[이넷뉴스] 녹색 재생 에너지는 기후 비상 사태와 산업, 투자, 규제 정책의 전환에서 핵심적인 역할을 한다. 이에 대한 대응으로 영국은 2050년까지 지구 온난화에 대한 기여를 끝내는 것을 목표로 하는 법률을 도입한 세계 최초의 주요 경제 국가 중 하나가 됐다.
이 법안은 영국이 모든 온실 가스 배출량을 0으로 만드는 야심찬 목표를 설정하고 있다. 법안의 도입은 성과를 거두었고 풍력 및 태양열과 같은 재생 가능 에너지원이 점점 더 인기를 얻고 있다. 실제로 풍력은 2020년 영국 전력의 24.8%를 기여했으며 National Grid Report 에 따르면 천연 가스 다음으로 가장 큰 전력 공급원이 됐다.
그럼에도 불구하고 풍력발전에 대한 전망은 엇갈렸다. 영국 정부의 풍력 발전 에 관한 최근 보고서는 해상 풍력 상품 및 서비스 수출이 5배 증가하여 연간 26억 파운드를 가져오고 수천 개의 일자리를 창출할 것으로 예측됐다. 그러나 올해 6월에 발표된 영국 정부의 에너지 동향 보고서 에 따르면 2021년 1분기 풍력 및 기타 재생 에너지의 에너지 기여도는 2020년 같은 분기에 비해 16% 감소했다. 풍력발전. 이는 화석 연료와 달리 풍력 및 태양열과 같은 에너지원은 기후 조건에 의존하기 때문에 본질적으로 가변적일 수 밖에 없기 때문이다.
단점에도 불구하고 화석 연료는 수요를 충족시키기 위해 그리드에 의해 제어될 수 있는 안정적이고 신뢰할 수 있는 전력 공급원이다. 반면 재생 가능 에너지원은 바람이 불거나 태양이 비치는 위치와 시간에 따라 공급 과잉이 발생한 후 공급 부족이 발생한다. 재생 에너지가 화석 연료를 대체하려면 이러한 문제를 극복해야 한다.
◇ 바보야 문제는 저장이야
재생 에너지 문제를 해결하는 데 있어 수소 저장 장치는 매우 중요하다. 태양열 및 풍력과 같은 재생 가능 에너지원의 지속적인 변동성은 청정 에너지의 대규모 저장에 대한 필요성을 강조하고 있다. 청정 수소 솔루션의 기술 혁신과 함께 이러한 필요성으로 인해 수소는 화석 연료에 대한 가장 유망한 저탄소 대체품의 핵심 경쟁자가 됐다.
BloombergNEF의 수소 경제 전망(Hydrogen Economy Outlook)에 따르면 수소는 적절한 지원이 이루어지면 2050년까지 세계 에너지 수요의 24%를 충족할 수 있다. IEA(International Energy Agency) 의 Net Zero by 2050 보고서 에 따르면 수소 전해조는 고급 배터리 및 온실 가스의 CCUS(직접 공기 포집 및 저장)와 함께 가장 큰 에너지 혁신 기회 중 하나다. IEA는 수소 및 수소 기반 연료를 탈탄소화의 핵심 기둥 중 하나로 식별하고 있다.
앞으로 크게 성장할 것으로 예상되는 분야 중 하나는 전기분해를 통해 생산되는 "녹색 수소"다. 풍력 터빈이나 태양 전지판과 같은 재생 에너지원에서 생성된 전기는 물을 저탄소 수소로 알려진 산소와 수소로 분해하는 데 사용된다. 일단 생산된 수소는 연료 전지에 직접 사용하거나 암모니아 및 합성 액체 및 가스와 같은 수소 기반 연료의 생산에 사용할 수 있다. 수소 및 수소 기반 연료를 저장하고 운송하는 능력은 본질적으로 가변적인 재생 가능 에너지 기반 전력 공급 내에서 수요와 공급을 조절할 수 있는 잠재력을 가지고 있는 것이다.
수소는 전력 공급과 수요의 균형을 맞추기 위해 필요한 유연성을 제공할 뿐만 아니라 건물 난방, 산업 및 운송 분야에 잠재적으로 응용할 수 있다. 배터리로 구동되는 전기 자동차가 과거에는 우선했지만 수소는 장거리 운송, 운송 및 항공에 더 적합하다. 그 결과 글로벌 산업계는 수소가 지속 가능성을 위한 계획의 일부가 될 수 있는 방법을 찾고 있다.
이 분야의 특허 동향을 조사하면 기술이 어디로 향하고 있고 어느 나라가 주도권을 잡고 있는지를 잘 알 수 있다. IEA의 특허 및 에너지 전환 보고서의 최신 데이터에 따르면 저탄소 에너지 기술에 대한 특허 활동의 지속적인 성장과 배터리 및 수소와 같은 교차 기술의 혁신이 핵심 동인으로 간주되고 있다. 그러나 수소와 관련된 특허 활동은 수소 연료 전지가 현재까지는 지배적이다.
이는 역사적으로 수소를 에너지 목적으로 너무 적게 사용해 온 바람에 결과적으로 전해조 및 수소 저장과 같은 기술을 최적화하기 위한 혁신에 대한 인센티브가 부족했음을 반영하고 있다. 향후 몇 년 동안 소소저장기술과 관련해 크게 변화할 것으로 예상된다.
저탄소 수소에 대한 효과적인 정책 지원을 개발하려는 많은 국가들은 현재 노력을 강조하고 있다. 수소는 또한 장기간에 걸쳐 전기를 저장하고 청정 에너지를 온디맨드로 생성하는 데 사용될 가능성이 있다.
일본은 연료 전지 연구를 주도하는 반면 유럽은 전해조를 포함하여 저탄소 수소를 공급하고 저장할 수 있는 기술 개발을 주도하고 있다. 독일은 이 분야에서 유럽 IPF(International Patent Families)의 거의 절반을 차지하고 있다. 특히 저탄소 수소 공급과 관련된 IPF의 3분의 1을 차지하는 저장과 관련된 혁신의 최전선에 있다.
에너지 목적을 위한 수소 사용은 여전히 상대적으로 낮지만 빠르게 확장될 것으로 예상되는 많은 청정 에너지 응용 분야가 있다. 특히 철강, 비료 생산 및 운송과 같은 응용 분야에서 저탄소 수소를 활용할 수 있다. 실제로 항공 스타트업인 ZeroAvia와 같은 회사는 이미 수소로 구동되는 비행기를 성공적으로 시험해 왔다.
2050년까지 승객 수가 연간 100억 명으로 증가할 것으로 예상됨에 따라 재생 에너지 혁신은 환경에 대한 영향을 상쇄하는 데 결정적인 역할을 할 것이다. 저탄소 수소 생산 및 수소 중심 기업에 대한 투자가 증가하고 있으며 이것이 세계 경제에서 보다 강력한 수소 전략으로 이어질 것으로 기대된다. 연료 전지 이외의 수소 사용 사례의 혁신이 앞으로 이어질 것으로 업계는 보고 있다.
[이넷뉴스=박민호 기자] dducksoi22@enetnews.co.kr
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