포스리, '수소경제의 경제적ㆍ기술적 이슈' 리포트 통해 분석

수소경제를 뛰어넘어 수소사회로 진화할 수 있을 것인가에 대한 낙관론과 비관론이 모두 있지만 수소경제의 확산에는 청정수소 확대와 생산비용 감축 , 수소 유통 인프라 확충 , 수소 전기차 가격 인하 등이 해결해야 할 과제로 분석되고 있다.

포스코경영연구원 철강연구센터 정기대 수석연구원은 '수소경제의 경제적ㆍ기술적 이슈'라는 리포트를 통해 이 같이 분석했다.

수소경제에 대한 총론에서 한 단계 들어가 수소경제를 구체적으로 이해하기 위해서는 우선 수소경제 Value Chain의 검토가 필요하다.

수소경제의 Value Chain은 수소의 생산 , 저장 , 운송 , 충전 , 이용 단계로 단계로 구분된다. 각 단계에 활용되는 기술은 매우 다양하고 경제적 ·환경적 특성이 상이하다. 이와 관련 많은 기술이 이미 개발 ᆞ활용 중이지만 수소경제의 확산을 위해 성능과 경제성을 개선하거나 새롭게 개발해야 하는 Bottleneck 기술도 다수 존재하고 있다.

수소 공급은 수소를 생산하는 것과 저장 , 운반하고 충전설비나 파이프라인을 통해 소비자 에게 수소를 제공하는 것을 포함하는 범위로 안전성과 경제성이 충족돼야 한다.

수소 생산 방법은 화석연료 화석연료 개질 (Reforming), 화학 ᆞ철강 등 공업 프로세스 부산물 (부생가스), 물의 전기분해, 미생물 이용 등 다양하지만 현재 90% 이상은 화석연료로 생산 중이다.

일반적으로 수소는 기체 압축방식으로 저장하며 파이프라인, 수소 튜브 트레일러 등을 활용해 운반, 충전소는 고정형과 이동형이 있으며 외부에서 생산된 수소를 제공하거나 충전소에서 직접 수소를 생산하는 방식이 있다.

공급측면 이슈는 높은 화석연료 의존도, 부생수소 공급 제약, 수전해 저효율, 기체압축기술 한계 , 액체수소 저장운송 기술 난관 ,파이프운송 수소취성, 고비용 저장ᆞ운송 및 충전소 설치 ᆞ운영 등이다.

수소는 화학산업, 정유산업 등에서 제조공정 중 사용하거나 연료전지의 에너지원으로 활용된다. 수소(H2)의 용도는 암모니아 생산, 원유 정제, 메탄올 생산, 에너지 저장 등 다양하다.

수소를 내연기관 연료로 활용하려는 시도는 상업화 되지 못했으나 최근 연료전지를 통해 수소를 전기와 열로 변환시켜 자동차, 가정, 건물, 발전 등으로 사용하고 있다.

수요측면 이슈는 인프라 부족, 수소 가격 및 안전성 우려, 연료전지 성능(효율성, 내구성) 미흡, 높은 촉매 비용, 보조금 지원 등이다.

포스리 정기대 연구원은 "수소경제를 뛰어넘어 수소사회로 진화할 것인가 혹은 2000년대 초 전철을 답습할 것인가에 대한 의견은 엇갈리고 있지만 생산량 확대와 생산비용 감축, 수소 유통 인프라 확충, 수소 전기차 가격 인하 등이 선결과제가 되고 있다"고 분석했다.