세계 저탄소 수소시장 2033년에 1300억달러 규모

자료출처 가스신문

일 자 2023.7.19

IDTechEx의 새 보고서 언급

수소충전소 조감도

[가스신문 = 양인범 기자] 가스월드에 따르면 IDTechEx가 발표한 새로운 보고서에 따르면, 저탄소 수소시장은 향후 10년 동안 크게 성장해 예상 생산능력을 바탕으로 2033년까지 1,300억 달러에 이를 것으로 예상된다.

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현재 전 세계 수소의 95% 이상이 증기 메탄 개질(SMR)과 석탄 가스화 공장에서 생산되는 CO₂ 집약적인 화석연료 기반 회색 및 검은색 수소에서 나온다.

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‘더러운’ 수소와 관련된 CO₂를 완화하기 위해 많은 기업들이 파란색(CO₂ 배출량을 포집해 저장/활용한 천연가스 개질) 또는 녹색(신재생 전력 물 전기 분해)의 새로운 저탄소 수소 생산 자산을 개발하는 데 집중하고 있다.

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IDTechEx의 새로운 보고서인 ‘수소 경제 2023-2033: 생산, 저장, 유통 및 응용’은 전체 수소 가치 사슬에 걸쳐 인프라 개발에 기여하는 다양한 핵심 요소를 탐구한다.

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석유 및 가스 산업과 마찬가지로 수소 가치 사슬은 업스트림(생산), 미드스트림(저장 및 운송) 및 다운스트림(최종 사용 부문) 요소로 나뉜다.

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대부분의 사람들이 실질적인 프로덕션 인프라의 필요성을 인정하지만, 많은 사람들이 업스트림 자산과 다운스트림 자산을 연결하기 위한 방대한 미드스트림 인프라의 필요성을 과소평가한다고 이 보고서는 설명한다.

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수소는 주변 조건에서 매우 낮은 밀도로 인해 저장 및 운반이 복잡한 것으로 간주된다.

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이러한 문제를 극복하기 위해서는 대량의 수소를 고압(100~700bar)으로 압축하거나 극저온에서 액화하여 적절한 양을 저장해야 한다.

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이 방법은 상당한 양의 에너지를 소비하고 수소의 효과 에너지 함량을 줄인다.

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보고서에 따르면 압축은 수소 본래 에너지 함량의 약 10~30%를 사용하고 액화는 압력에 따라 수소 에너지 함량의 30~40%를 소비한다.

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이러한 요인은 압축가스 저장과 관련된 안전 위험을 증가시킬 뿐만 아니라 이동성 및 에너지 저장과 같은 애플리케이션의 왕복 에너지 효율을 급격히 감소시킨다.

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고정 저장을 위한 유망한 대안으로는 금속 수소화물 시스템과 대규모 주간 또는 계절 저장을 위한 지하 저장시설(소금 동굴)이 있다.

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파이프라인은 주요 업체들이 이미 새로운 순수 수소 파이프라인을 개발하거나 기존 천연가스 파이프라인을 용도 변경하면서 생산과 운송 최종 사용을 연결하는 데 핵심적인 역할을 할 것이다.

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국제 운송의 경우 암모니아 및 액체 유기 수소 운반체(LOHC)가 기존의 화학 및 석유 화학 운송 인프라를 활용할 수 있기 때문에 연구되고 있다.

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수소는 정제 및 암모니아·메탄올 생산을 포함하여 통상적으로 사용되는 산업의 탈탄소에 크게 기여할 것으로 예상된다.

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이러한 분야와 철강 제조와 같은 산업에서 탈탄소는 회색 수소를 파란색과 녹색 수소로 대체함으로써 발생할 것이다.

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수소의 산업적 용도로는 바이오 연료 및 신 연료 생산뿐만 아니라 에너지 저장, 복합 열 및 발전, 주거/상업 및 산업 부문의 난방과 같은 전력 및 열 응용 분야가 있다.

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산업의 성장은 이동성 애플리케이션에서 수소의 증가 추세에도 영향을 받을 것이다. 전기화의 대안인 연료전지 전기 자동차(FCEV)는 연료 보급 인프라와 경량, 중형 및 중형 및 중형 차량을 위한 새로운 차량 개념의 개발이 증가함에 따라 인기를 얻고 있다.

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연료전지 스택을 적절한 수소 저장 방법, 열 교환기 및 기타 BOP(Balance of Plant) 구성 요소와 효율적으로 통합함으로써 연료 전지는 해양, 철도 및 항공을 포함한 다양한 운송 부문에 전력을 공급할 수 있다.

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연료전지 스택의 경우 양성자 교환막 연료전지(PEMFC)와 고체산화물 연료전지(SOFC)가 가장 많은 관심을 끌고 있다.

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이 보고서는 수소 경제가 예상 발전 궤도를 유지하도록 하기 위해 모든 관련 기술에 대한 기술 분석, 기술 경제 비교, 주요 상업 활동, 주요 혁신 및 시장 동향에 대한 세부 사항 외에 수소 경제 성장을 촉진하는 데 필요한 모든 구성 요소를 평가한다.