수소 사용 및 소비에 있어 당면 과제
친환경 수소는 재생 에너지 혁명에서 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다. 그러나 수소가 보다 널리 사용되려면 소비와 관련된 몇 가지 주요 과제를 먼저 해결해야 합니다.
수소 소비는 크게 세 가지 범주로 나뉘며, 각 범주는 다음과 같은 특정 문제에 직면하고 있습니다.
1. 친환경 운송을 위한 수소 소비
연료 전지에 사용되는 수소는 차량, 지게차, 트럭, 기차, 심지어 비행기에서 전기를 생산할 수 있도록 하며 수소 충전소에서 분배됩니다. 그러나 운송에서 수소 사용을 확대하는 데에는 몇 가지 문제가 있습니다.
- 차량 내부에 있는 수소 저장 시스템은 기존 연료와 다른 패키징이 필요합니다.
- 수소가 포함된 경량 차량 부품은 개별 인증을 받아야 하며 몇 가지 재료 호환성에 문제가 있습니다.
- EU에서 현지 수소 생산을 위한 현장 전해조 또는 수소 충전소를 설치하려면 허가 절차를 완료해야 합니다.
- 차량 통합 및 승인에 대한 규정, 코드 및 표준 요구 사항을 맞추기도 녹록치 않습니다.
- 수소 충전소 설계는 현재 보편적으로 적용되는 표준 없이 지역적으로 이루어집니다.
2. 에너지 생성용 수소
수소는 가정 및 상업용 건축물에 사용되는 전력 및 열을 생산하는 데 사용될 수 있습니다. 이는 약간의 수정을 통해 수소가 가정과 사무실에서 이미 사용 중인 기존 천연 가스 인프라를 활용할 수 있다는 추가적인 이점이 있습니다. 그러나 에너지 생성을 위해 수소를 사용하려고 기존 인프라를 전환하는 데에는 몇 가지 장애물이 있습니다.
- 기존 버너는 수소와 호환되도록 수정해야 합니다.
- 수소를 사용한 지역 설비 설치 시 반드시 폭발 방지 문제, 그리고 천연 가스와 수소 간의 차이에서 발생하는 문제를 해결해야 합니다.
- 수소는 무취이므로 누출 시에 사람이 냄새를 맡을 수 없습니다. 결합 시 불순물이 유입될 수 있기 때문에 (기존 천연 가스와 마찬가지로) 황과 결합해서는 안 됩니다.
- 현재 일본과 한국에서 수소 연료 전지를 사용한 건물 난방이 시행되고 있습니다. 이러한 시장에서 다른 지역의 설치 규정으로 전환하려면 시스템 설계 상에 기술적 변경이 필요할 것입니다.
3. 산업에서의 수소 소비
수소는 금속 가공, 평면 유리 생산, 전자 산업 및 발전 애플리케이션과 같은 여러 산업에서 널리 사용됩니다. 하지만 산업에서 수소를 소비할 때 다음과 같은 과제가 남아있습니다.
- 전해조 공장과 같은 새로운 수소 시스템은 기존 산업 애플리케이션에 통합하기가 쉽지 않습니다.
- 기술 위험 평가에는 전문 지식이 필요합니다. 이는 많은 기업에게 새롭고 생소할 것입니다.
- 개별 프로젝트 내의 제조업체, EPC 회사 및 운영업체가 종종 서로 다른 수소 관련 지식을 가지고 프로젝트를 시작하며 때로는 서로 다른 목표와 일정을 따릅니다.
- 철강 생산 시 수소를 사용하는 것과 같은 혁신적인 개발은 아직 초기 단계에 있으며 보다 널리 사용되려면 먼저 표준화를 거쳐야 합니다.
수소 소비 및 사용 관련 기술
현재 재생 에너지원으로서 친환경 수소가 사용되는 주된 방식은 세 가지입니다.
1. 연료 전지 기술
수소 연료 전지 기술은 수소를 사용하는 모빌리티 애플리케이션의 초석입니다. 연료 전지는 지게차, 트럭, 버스, 기차, 그리고 점차 사용이 늘어나고 있는 승용차와 항공기 내부 내연 기관의 대안으로 사용될 수 있습니다.
2. 수소 연소로 전기와 열 발생
수소를 연소하여 에너지를 발생시키는 것은 고정식 애플리케이션에서 잘 알려진 프로세스이며 이미 전 세계 여러 국가에서 가정, 아파트 단지 및 상업용 건축물에 사용되고 있습니다.
3. 산업 생산의 공급 원료
수소는 다양한 산업 활동의 공급 원료로 사용될 수 있습니다. 예를 들어, 철강 생산에서는 수소를 연소하여 열을 발생시킬 수 있습니다. 또한 화학 및 제약 산업의 기초 자재로도 많이 사용됩니다.
왜 TÜV SÜD인가?
TÜV SÜD는 150년 이상의 에너지 소비 관련 기술 및 사례 평가 경험을 가지고 있습니다. TÜV SÜD의 수소 시험 및 인증 팀은 공정에 수소를 사용하는 자동차 회사, 열/전기 공급업체, 산업 회사와 협력해 왔습니다.
TÜV SÜD는 특히 이동성 및 산업용 수소 사용 측면에서 수소와 관련된 기회와 위험에 대한 심층적인 지식을 보유하고 있습니다. 이런 경험 덕분에 TÜV SÜD는 수소를 사용하는 기업이 직면한 도전 과제를 이해하고, 모든 애플리케이션이 안전하며 관련 규정을 준수할 수 있도록 지원할 수 있습니다.
- 시험: TÜV SÜD는 전 세계에서 시험을 위한 시험소를 운영하고 있습니다.
- 검사: TÜV SÜD는 현지 공인 검사 기관으로서 국가 또는 지역의 규정, 코드 또는 표준(RCS)에 따라 귀하의 프로젝트가 규정을 준수하는지 확인합니다.
- 인증: 가압 장비의 경우 TÜV SÜD는 PED에 대한 0036에 따라 압력 장비에 대한 인증 기관으로 공인되었습니다.
부품, 시스템 또는 차량 애플리케이션 제조업체를 위한 수소 사용 및 소비 서비스
교통 수단을 위한 녹색 에너지의 한 형태로서 수소의 잠재력에 대한 관심이 증가하고 있습니다. 전 세계 여러 정부에서 수소 연료를 우선시해왔으며 차량 수가 증가하고 개인 및 상업용 차량을 위한 수소 충전소가 점점 더 많이 설치되고 있습니다.
TÜV SÜD는 수소 동력 차량 공급업체를 위해 다음과 같은 다양한 서비스를 제공합니다.
- 공인 기관으로서 고정식 또는 이동식 압력 장비 인증(예: PED, TPED)
- 인증 기관으로서 ATEX에 따라 구성 요소 인증
- 수소 애플리케이션에 대한 CE 인증
- PED에 기반한 어셈블리 인증을 위한 설계 검토 및 ITP(검사 및 시험 계획) 검토
- 위험 평가(예: HAZOP 또는 HAZID)
- KBA(Kraftfahrt-Bundesamt)에서 승인한 기술 서비스로서 ECE R 134와 같은 법적 또는 개별 요구 사항의 적합성을 확인하기 위한 장비 시험
- 차량 통합을 위한 수소 시스템에 대한 위험 평가/HAZOP 또는 HAZID 연구
- 수소 발생기 시험
- 수소 재료 호환성 서비스
EPC(Engineering, Procurement and Construction) 기업을 위한 수소 사용 및 소비 서비스
EPC 기업은 산업 및 부동산 측면 모두에서 수소를 점점 더 많이 사용하고 있습니다. 제철소에서 수소를 사용하든 주거용 아파트에 버너를 설치하든 관계없이 모든 수소 설치가 안전하고 확실한지 확인하는 것이 중요합니다.
TÜV SÜD는 EPC 기업에 다음과 같은 다양한 수소 서비스를 제공합니다.
- PED 기반 어셈블리에 대한 인증 기관으로서 고정 압력 장비 인증
- 다음 사항을 포함한 건설 및 제조 공정 중 검사 서비스:
- NDT 검사
- 재료 및 재료 제조업체 인증(예: EN, BS 또는 ASME)
- 용접 자격
- 용접기 자격
- 아이소메트릭스 검토
- ITP에 따른 검사
- 누출, 화재 및 폭발 작용 또는 전파 계산에 관한 연구
- 수소 인프라에 대한 위험 평가/HAZOP 또는 HAZID 연구
운영업체를 위한 수소 사용 및 소비 서비스
친환경 수소가 널리 채택되면서 업체들은 수소 인프라가 관련 규정을 준수하는지 확인해야 합니다. TÜV SÜD는 수소 투자가 모든 관련 표준을 준수하는지 확인할 수 있도록 다음과 같은 다양한 서비스를 운영업체에 제공합니다.
- 관계 당국에 신청 시, 허가 절차에 대한 전문가 의견
- 허가 절차/당국과의 의사 소통 지원 서비스
- 지역 보건, 안전 및 환경 요구 사항을 기반으로 한 검사 서비스
- 유연한 재검사 절차를 위한 위험 기반 검사 서비스
- 위험 분석 또는 안전 개념 검토
- 서비스 시작 전 최종 검사 보고서 예: 안전, 배출, 물 보호 및 에너지 경제법
- 현지 요구 사항에 따라 작동 중 검사
- 반복 검사 개념(누가 어떤 종류의 장비를 언제 어떤 방식으로 검사하는가?)
- HRS 안전 기능의 기존 신뢰성 모니터링(예: SAE J 2601)
- 그리드 연결 요구 사항에 따른 시험
- 수소 인프라(예: 차량 정비를 위한 작업장)에 대한 위험 평가/HAZOP 또는 HAZID 연구
- 수소 사용을 위한 운영, 누출 감지 및 측정, 유지 보수 및 비상 대응 절차 검토
에너지 및 해양 산업을 위한 수소 사용 및 소비 서비스
점점 더 많은 에너지 및 운송 회사가 재생 가능한 비즈니스 모델로 전환하면서 수소를 에너지원으로 연구하고 있습니다. TÜV SÜD는 에너지 및 해양 기업의 수소 사용을 지원하기 위해 다음과 같은 다양한 서비스를 제공합니다.
- 수소 공급업체 및 사용자를 위한 비용 모델 및 재무 모델 개발
- 시장 잠재성 연구
- 지속 가능성 영향을 포함한 비즈니스 사례 개발
- 비축 영향 및 특정 시장 잠재력 모델링
- 해양 산업에서 수소를 포함한 저공해 및 무공해 연료 도입을 위한 시장 조사 및 의사 결정 지원
- 친환경 수소 비용 입력으로서의 전기 및 전해조 장비 비용 예측
- 모든 가치 사슬 요소를 통한 경쟁사 분석 및 벤치마킹
- 친환경 수소 생산, 출력 제어 및 운영 최적화의 활용/타이밍
- 전해조 부하 형성을 통해 그리드에 대한 부속 서비스 평가
- 높은 재생 에너지 보급을 위한 계절에 따른 비축 및 수소 에너지 저장 연구.
친환경 수소 사용이 증가함에 따라 기업은 소비자 및 기업 고객이 안전하게 수소를 사용할 수 있도록 하는 것이 중요합니다. TÜV SÜD는 고객의 수소 프로젝트에 대한 전문가 지침을 제공하고 고객의 요구에 맞는 맞춤형 서비스를 제공합니다. TÜV SÜD의 수소 소비 지원 서비스에 대해 자세히 알아보려면 지금 바로 문의하여 주시기 바랍니다.
