수소란 무엇이며, 실제로 기후 변화 솔루션이 될 수 있나요?

최근 미국, 캐나다, 유럽 등에서 수소(H2)가 정부의 주목을 받고 있습니다. 밀어서 자르다 그들의 온실가스 배출.

그런데 H₂란 정확히 무엇이며, 이것이 정말 깨끗한 전원일까요?

나는 전문적으로 H2 생산기술 연구개발.미래에 우리 삶에서 훨씬 더 큰 역할을 할 수 있는 이 다용도 화학물질에 대한 몇 가지 주요 사실은 다음과 같습니다.

그렇다면 수소란 무엇인가?

수소 은 우주에서 가장 풍부한 원소, 그러나 반응성이 매우 높기 때문에 자연에서는 자체적으로 발견되지 않습니다.대신, 이는 일반적으로 물, 천연가스, 석탄, 심지어 식물과 인체와 같은 생물학적 물질의 다른 원자 및 분자와 결합됩니다.

그러나 수소는 분리될 수 있습니다.그리고 그 자체로 H2 분자는 매우 효과적인 에너지 운반체로서 강력한 효과를 발휘합니다.

이미 산업에서 사용되는 제조하다 암모니아, 메탄올 그리고 강철 그리고 정제 원유.연료로서 에너지를 저장하고 버스와 차량을 포함한 차량의 배출가스를 줄일 수 있습니다. 화물선.

수소는 석탄이나 천연가스 발전소보다 온실가스 배출이 적고 전기를 생산하는 데에도 사용될 수 있습니다.그 잠재력은 다음과 같이 더욱 주목받고 있습니다. 우리를.정부, 새로운 규정 제안 이를 위해서는 기존 발전소에서 이산화탄소 배출을 줄여야 합니다.

H2는 저장될 수 있기 때문에 풍력 및 태양광과 같은 재생 가능 전력원과 관련된 간헐적 문제를 극복하는 데 도움이 될 수 있습니다.또한 기존 발전소에서 천연가스와 혼합하여 발전소의 배출량을 줄일 수도 있습니다.

발전소에서 수소를 사용하면 혼합하거나 단독으로 사용할 때 이산화탄소 배출을 줄일 수 있습니다. 특수 터빈, 또는 연료전지, 는 H2와 산소, 즉 O2를 소비하여 전기, 열, 물을 생산합니다.그러나 일반적으로 CO₂가 완전히 없는 것은 아닙니다.이는 부분적으로 물이나 천연가스에서 H2를 분리하는 데 많은 에너지가 필요하기 때문입니다.

수소는 어떻게 생산되나요?

H2를 생성하는 몇 가지 일반적인 방법이 있습니다.

• 전기 분해 전류를 이용하여 물(H2O)을 H2와 O2로 분해하여 수소를 분리할 수 있습니다.

• 메탄개질 증기를 사용하여 메탄(CH₄)을 H2와 CO2로 분해합니다.이 분할 과정에는 산소와 증기 또는 CO2도 사용될 수 있습니다.

• 가스화 다음을 포함하여 탄화수소 기반 재료를 변환합니다. 바이오매스, 석탄 또는 심지어 도시 쓰레기 – 자체적으로 연료로 사용하거나 화학물질 및 액체 연료를 생산하기 위한 전구체로 사용할 수 있는 H2가 풍부한 가스인 합성 가스로 전환됩니다.

각각에는 장점과 단점이 있습니다.

녹색, 파란색, 회색 - 색상은 무엇을 의미하나요?

수소는 색상으로 표시되어 얼마나 깨끗한지, CO가 없는지 나타내는 경우가 많습니다.가장 깨끗한 것은 녹색수소.

그린H₂ 풍력, 태양광, 수력 등 재생에너지원을 이용해 전기분해를 이용해 생산된다.그린수소는 CO2가 전혀 없지만 비용이 많이 듭니다. 킬로그램당 US$4-$9 (파운드당 $2-$4) 물을 분해하는 데 필요한 높은 에너지 때문입니다.

에너지 집약도가 낮은 다른 기술은 더 낮은 비용으로 H2를 생산할 수 있지만 여전히 온실가스를 배출합니다.

회색 H₂ 가장 일반적인 유형의 수소입니다.메탄 개질을 통해 천연가스로 만들어집니다.이 과정은 이산화탄소를 대기 중으로 방출하고 비용은 주변으로 발생합니다. 킬로그램당 $1-$2.50 (파운드당 50센트-$1).

회색수소의 CO2 배출량을 포집하여 대기 중으로 방출되지 않도록 가두어 놓으면 청색수소.비용은 더 높습니다. 킬로그램당 $1.50-$3 (파운드당 70센트-$1.50), 천연가스를 생산하고 운송할 때 온실가스 배출이 여전히 발생할 수 있습니다.

또 다른 대안은 청록색 수소, 재생 가능 자원과 재생 불가능 자원을 모두 사용하여 생산됩니다.재생 가능한 자원은 전환할 수 있는 청정 에너지를 제공합니다. 메탄 – CH₄ – H2와 고체 탄소로, 포집하고 저장해야 하는 이산화탄소가 아닌.이 유형의 열분해 기술 아직 새 제품이며 비용은 킬로그램당 $1.60 및 $2.80 (파운드당 70센트 - $1.30).

이제 화석 연료의 불을 끌 수 있습니까?

H2의 95% 이상 미국에서 생산 오늘날은 천연가스로 만들어진 회색수소인데, 여전히 온실가스를 배출하고 있습니다.

H2가 전력 산업 및 운송, 난방, 산업 공정과 같은 기타 용도를 위한 천연가스 대안으로 확대될 수 있는지 여부는 녹색 H2를 생성하기 위한 전기분해를 위한 저비용 재생 에너지의 가용성에 달려 있습니다.

또한 상황에 따라 달라집니다. 파이프라인 및 기타 인프라의 개발 및 확장 H2를 효율적으로 저장, 운송 및 분배합니다.

인프라가 없으면 H2 사용이 빠르게 증가하지 않습니다.이것은 "닭이 먼저냐, 달걀이 먼저냐"의 현대판이다. H2 생산을 위해 화석 연료를 계속 사용하면 H2 인프라에 대한 투자가 촉진될 수 있지만, 화석 연료를 사용하면 온실 가스가 배출됩니다.

수소의 미래는 어떻게 될까요?

녹색과 청색 수소이지만 프로젝트가 떠오르고 있다, 지금까지는 작습니다.

유럽의 온실가스 배출 제한 및 2022년 미국의 정책과 같은 정책 인플레이션 감소법, H2 킬로그램당 최대 3달러(파운드당 1.36달러)의 세금 공제를 제공하는 는 보다 깨끗한 수소를 더욱 경쟁력 있게 만드는 데 도움이 될 수 있습니다.

수소 수요는 최대 2~4배 증가 2050년까지 현재 수준이다.이를 친환경 H2로 만들기 위해서는 전력 부문에 직접 전기를 공급하기 위해 새로운 태양열, 풍력 및 기타 재생 가능 에너지 발전소를 건설하는 동시에 상당한 양의 재생 에너지가 필요합니다.

그린 수소는 유망한 추세이지만, 세계의 에너지 수요와 무탄소 에너지 목표를 충족하는 유일한 솔루션은 아닙니다.지속 가능한 방식으로 세계의 에너지 수요를 충족하려면 재생 가능 에너지원과 청색, 녹색 또는 청록색을 포함한 청정 H2의 조합이 필요할 것입니다.