[에너지리포트] IEA 2019 수소 에너지의 미래 | GS칼텍스 미디어허브

IEA(국제에너지기구)는 일본 정부의 요청에 따라 수소와 관련한 최초의 리포트 「The Future of Hydrogen(수소 에너지의 미래)」를 2019. 6.14 발간 하였으며, 동 보고서는 2019. 6. 28~29 일본 오사카에서 열린 G20 회의에서 소개되었다. 본 콘텐츠는 해당 보고서를 대한석유협회에서 번역, 요약한 내용 중 일부이다.

주요 국가별 수소 에너지 정책(2018년 발표)

한국
- 2022년, 2040년 목표 수소경제 로드맵 발표 : 수소버스/FCEV/수소충전소
- 수소충전소 재정 지원. 수소경제를 위한 기술적 로드맵 작업계획 발표
일본
- 최초의 수소 에너지 장관 회의 개최(21개국+관련 기업 참여)
- 수소 기본 전략 이행을 위한 전략 로드맵 업데이트 : 수소·연료전지의 비용 및 보급에 관한 신규 목표, 발전소 내 수소 운반체(carrier) 연소(燃燒)
- 일본개발은행은 기업들 연합 컨소시엄을 구성하여 일본 H2 Mobility를 발족 : 2021년까지 수소충전소 80개소 건설 목표
사우디 아라비아
- 사우디 아람코와 에어 프로덕트 : 사우디아라비아 내 첫 번째 수소 충전소 설치 발표
영국
- 탈탄소산업 클러스터 목표 발표 : 산업전략기금 내 1.7억 파운드 규모의 공공투자
미국
- 캘리포니아주, California Fuel Cell Partnership을 통해 2030년까지 수소충전소 1,000개소, 수소연료전지차 100만대 보급 목표(중국 목표와 동일)
EU
- EU위원회에서는 탄소중립 달성을 위한 수소 활용을 포함한 장기 탈탄소 전략을 발간：재생에너지원을 통한 재생에너지 사용촉진을 위한 지침 개정. 2030년 재생에너지 사용목표에 부합되는 재생에너지 기반 수소 생산을 가능하게 함
- EU 회원국들 사이에서 수소 검토를 위한 ‘Hydrogen Energy Network’ 구축
- 28개 EU 회원국이 Linz 선언에 서명함 : ‘Hydrogen Initiative’를 통해 지속가능한 수소 기술에 공동 협력. 100여개 비즈니스, 기관, 단체가 참여함
프랑스
- 수소개발계획 및 1억 유로 규모 펀딩. 2023년 및 2028년 산업/수송/재생에너지 저장용 저탄소 수소 목표
독일
- 10년간 14억 유로 규모의 기금을 국가혁신 수소 및 연료전지기술 프로그램 승인(민간 부문은 20억 유로 규모로 투자)
- H2Mobility 프로그램을 통한 수소 열차의 최초 상업가동 및 자국 내 수소충전소 최대 지원

수소 수급 및 제조법

수소 수요 : 약 1억 2천만 톤(이 중 순수한 형태의 수소는 약 7천만 톤. 나머지는 부생수소 등)
- 현재 수소 대부분은 ‘화석연료’를 통해서 생산. 수소 생산에 전세계 천연가스 수요의 6%, 석탄 수요의 2%가 사용됨

수소 제조법에 따른 CO₂ 배출
- 천연가스를 통한 수소 1톤 생산시, CO₂ 10톤 배출(10tCO₂/tH₂)
- 석유제품을 통한 수소 1톤 생산시, CO₂ 12톤 배출(12tCO₂/tH₂)
- 석탄을 통한 수소 1톤 생산시, CO₂ 19톤 배출(19tCO₂/tH₂)
수소 제조법
- ① 천연가스를 통한 생산(주. 한국의 수소 로드맵에는 ‘추출수소’로 표기)
  - a. 스팀 리포밍 : 천연가스(일부 LPG, 나프타)에서 수소를 추출함
  - b. 부분 산화법 : 중유 혹은 석탄에서부터 수소를 추출함
  - => 상기 두 가지 방법 모두 CO와 수소가 동반 생성(수전해법 대비 저 순도 수소)
- ② 석탄을 통한 생산(석탄가스화법)
- ③ 수전해법

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수소 에너지의 활용

석유정제
- 수소처리(Hydrotreatment) : 수소를 첨가하여 원유 내 ‘황’ 제거. ‘수소탈황’이라고도 함
- 수소분해(Hydrocracking) : 수소를 첨가하여 중질유를 고부가가치 석유제품으로 업그레이드
- 상기 두 공정 외에도 바이오연료 탈황, 오일샌드 고도화 처리 등에 수소가 사용됨
  - 바이오디젤 생산량 1톤당 약 수소 38kg가 소비됨

화학산업
- 암모니아(NH₃), 메탄올(CH₃OH) 제조시 수소가 각각 31백만 톤, 12백만 톤 사용됨
- 그 외, 에틸렌, 프로필렌, 벤젠, 톨루엔(주. 메틸벤젠이라고도 함), 혼합 자일렌에도 수소가 사용됨

수송부문
- ① 도로
  - 승용차(FCEV) : 전세계 누적대수 : 약 11,200대(‘18년 신규판매 4천대)
  - 버스, 상용차 : 수소버스, 중국은 4백대로 세계 최대 보유국가
  - 수소충전소 : 전 세계에 381개소 설치(일본 100개소, 독일 69개소, 미국 63개소)
- ② 해운
  - 수소는 액화 및 높은 저장비용 탓에, 장거리 해운 수송에서 다른 저탄소 에너지보다 비쌈
  - 벌크선박에서 내연기관 엔진 연료로 암모니아 사용이 연료유와 유사한 비용효과를 내는 탄소 가격은 CO₂ 톤당 $40~230 범위 내에 있어야 함
- ③철도
  - 독일 : 일일 1회 충전으로 최대 약 800km 주행이 가능한 2대의 수소 열차가 운행 중
  - 영국·프랑스 : 정부 차원에서 2022년까지 최초의 자국의 수소 열차 보급을 추진 중