수소 에너지의 전망은 탄소중립의 청정 에너지로써 전망이 밝은 에너지 분야에 속합니다. 그린 수소 에너지라 불리는 수소는 공해 물질을 배출하지 않고 화석연료 대비 높은 효율을 가지기 때문입니다. 그럼 수소 에너지의 앞으로의 전망과 수소경제를 이끌어갈 미국주식 관련주는 어떤 것이 있는지 알아보겠습니다.
1. 수소 에너지 원리
프랑스 화학자인 앙투안 라부아지에를 통해 발견된 수소는 무색, 무미, 무취의 기체 입니다. 수소는 물의 구성 원소이기도 하고, 질량을 기준으로 할때 우주의 75%를 차지할 만큼 풍부하기 때문에 고갈 우려가 무방한 원소로 우주에서 가장 풍부하게 존재하는 에너지가 될 수 있습니다.
수소가 에너지가 되는 원리는 물의 전기 분해를 통해서 입니다. 물을 전기분해하면 수소와 산소가 발생하는데 반대로 수수로를 공기 중의 산소와 반응시키면 전기와 열, 그리고 물이 발생합니다.
이러한 수소의 장점을 활용해 연료전지의 연료로 이용하면 전기 에너지를 얻을 수 있습니다. 수소연료전지는 물을 전기분해하는 반응의 역반응을 이용한 장치 입니다.
일반적으로 연료를 태워 전력을 생산하는데 비해, 수소를 활용한 연료전지는 화학 에너지를 전기 에너지로 직접 변환하므로 매우 효율적입니다.
또한 수소가 연소될 때에는 소량의 물과 극소량의 질소산화물을 제외하고는 오염물질이 배출되지 않고 온난화의 주범이라 부르는 이산화탄소를 생성하지 않기 때문에 수소에너지를 그린 환경 에너지라 부르는 것입니다.
2. 수소 에너지 전망
수소 에너지 전망을 언급하기 전에 수소 에너지가 사용되었던 첫 시기를 살펴보겠습니다. 수소 에너지는 1969년 달 착륙에 성공한 아폴로11호에 사용됐었습니다. 바로 우주선 내 무수히 많은 기기를 작동시킬 전기를 생산하고, 분해한 물은 우주비행사들의 생명수가 된 것입니다. 이때 자원 순환을 가능하게 한 에너지로 인정 받았습니다.
이처럼 우주기술분야에 활용된 수소 에너지는 공기보다 밀도가 낮은 수소의 특성으로 인해 수소 자동차에도 사용되고 있습니다. 변동성이 높으며, 고갈되는 화석 연료 대신 수소 에너지는 그린 에너지로써 전망도 밝고 각광 받고 있는 것입니다.
그린 수소 에너지는 청정에너지가 필요한 곳에서 다양한 용도로 활용되고 있습니다. 운송, 에너지 저장, 재생 에너지 발전 등에 사용됩니다.
- 자동차 운송 부문
그린 수소 에너지가 사용되는 운송 부문은 수소연료전지가 사용됩니다. 수소연료전지는 수증기를 배출하고 배터리 전기차보다 긴 주행거리가 강점 입니다. 또한 전기차에 비해 상대적으로 충전 시간이 짧아 효율성이 높습니다.
- 에너지 저장 부문
수소 에너지는 수요가 적은 시기에 발생한 과잉 재생에너지를 저장하는 데 사용할 수 있으며, 수요가 많을 때 연료전지를 이용해 다시 전기로 전환할 수 있습니다.
- 산업 부문
그린 수소 에너지는 철강 및 시멘트 생산과 같은 산업 공정의 공급 원료로 사용될 수 있으며 유리 및 세라믹 제조와 같은 고열 공정의 연료로 사용될 수 있습니다.
- 발전 부문
그린 수소 에너지는 연료 전지 또는 연소 터빈을 사용하여 전기를 생산하는 데 사용될 수 있으며, 이는 가변 재생 에너지원을 보완하기 위해 파견 가능한 동력원을 제공할 수 있습니다.
세계적 컨설팅 업체 맥킨지에 따르면 2050년에는 전 세계 수소경제 규모가 2조 5천억 달러에 달한다고 합니다. 그리고 수소 에너지가 전 세계 수요의 약 18%를 차지할 것이라 전망 했습니다.
3. 수소 에너지 장단점
수소 에너지는 다른 재생에너지에 비해 에너지 안보나 환경 등 다양한 측면의 장점이 있습니다. 우선 수소 에너지는 사용과정에서 유해한 부산물을 배출하지 않기 때문에 청정 에너지 입니다. 수소 생산과정에서 발생한 이탄화탄소의 경우, CCS기술(Carbon Capture and Storage 대기 중에 있는 이산화탄소 및 산업 공정에서 발생하는 이산화탄소 포집, 활용, 저장하는 기술)을 통해 배출량을 삭감합니다.
수소 에너지는 생성원에 따라 무한 재생이 가능하고, 가스나 액체 상태로 운송이 쉽고, 액화 압축시킬 경우 장기간, 대용량 저장이 가능한 에너지 입니다.
연료전지를 통해 가정, 산업, 수송용 등 모든 분야에 활용 가능합니다. 아직 주변에서 수소에너지를 볼 수 있는 경우는 적지만 앞서 전망해 본 것처럼 수소는 산업용 기초 원료부터 운송수단, 중장비, 발전소에 이르기까지 활용도가 다양한 에너지 입니다.
하지만 이런 수소 에너지의 장점만 있는 것은 아닙니다. 수소 에너지를 사용하기 위해서는 재생 에너지원을 이용해 생산하고 저장한 뒤 사용지점까지 운반해야 합니다. 이를 위해서는 재생 에너지 발전, 수소 생산을 위한 전기 분해 시설, 저장 및 운송 시설, 최종 사용 애플리케이션을 포함한 공급망 인프라가 필요합니다.
즉, 수소경제 생태계가 갖추어져야 수소를 주 에너지원으로써 사용할 수 있는 것입니다. 그래서 당장 수소에너지를 사용하는 사회로 진입하기 위해서는 수소차 분야와 연료전지, 액화수소, 수소충전소, 수소생산설비 등을 위한 기술을 늘리기 위한 투자가 많이 필요합니다.
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