New Energies, new possibilities

CRRC 창춘철도차량이 시속 160km 최고속도 시험 운행에 성공했다.(사진=CRRC)
월간수소경제 = 성재경 기자 | 중국이 자체 개발한 수소연료전지 열차가 시속 160km의 최고속도로 시험 운행에 성공했다.

글로벌타임스(Global Times)는 CRRC 창춘철도차량(이하 ‘CRRC 창춘’)에서 입수한 자료를 토대로 “3월 21일 중국 동북부 지린성 창춘에서 최고속도로 시험 운행을 완료했다”고 보도했다.

CRRC(중국중차)는 중국 내 고속열차를 단독으로 공급하고 있는 국영기업이다.

시속 160km의 속도에 도달한 이 열차는 철도 운송 부문에서 수소에너지의 활용 가능성을 높일 뿐 아니라 중국 철도장비 제조 분야의 기술력과 생산력을 한 단계 높이는 데 일조할 것으로 보인다.

CRRC 창춘의 수소열차는 연료전지와 슈퍼커패시터, 배터리를 조합한 수소전기 하이브리드 방식을 통해 에너지 효율성과 유연성, 신뢰성을 크게 높였다. 1회 수소 충전으로 600km를 달릴 수 있다.

CRRC 창춘은 주요 부품에 대한 테스트뿐 아니라 에너지 소비, 신뢰성, 견인력, 제동력 등 다양한 테스트를 통해 영하 25℃~35℃에서 안정적으로 구동됨을 확인했다.

무탄소 배출 외에도 자동 시동과 출발·정지, 차고지 복귀 기능, 지능형 모니터링 시스템, 5G 통신 등을 갖추고 있으며, 4량의 열차에 1,500명의 승객을 태울 수 있다.

이번 실증의 성공은 중국이 구체적인 계획을 마련해 수소에너지 개발을 가속화하고 있는 가운데 나온 대표 성과에 든다.

중국 정부는 2025년까지 5만 대의 수소전기차 운행을 목표로 하고 있으며, 29개 지자체가 1,200개소 이상의 수소충전소를 구축할 계획이다.

지난해 중국 내 수소전기차 판매량은 2022년 대비 72% 증가한 5,800대에 달했다. 특히 작년 12월에는 1,500여 대의 월 판매량을 기록하며 역대 최고치를 기록했다.  

中 CRRC, 시속 160km 수소열차 시험 운행 성공 < 기술 < NEWS < 기사본문 - 월간수소경제 (h2news.kr)

출처 : 월간수소경제(https://www.h2news.kr)

월간수소경제 = 이종수 기자 | 폐지 예정인 28기 석탄발전소를 수소발전융복합클러스터로 전환하는 프로젝트가 국가사업으로 추진될지 주목된다. 

국민의힘 공약개발본부는 지난 2월 27일 ‘기후 미래 택배 1호’ 공약을 발표했다. 이번 공약은 크게 △기후위기 대응 재원 확대 및 컨트롤타워 강화 △무탄소 에너지 확대를 통한 글로벌 산업경쟁력 확보 △온실가스 배출권 거래제 혁신 및 기업의 저탄소 전환 지원 △기후산업 육성 △녹색금융 확대 등 5개로 구분된다.

이 중 무탄소 에너지 확대 분야에 ‘수소 생태계 구축을 통한 수소경제 선도국가 도약’이 포함됐는데, 세부 내용 중 ‘폐지 예정 석탄화력발전소의 수소발전융복합클러스터 전환’ 프로젝트가 눈에 띈다. 이는 공정사회실천연대가 대통령 직속 2050 탄소중립녹색성장위원회와 국민의힘 측에 제안한 것이다.  

한국이 국제사회에 약속한 탄소중립 목표 달성을 위해 발전, 철강, 석유화학, 시멘트, 수송 등 전 산업에 수천만 톤의 청정수소를 공급하기로 했지만 현실적인 난관들이 많은 상황이다. 수명 종료 시 폐지할 석탄발전소를 수소발전융복합클러스터로 전환해 대량의 저렴한 수소를 신속하게 생산·공급하자는 게 핵심 내용이다.


석탄발전소 수소발전융복합클러스터 전환 개요도.(그림=공정사회실천연대)
공정사회실천연대에 따르면 산업통상자원부는 ‘제10차 전력수급기본계획’을 통해 전국에 산재한 58개 석탄발전소 중 2036년까지 수명이 종료되는 28기의 석탄발전소를 LNG 발전소로 대체할 계획이다.

그러나 이렇게 폐지될 석탄발전소를 모두 LNG발전소로 전환하게 되면 수급 및 가격 변동성이 매우 큰 LNG의 발전량 비중이 60~70%로 커져 국가 에너지안보가 불안정해질 수 있어 단순히 LNG발전소로 전환하는 대신 LNG 발전소의 복합발전 기능을 포함한 ‘수소발전융복합클러스터’로 전환하자는 것이 공정사회실천연대의 제안이다.

이렇게 하면 기존 석탄발전소의 넓은 부지에 과거 발전설비 3~4배의 발전소 증설이 가능하고, 도로·송전설비·항만 등 많은 공용설비를 그대로 활용하게 되어 신규투자비와 건설공기를 대폭 줄일 수 있다. 또 전력수요 비수기나 밤에는 집중적으로 수소를 생산하므로 플랜트 효율을 극대화할 수 있다는 설명이다. 

수소 생산과정에서 발생한 CO₂는 전량 포집하고, 인근 LNG 인수기지에서 버려지는 냉열(섭씨 영하 162℃)을 활용해 포집된 CO₂를 액화시킨 후 이를 국내외에 확보한 지중저장소에 저장한다. 클러스터 인근 산단, 주택단지, 빌딩 등 주변 지역에서 포집한 CO₂도 클러스터 내로 배관을 통해 이송한 후 액화하고 국내외 저장소로 운송·저장하는 ‘지역 CO₂처리 허브’ 역할도 수행할 수 있다.

생산된 수소는 1차적으로 수소발전에 사용한다. 그러고도 남는 수소는 수소가 주원료인 암모니아나 암모니아가 주원료인 요소수 같은 국가전략물자 생산에 활용하고, 기존 가스망을 이용해 전국 수소 수요처에 공급할 수 있다. 정부는 2026년 상업화를 목표로 기존 도시가스망에 수소 20%를 혼입하는 실증 프로젝트를 추진 중으로, 수소 혼입 비율을 점차 확대해 나갈 계획이다.

수소생산 원료는 국내에서 발생하는 국내 4대 정유사의 정유찌꺼기인 페트콕(Pet-Coke)과 하수슬러지, 축산폐기물, 잡목바이오메스 같은 준폐기물을 최대한 사용한다. 이를 통해 국가 에너지안보와 에너지자립도를 개선하는 동시에 준폐기물의 업싸이클링(폐기물 원료화)을 실현하고, 현재 시중 소매가의 1/3 수준인 저렴한 수소(판매목표가 3,000원∼5,000원/kg)를 대량 공급해 국가산업 전반의 국제경쟁력을 높일 것으로 기대된다.

전재은 공정사회실천연대 사무총장은 “이번 사업은 CO2를 포집·운송·액화·저장하는 ‘지역 CO2 허브’로 기능해 전 산업의 탄소중립을 용이하게 하고, 대량의 저렴한 수소생산과 동시에 연료전지발전소와 중소형 수소발전소의 본격 활용을 가능케 해 민원 없이 신속하고 저렴하게 기존 전력공급 난제를 해소할 수 있다”라며 “조선·자동차·반도체·배터리·방위산업에 이어 또 하나의 새로운 국가 고도경제성장 동력원이 될 것”이라고 밝혔다.

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폐지 석탄발전소, 수소발전융복합클러스터로 전환되나 < 정책 < NEWS < 기사본문 - 월간수소경제 (h2news.kr)

三菱重工業は高砂製作所（兵庫県高砂市）の「高砂水素パーク」で、中型ガスタービン（出力4万キロワット級）による水素100％専焼と、水素を精製する固体酸化物形セル（SOEC）の実証を3月末から始める。今秋には最新鋭の大型ガスタービン（同45万キロワット級）でも水素50％の混焼を実証する予定。2030年に100％専焼の実用化を目指す。（いわき・駒橋徐）

【写真】三菱重工が実証する大型ガスタービン

高砂製作所は中・大型ガスタービンを製造する。機能や長期信頼性を確認する実証拠点を備え、20年に実証設備複合サイクル発電所（第二T地点）が稼働。タービン入り口温度1650度CのJAC形ガスタービン（同45万キロワット級）の実証を進めている。 この発電実証設備と水素の製造・貯蔵・供給が一体化した高砂水素パークが23年に本格稼働し、水素の100％専焼に向け、まず同4万キロワット級ガスタービンで実証する。 燃焼器はドライ式低窒素酸化物（NOx）技術のマルチクラスター器を開発、初めて導入する。200以上の微細孔から空気と水素を吹き出し、短距離で混合燃焼する。水素の30％混焼では23年末に、大型ガスタービンを予混合燃焼器で実証した。予混合ノズルで燃料と空気を混合燃焼するドライ式は、水素の燃焼速度が速く、火炎が逆火する課題がある。このため三菱重工は予混合燃焼では水素混焼は50％程度までとみている。 中型ガスタービンで初の水素100％専焼の実証は、マルチクラスター燃焼器を採用する。大型ガスタービンでは今秋にもまず水素50％混焼を予混合燃焼器で実証する計画。「100％専焼は25年度以降にマルチクラスター燃焼器が開発完了し、30年までに実用化する」（田中克則シニアフェローエナジードメインGTCC事業部副事業部長兼高砂製作所長）とする。 また日立工場勝田地区（茨城県ひたちなか市）のアンモニア燃焼試験設備で中型ガスタービンの直接燃焼方式を開発。高濃度燃焼・希薄燃焼の2段燃焼で23年に専焼を実現した。現在、実機による実証に向けサイトを検討中。アンモニアから水素を分離し燃焼する方式は30年以降に大型ガスタービンで実用化を目指す。 高砂水素パークでは4方式の水素製造装置も実証する。アルカリ水電解装置は海外からの導入技術で実用化。長崎カーボンニュートラルパーク（長崎市）で開発するSOECは、大型の400キロワット装置で3月末から実証に入る。アニオン交換膜（AEM）水電解は、イオンを通しやすい膜を採用した小型装置を導入する予定。このほかメタンの熱分解を通じた水素製造（ターコイズ水素）にも取り組む。天然ガスの熱で水素と固体炭素に分解し、水素を利用する。自社開発の実証機を水素パークに設置し、26年の実装を目指す。 水素パークでは製造した水素を3万9000立方メートル貯蔵しているが、大型ガスタービン発電での水素混焼率引き上げに伴って水素供給量が増えるため、今秋には貯蔵量を3倍に拡大する。「カーボンニュートラル（温室効果ガス排出量実質ゼロ）を実現する最先端技術実証基地として、水素製造、貯蔵、燃焼技術のトータルで性能、コスト面も含め進化させていく」（田中所長）方針。国内外の市場に水素、アンモニア燃焼の中・大型ガスタービン発電機の展開を狙う。

水素100％専焼、三菱重工が実用化へ実証 (ニュースイッチ) - Yahoo!ニュース

日立造船の全固体電池は国際宇宙ステーションの「きぼう」でも実証実験が重ねられてきた。今後はさまざまな用途に期待されている（イメージ写真：kawayasu/PIXTA）

日立造船（7004）は2月末、半導体製造装置メーカーが同社の全固体電池を採用、同社にとって初の商業ベースでの受注となった、と発表した。 半導体製造工程では真空状態での作業が伴うが、同電池は真空中での充放電が可能であるなど使用可能環境に柔軟性があり、今後も半導体製造装置メーカーからの継続的な受注が期待できるという。 日立造船は全固体電池で実績がある。2021年3月に、当時として世界最大級となる容量1000ミリアンペア時の全固体電池を開発。一躍、全固体電池関連銘柄として注目されるようになった。 さらに、2023年3月にはその5倍、5000ミリアンペア時の試作品を発表している。同社製の全固体電池の特徴である広い動作温度範囲や優れた耐環境性により、人工衛星や産業機械などでの採用を見込んでいる。 2022年3月に開始した宇宙航空研究開発機構（JAXA）との共同研究では、国際宇宙ステーションを構成する「きぼう」日本実験棟の船外実験プラットフォームに設置された「船外小型ペイロード支援装置（SPySE）」に、日立造船の全固体電池を基にした軌道上実証装置を取り付け、世界で初めて宇宙曝露空間での充放電を確認するとともに、1年以上にわたる充放電サイクル運用を達成している。

EVだけじゃない多用途が魅力の「全固体電池」関連10銘柄（会社四季報オンライン） - Yahoo!ニュース