수소 생산 방법 5가지 정리 및 생산 방식별 장단점

안녕하십니까, 

부매경입니다. 

 

수소에 대해서 처음부터 다시 차근차근 정리해 보겠습니다. 

수소 에너지 중요성에 대해서는 이미 여러 번 언급하였습니다. 조금 더 자세히 알아보고 위해 차근차근 공부해 보기로 했습니다. 

이전에 수소경제에 대해서 정리한 내용은 아래 참고 

 

수소경제_총정리 (tistory.com)

수소경제_총정리

 

오늘은 수소 생성 방법에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 

 

수소생산 방식, 빙이미지 크레이터

 

수소 생성 방식 5가지 

 

1. 부생 공정

• 기존 화학 공장, 제출소에서 제품을 만드는 공정 중 수소 생산
• 산업 공정에서 발생한 혼합가스 분리/추출하여 수소 생산
• 합성 가스에서 탈수 및 고순도 공정을 거쳐 수소 추출

부생 수소 생산 방법은 다른 에너지원을 필요하지 않아 경제적이며, 수소 생산 시 높은 순도의 수소를 생산할 수 있습니다. 하지만 부산물 처리를 위해 추가적인 에너지원이 필요하며, 별도의 촉매 공급을 위한 설비가 필요합니다. 

 

2. 천연가스 개질 (SMR)

• 천연가스에 수증기 - 메탄 개질 반응으로 수소 생산 
• 가장 일반적인 수소 생산방식으로 경제성과 대규모 생산 가능
• 전 세계 수소 생산량의 76% 차지

천연가스 개질을 이용한 수소 생산은 기존 천연가스 설비를 이용한 생산이 가능하고, 화석연료보다 공해 물질이 적게 배출되며, 대규모로 높은 순도의 수소 생산이 가능합니다. 하지만 개질 과장에서 추가적인 에너지 소모가 필요하며, 높은 온도와 압력이 요구되어 설비 비용이 높습니다. 

 

3. 석탄 가스화

• 석탄 가스화 공정은 석탄에서 생성되는 합성가스를 추출 수소로 전환
• 석탄가스화복합화력 IGCC 기술 활용

석찬가스화 방식으로 수소를 생산하는 방식은 저렴한 석탄을 이용한 방식으로 상대적으로 저렴하며, 대규모로 순도가 높은 수소 생산이 가능합니다. 하지만 석탄을 연소하여 발생하는 오염물질을 처리하기 위해 설비가 필요하여 설비 비용이 높습니다. 

 

4. 청정 수소

• 천연가스 개빌 방식(SMR) 공정과 CCS 기술 결합
• CCS 기술 : 이산화탄소 배출 차단 기술 

대기 오염 물질 발생이 매우 적거나 없어 친환경적이며, 생산 비용이 높아 경제성 측면에서 불리합니다. 

 

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5. 수전해 

• 물에서 전기, 화학적 변화를 통해 수소와 산소 분리하여 수소 생산
• 재생에너지원 전력을 이용한 수전해 방식은 이산화탄소 생산 제로
• 전 세계 수소 생산에 0.1%로 미비

수전해 수소 생산 방식은 환경 배출 물질이 없고 지속가능한 에너지라는 장점은 있으나 생산비용이 매우 높아 지속적인 연구와 기술 개발이 진행되고 있습니다. 

 

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수소 생산방식 정리

 

수소는 분자 형태로 존재하며, 일반적으로 물, 탄화수소 또는 화석연료 안에 결합된 화합물 형태로 존재합니다. 여기에서 수소를 추출하기 위해서는 추가의 에너지원이 필요하며, 현재 대부분 개질공정에서 추출됩니다. 이러한 공정에서는 일부 이산화탄소도 만들어져 별도 이산화탄소 포집기술도 필요합니다. 

 

이상입니다. 감사합니다. 

 

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