라고도 불리는 이 에너지원은 청정 에너지로 간주할 수 없으며 탄소 경제에서 벗어나면서 단계적으로 퇴출될 가능성이 높습니다.

이 목록에서 바닷물에서 추출한 수소(‘딥 블루 수소’라고도 함)가 누락된 것을 눈치채셨을 것입니다.

누락된 이유는 무엇인가요?

아직까지는 담수화 또는 다른 방법으로 물을 정화해야 하기 때문에 생산량이 많지 않습니다. 과학자들은 태양열, 풍력 또는 조력 발전으로 상업성을 확보하는 방법을 연구하고 있으며, 사우디아라비아는 50억 달러를 투자하여 발전소를 건설할 계획입니다.