OPEC+기구의 원유 200배럴/일 감산이 세계적인 이슈가 되고 있습니다. 유통물량의 부족으로
석유 관련 에너지 및 원자재 가격이 급등하다 이제 원유 가격이 진정되는 상황이었는데, 다시 기름
붓는 상황이 되어버렸습니다. 바이든 미국 대통령의 증산을 위한 방문에도 감산으로 화답한 꼴이
되어 버린 것입니다.
세계는 파리 협약 이후 이산화탄소 발생량을 줄이기 위해 탄소중립을 선언한 후, 과도기적 단계
에서 원유 감산은 앞으로 닥쳐올 에너지 문제에 근심과 기회로 바라보고 있습니다. 신재생에너지
의 필요성이 더욱 강조되고 있습니다. 하지만 우리나라와 같이 안정적 신재생에너지가 힘든 나라
의 경우 또는 발전에서 그린에너지화 비율을 더 높이고 싶어 하는 나라의 경우는 수소가 대안으로
나타나고 있습니다.
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1. 수소의 특성
1-1. 수소의 종류
● 수소는 세종류의 동위원소가 있습니다. 동위원소란 원자번호는 같지만 질량수가 다른 원
소를 뜻합니다. 플로튬(protium), 중수소(deuterium) 그리고 삼중 수소라 불리는 트리튬(triti
um)이 있습니다.
● 수소분자에는 오르토 수소(ortho-hydrogen)와 파라수소(para-hydrogen)가 있습니다. 이 두
분자는 화학적으로는 같은 특성을 가지고 있으나 물리적으로는 핵 운동방향이 달라, 다소
다른 특질을 가지고 있습니다.
● 상온에서는 기체 수소의 오르토 수소 비율이 75%로 구성되어 있으나, 저온으로 갈수록 파라
수소의 비율이 높아져, 액화수소의 경우 파라수소 비율은 100%에 이릅니다.
1-2 수소의 특성
● 무색, 무취의 기체입니다.
● 분자량 2.016의 가장 가벼운 원자이고 수소 밀도는 공기의 1/4이며, 203 ºK에서 액화가 됩니다.
● 단위 질량당 에너지 함량이 모든 에너지 가운데 가장 높습니다. 또 발열량은 141.9메가 주울로
가솔린 발열량의 약 3배에 달합니다.
2. 수소 생산 방법
2-1 화석연료를 이용하는 방법
2-1-1. 천연가스 개질
개질이란 형태를 재 구성한다는 의미 즉, 화학적 구조의 형태를 필요로 하는 형태의 화학
구조로 전환하여 추출하는 방법을 의미합니다.
● 가장 효율적이면서, 가장 광범위한 방법입니다.
- 수소 개질의 3단계
합성가스 생성 -> 워터 가스 변환 -> 가스의 불순물 제거
● 증기 개질법의 효율은 투입 에너지의 65%~ 75% 정도입니다.
2-1-2 부분적 산화 법
● 나프타보다 무거운 탄화수소를 개질에 사용
개질 방법은 천연가스 개질가 같습니다.
● 부분산화 법의 생산효율은 약 50% 정도입니다.
● 부분산화 법과 증 기개 질 법의 결합된 방법이 사용됩니다.
2-1-2 그 외
● 천연가스의 열분해, 석탄의 가스화가 쓰입니다.
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2-2. 물의 전기분해
진정한 그린에너지로 불리는 방법입니다.
● 화석연료 이후, 대규모 수소 생산을 위한 유일한 방법이며, 매우 효율적입니다.
● 넓은 범위의 용량 요건에서 가동
● 물의 직접 열분해, 열화학적 화학반응 사이클, 광분해 등이 사용된다.
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