대체에너지

목차

@빙축열시스템

@연료전지

@ 바이오매스

@바이오가스

@ MHD 발전

@핵융합발전

@수소 에너지(Hydrogen Energy)

@ 폐기물 에너지

본문내용

gen Energy)
수소는 화학제품의 원료 및 화학공장의 공정가스로 널리 사용되고 있으며, 현재인류가 당면하고 있는 환경문제 및 화석연료의 가격상승이나 고갈을 예상할 때 궁극적인 미래의 대체에너지원 또는 에너지 매체(Energy carrier)로 생각되고 있다. 이는 현재의 에너지시스템에 이용되는 화석연료가 사용후 NOx, SOx, 분진 등과 같은 대기오염물을 배출하여 지구의 환경을 오염시키고 있을 뿐만 아니라 최근에는 화석연료 연소에 따라 배출되는 이산화탄소의 대기 중 농도증가로 지구온난화의 우려를 가중시키고 있다. 또 다른 에너지원인 원자력은 그 사용과정이나 사용 후에도 방사능오염에 대한 문제점이 야기되고 있어, 이들 에너지원의 지속적인 사용이 지구 생태계를 파괴시켜 인류의 생존을 위협하고 있다는 우려의 목소리도 있음이 현실이다. 이에 비하여 에너지원으로의 수소는 다음과 같은 장점을 가지고 있어 미래의 에너지시스템에 가장 적합한 것으로 판단되고 있다.
첫째, 수소는 연료로 사용할 경우에 연소시 극소량의 NOx 발생을 제외하고는 공해물질이 생성되지 않으며, 직접 연소에 의한 연료로서 또는 연료전지 등의 연료로서 사용이 간편하다.
둘째, 수소는 가스나 액체로서 쉽게 수송할 수 있으며, 고압가스, 액체수소, Metal hydride (금속수소화물 또는 수소흡장합금) 등의 다양한 형태로 저장이 용이하다.
셋째, 수소는 궁극적으로는 무한정인 물을 원료로 하여 제조할 수 있으며, 사용 후에는 다시 물로 재순환이 이루어진다.
넷째, 수소는 산업용의 기초 소재로부터 일반 연료, 수소자동차, 수소비행기, 연료전지 등 현재의 에너지 시스템에서 사용되는 거의 모든 분야에 이용될 수 있다. 따라서 현재 인류가 당면하고 있는 에너지 자원 고갈과 환경오염문제를 해결할 수 있는 가장 유력하고 유일한 대안이며, 21세기에는 지구온난화와 대기오염 대비 및 에너지 안보와 자급 차원에서 수소의 시장 확보가 가능할 것으로 예측된다. 궁극적으로 수소는 재생가능 에너지원으로부터 얻는 것을 목표로 하고 있지만, 단기적으로는 현재 가장 경제적이고, 기존 시스템에 큰 충격 없이 원천적으로 이산화탄소 등을 상당 부분 제거하여 화석연료의 청정화 이용에도 기여한다는 점에서, 수소원으로서 화석연료가 상당한 비중을 차지하게 될 것이다. 이와 같이, 수소에너지 기술은 이미 그 중요성이 국제사회에 너무나 널리 알려져 왔으므로, 미국·일본을 비롯한 기술선진국들은 21세기 에너지문제와 환경문제를 한꺼번에 해결할 수 있는 거의 유일한 代案으로 수소에너지 기술의 연구에 심혈을 기울여 왔으며 이미 상당한 성과를 거두고 있다. 무한정인 물과 유기물질(바이오매스)을 원료로 하여 수소를 제조 이용한다면, 재순환되므로 자원 고갈 우려가 없어, 화석연료 자원이 빈약한 국가에 적합한 에너지원이다.水素에너지는 미래의 청정에너지源(원) 가운데 하나이다. 수소가 미래의 궁극적인 대체에너지원 또는 에너지매체로 꼽히고 있는 것은 현재의 化石燃料(화석연료)나 원자력등이 따를 수 없는 장점을 갖고 있기 때문이다. 또한 수소는 연소시 극소량의 질소가 생성되는 것을 제외하고는 공해물질이 배출되지 않으며, 직접 연소를 위한 연료 또는 연료전지등의 연료로 사용이 간편하다. 또 무한정인 물을 원료로 해 제조할 수 있으며 가스나 액체로 쉽게 저장 수송할 수 있는 장점이 있다. 게다가 산업용 기초소재에서부터 일반연료, 자동차, 비행기, 연료전지 등 현재의 에너지시스템에서 사용되는 거의 모든 분야에 응용돼 미래의 에너지시스템에 가장 적합한 에너지원으로 평가되고 있는 것이다. 이에 따라 미국, 일본, 독일 등 선진 각국에서는 지난 70년대 말부터 수소의 제조, 저장, 이용 등 분야별 연구개발에 힘을 쏟고 있다. 미국의 경우 우주개발 군사용 등 특수분야에 실용화 기술을 확보해 놓고 있다. 日本은 새롭게 추진되고 있는 뉴선샤인 계획을 통해 지속적으로 연구를 수행해 오고 있으며, WE-NET프로그램 등으로 관련연구의 국제화도 추진하고 있다. 독일의 경우 최근 代替電源(대체전원)으로부터 수소의 제조와 저장, 그리고 이를 연료전지, 수소보일러, 수소자동차 등에 이용하는 수소에너지 시스템기술 實證(실증)플랜트를 설치, 운용하는 등 수소에너지 시대에 대비하고 있다. 우리나라의 경우 '80년대부터 관련기초연구에 착수, 현재 대체에너지 기술개발사업 및 에너지기술연구소등의 중장기 계획에 따른 연구가 수행되고 있다. 한국에너지기술연구소는 차세대 대체에너지 기술개발사업의 하나로 수소에너지기술을 상용화 단계로 끌어올리기 위한 기초연구 강화에 힘을 쏟고 있다. 연구소의 경우 熱化學法(열화학법)에 의한 수소 제조 등 관련 기초연구를 수행한데 이어, 현재 高分子 電解質(고분자 전해질)에 의한 물의 전기분해 기술, 고성능 니켈-하이드리이드(Ni-MH)전지용 전극활물질 소재개발과 관련한 연구를 진행 중이다. 연구소는 2000년까지 수소의 제조 저장 수송 이용 등에 관한 기반기술을 확보하고, 이후 2005년까지 실용화 기술개발, 그리고 2010년까지는 상용화 기술개발을 마친다는 계획을 갖고 있다. 결국 우리의 수소에너지 기술개발 수준은 선진국의 20%선에 머물고 있지만 선진국 역시 아직은 개발초기 단계인 만큼 앞으로 투자가 뒤따른다면 빠른 시내에 기술격차를 줄일 수 있게 될 것으로 판단된다.
*수소에너지시스템
@ 폐기물 에너지
폐기물에너지화 기술이란 쓰레기를 재활용하여 에너지자원으로 이용함으로써 자원절약 및 환경보전을 이룩하고자 하는 기술이다. 가정이나 공장 등에서는 쓰레기를 가능한 한 적게 배출 시켜야 한다. 이를 위해서는 쓰레기의 발생억제(감량화)
, 사용한 제품의 재사용, 회수된 물질을 원재료로 재활용 하는 방법이 있다. 그런데 이러한 방안들이 기술 또는 환경 측면에서 적절하지 않은 경우에는 폐기물의 에너지화기술(소각, 고체연료, 재생연료유, BIO 연료 등)을 이용 하여 대체에너지로 사용하면 자원재활용 및 에너지 절약 측면에서 많은 이익을 얻을 수 있다. 결국, 쓰레기 발생량을 줄이고 자원을 재활용하는 것은 유한한 자원을 효율적으로이용하고, 더불어 쓰레기 처리 문제를 덜어준다.

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