저탄소 수소 생산

다양한 생산 기술을 이해하고 안전과 효율성을 증진하는 방법

다양한 생산 기술을 이해하고 안전과 효율성을 증진하는 방법

세계는 지구 온난화를 막고 화석 연료 의존성을 줄이기 위한 방안을 모색 중입니다. 그중 매우 유망한 대안 중 하나는 바로 수소입니다. 실제 사용 지점까지 액체나 기체 형태로 운반할 수 있는 저탄소 수소를 생산하는 방법은 여러 가지입니다. 하지만 수소는 에너지원이 아니라 에너지 저장체라는 점을 기억해야 합니다. 따라서 수소로 탄소 배출을 저감하려면 수소 생산에서 배출되는 탄소를 줄여야 합니다.

 

 

수소 생산- 그린, 블루, 그레이 수소

 

수소는 그 생산방법에 따라 보통 그린, 블루 및 그레이(이 외 청록, 황색, 핑크) 수소로 분류할 수 있습니다. 

 

Value Chain Production of Hydrogen

 

 

그린 수소- 재생 가능 에너지 및 제로 배출

 

그린 수소는 청정 에너지원에서 생산된 전기를 이용하여 전기분해를 통해 물 분자를 개별 요소로 분해하여 생산한 수소를 의미하며, 이 공정에서는 수소와 산소만 생성됩니다. 산소는 부산물로 안전하게 대기 중으로 방출될 수 있습니다. 이때 사용하는 에너지원으로는  풍력, 태양광 등 재생 에너지가 사용됩니다. 전기분해 외에도 바이오메탄의 수증기 변성과 바이오제닉 공급원료의 열분해로도 그린 수소를 생산할 수 있습니다. 그린 수소는 CO2 배출량이 가장 낮아서(거의 없음), 가장 깨끗한 수소 생산 방법이라고 할 수 있습니다. 

 

블루 수소- 수증기 변성과 탄소 포집 및 저장 

 

블루 수소는 수증기 메탄 변성(SMR) 등의 방법으로 천연 가스를 수소와 CO2로 분리하여 생산됩니다. CO2는 공기 중으로 배출되지 않고 처리 공정 중에 포집 및 저장됩니다. 이러한 탄소 포집 및 저장 공정(CCS)은 환경에 대한 영향을 완화합니다.

 

그레이 수소 – 화석 연료로 생산

 

그레이 수소는 블루 수소와 유사하게  석탄이나 천연 가스와 같은 화석 연료에서 생산됩니다. 하지만 부산물인 탄소가 대기 중으로 배출되어 블루 수소 대비 덜 환경적인 기술입니다.

 

그 밖의 수소 생산 방법- 청록, 황색, 핑크

 

그 밖에도 다음과 같은 수소 생산 방법들이 있습니다.

  • 청록 수소는  원자로에서 고체 탄소와 수소를 분리하는 메탄 열분해를 통해 생산됩니다. 이 공정에서는 CO2가 부산물로 생성되지 않으며, 원자로에 공급되는 전력이 재생 에너지일 경우 CO2 배출 중립으로 간주할 수 있습니다.
  • 황색 수소는 그린 수소처럼 태양열 발전으로 얻은 에너지만으로 생산된 수소입니다.
  • 핑크 수소는 원자력 발전을 통해 생산된 전력으로 전기분해 공정을 통해 생산된 수소입니다.

 

저탄소 수소 생산의 과제와 기회

 

수소 시장은 아직 초기 단계에 있으나 각국 정부 노력으로 수소경제의 틀이 구축되고 있어 상당한 탄력을 받아 진행되고 있습니다. 특히 철강, 유리와 같은 중공업은 탈탄소화 압박을 받고 있으나, 화석 연료를 수소와 같은 Power-to-X 솔루션으로 전환하는 것 외에는 대안이 많지 않습니다.

 

hydrogen production

 

 

궁극적인 목표는 그린 및 저탄소 수소입니다.

 

앞으로 몇 년은 기후 변화에 맞서 싸우는 데 매우 중요한 시기가 될 것입니다. 대형 운송 및 산업과 같은 여러 부문을 탈탄소화하려면 그린 및 저탄소 수소로의 전환을 목표로 해야 합니다. 그 과정에서 우리는 모빌리티 분야에서 본 것과 비슷한 과제에 직면할 수 있습니다. 충분한 수소를 생산하여 공급할 수 있는 인프라가 필요하며 동시에 수소에 대한 수요 역시 늘어야 합니다.

 

이 단계에서 그레이 및 블루 수소는 본격적인 수소생산 전까지 수요에 대응하고  이후 본격적인 수소로의 전환에 중요한 역할을 할 것입니다. 

 

 

핵심 관건은 수소의 경제성입니다.

 

저탄소 수소의 경제성에 영향을 미치는 주요 요소는  아래와 같습니다.

  • 일차 에너지 저장체(예: 재생 에너지, 천연 가스에서 나오는 전력)의 비용
  • 인프라의 비용
  • 부품 비용
  • 운영 비용 

위 4가지 요소 중  에너지 비용과 수소 인프라 비용은 정책입안자에 의해 결정됩니다. 이는 CO2 배출 비용과  Power-to-X 솔루션의 보조금에 따라 수소의 경쟁력이 결정되기 때문입니다. 유럽, 아시아 및 북미의 많은 국가들이 수소를 지원하기 위한 전략을 보유하고 있으며,  상세한 사항은 LBST WEC-보고서에서 확인하시기 바랍니다. 즉, 각 국가에서 추진중인 전략에 의해 향후 수년에 걸쳐 수소 생산의 경제성과  가용성은 지속적인 향상이 예상됩니다.

 

수소 수요가 증가할수록 수소 생산에 필요한 부품과 운영 비용도 감소합니다. 결국, 초기에 이 분야에 투자한 기업은 성장하는 세계 시장에서 수혜를 입게 될 것입니다. 하지만 규정, 법규, 표준(RCS)의 부재는 여전히 변수로 남아 있습니다. TÜV SÜD는 이 복잡한 시장에서 안전과 규정준수를 보장하는 광범위한 서비스 포트폴리오를 통해 고객의 리스크를 줄이고, 또한 RCS 관련 위원회와 조직의 회원으로서 고객이 향후 RCS 변경 통지를 조기에 입수하도록 지원합니다.

 

 

수소 처리 절차 및 사용자- 지역별 차이

 

수소는 여러 지역에서 다양한 잠재력을 갖고 있습니다. 독일, 일본 및 네덜란드와 같이 산업화된 국가는 재생 에너지 생산에 유리한 환경 조건을 가진 국가에서 수소를 수입할 것입니다.

 

스페인, 호주 및 칠레와 같이 풍력 및 태양광 발전을 많이 보유하고 있는  국가는 그린 수소의 대량 생산이 가능하여, 내수 이외의  여분은  수출이 가능합니다.

 

또한 국가 단위의 프로젝트 이외에, 지역 단위 프로젝트 역시 진행되고 있습니다. 예를 들면 독일의 경우 지역을 클러스트로 나누어 소규모 전기분해장치를 통한프로젝트를 진행하고 있습니다. 또한 재생 에너지를 통해 수소 생산이  가능한  도시를 중심으로 대중 교통과 같은 부문의 탈탄소화를 진행하고 있으며, 그린 수소를 통한 에너지가 필요한 기업을 유치하기 위해 자체 인프라를 구축하고 있습니다.

 

 

신뢰할 수 있는 파트너와 함께 수소 생산 프로젝트를 시작하세요

 

TÜV SÜD는 재생 에너지와 수소 생산에서 수십 년의 경험을 보유하고 있습니다. 이러한 서비스를 통해, 고객들이 수소와 관련된 프로젝트에서 안전과 규정준수를 확보하도록 지원할 수 있습니다. 또한 신뢰할 수 있는 파트너로서 여러분의 프로젝트를 지원하고 전략을 확장하며, 주어진 자산으로 계획하면서 사용 가능한 자금과 보조금을 고려합니다.

 

 

재생 에너지에 대한 TÜV SÜD의 서비스 

photovoltaic wind

  • 국가 및 국제 규정 (예: IEC, BSH, WSV)에 따른 프로젝트 및 플랜트 인증 기술 실사
  • 컨셉 설계 평가 
  • 기술 보고서 (예: 풍력 및 산출량 보고서)
  • 프로젝트 관리를 통해 시험 대상 시스템 (압력, Ex, AwSV, 크레인 등)의 승인 절차 및 시험 지원
  • 생산 및 설치 중 품질 모니터링 

 

수소 생산을 위한 서비스 

electrolysis steam reforming

  • 안전 컨셉(압력 및 위험) 평가  
  • 부품 적격성과 인증
  • 재료의 내수소성
  • 조립 적합성(CE)
  • 시장 진입을 위한 세계 시장 접근(GMA)
  • "그린 수소" 에너지 인증
  • "무정지 운영"을 위한 설계 테스트
  • 프로젝트 관리를 통해 검사 대상 시스템(압력, Ex, 물) 테스트 

 

Reiner Block

 

"기후 변화는 해결 가능한 과제입니다. . 혁신과 새로운 아이디어가 있으면 결국 친환경 미래를 만들어 낼 수 있습니다. 수소는 친환경 미래의 중심 요소가 될 것입니다. TÜV SÜD는 이러한 미래를 현실로 만들기 위해 전 세계 고객들과 협력하고 있습니다." – Reiner Block, TÜV SÜD 산업 서비스 부문 CEO

 

 

 

 

 

 

 

 

TÜV SÜD의 포괄적 서비스 

 

TÜV SÜD는 수소 프로젝트 수명주기의 모든 단계와 가치 사슬 전체에 걸쳐 여러분을 지원할 수 있습니다. 수십 년의 경험, 500여 명의 수소 전문가 조직 그리고 안전한 친환경 미래에 대한 TÜV SÜD의 약속을 믿어보십시오.

 

지금 저희 에 연락하여 여러분의 수소 여정을 시작하십시오.

.

다음

Site Selector