화학에너지의 대안 수소에너지

목차

1. 서론

2. 신재생에너지
2.1. 신재생에너지란
2.2. 신재생에너지의 종류

3. 수소에너지
3.1. 수소에너지란
3.2. 수소에너지의 개발 현황
3.2.1. 수소 생산
3.2.2. 수소 저장
3.2.3. 수소 수송
3.2.4. 수소에너지 이용

4. 수소에너지에 대한 경제적 분석
4.1. 화석에너지와 수소에너지 비교
4.2. 연료전지 자동차의 경제성 분석

5. 결론
5.1. 요약
5.2. 수소에너지의 발전 가능성, 전망

6. 참고문헌

본문내용

ℓ) 기준
- 수소가격 (현재 5,000원/kg, 2010년 1,500원/kg, 세전) 기준
가솔린 내연기관 자동차와 수소 연료전지 자동차의 Km당 주행비용을 비교해 보면 현재는 가솔린 내연기관 자동차가 수소 연료전지 자동차에 비해 다소 많은 주행비용이 든다. 그리고 향후 유가 상승이 예상되고 수소 연료전지 자동차 기술의 발전함에 따라 그 차이는 더욱 벌어질 것으로 예상된다.
다양한 동력원의 효율성에 대해 알아보면, 연료가 에너지를 생성해낼 때 가지고 있는 100%의 에너지가 쓰일 수 있는 것이 아니기 때문에 효율 또한 중요한 문제라고 할 수 있다.
싼타페 기준
well-to-tank
(연료생산효율, %)
Tank-to-wheel
(차량효율, %)
well to whee l(WtT×TtW) (총괄효율)
10
20
30
40
가솔린 내연기관
88
18
16
디젤 내연기관
89
22
20
하이브리드자동차
88
30
26
전기자동차
26
80
21
연료전지자동차
75
48
36
연료전지자동차
(목표)
70
60
42
1) 가솔린내연기관 : 128kw, AT; 2) 디젤내연기관 : 94kW, AT; 3) 하이브리드 자동차 : 내연기관+보조전원;
4) the art of state; 5) Natural gas to Hydrogen
수소 연료전지는 효율성 면에서도 기존 연료에 비하여 앞서고 있다. 기존의 에너지에 비하여 연료생산효율(연료가 에너지로 전환되는 효율)은 떨어지지만, 차량효율(전환된 에너지가 차량으로 전달되는 효율)은 월등히 높은 수준이다.
분석 결과 수소 연료전지 자동차는 현재 가장 많이 이용되고 있는 가솔린 내연기관 자동차에 비해 더 높은 경제성과 효율성을 갖는다는 것을 알 수 있다. 수소 연료전지 자동차를 운행하기 위한 수소스테이션, 수소 운반, 저장 인프라를 구축하기 위한 초기 투자비용과 자동차 구입비용이 해결된다면 수소 연료전지 자동차는 공해물질을 전혀 방출하지 않고 현재보다 더 높은 경제성을 갖는 가솔린 내연기관 자동차를 대체 할 수 있는 새로운 운송수단으로써 자리매김 할 것이다.
5.결론
5.1 요약
현재 화석연료 자원 매장량의 한계와 환경문제로 인해 신재생에너지로의 전환이 요구되고 있다. 아직 개발중인 여러 신재생에너지들 중에 하나인 수소에너지는 수소를 연소시켜서 얻는 에너지로 같은 무게의 가솔린 보다 3배나 많은 에너지를 방출한다. 또한 공해물질이 배출되지 않고, 원료가 되는 물이 풍부하게 존재한다. 다른 여러 가지의 1차 에너지를 사용하여 제조할 수 있으며, 사용후에는 다시 물로 재순환이 이루어진다. 또한 수소는 산업용의 기초 소재로부터 일반연료, 수소자동차, 수소비행기, 연료전지 등 현재의 에너지 시스템에서 사용되는 거의 모든 분야에 이용될 수 있다.
5.2 수소에너지의 발전가능성, 전망
수소가 풍부한 물로부터 얻을 수 있는 에너지이고, 이용 후 다시 물로 재순환되는 에너지로 화석자원의 유한성과 환경적 측면을 고려할 때, 미래에너지로 각광받을 것은 틀림없으나, 수소에너지를 이용하기 위해서는 제조/저장/이용 등 각분야에서 경제적 관점에서의 이점을 갖추어져야 하므로 현재의 기술 단계로 볼 때, 기존 에너지 체계를 대신하기에는 다소 시일이 걸릴 것이다.
수소에너지 관련 기술들은 장차 화석연료의 시대가 지나고 새로운 에너지시스템으로의 전환이 이루어질 경우 꼭 필요한 기술이다. 이들 산업의 성장 잠재력은 무한하나 얼마만큼 화석에너지 시대가 지속할 것인지에 따라, 또한 지구의 환경공해의 심각성에 따라 개발의 속도가 결정될 것이다. 그러나 아직까지 화석연료의 가격은 현재의 방법으로 얻어지는 수소보다는 훨씬 저가이기 때문에 수소에너지의 이용은 당분간 어려울 것이다. 그러나 화석연료의 사용에 따른 지구온난화 문제가 가시화 될 경우에는 화석연료의 사용제한이나 탄소세 등의 문제가 구체화되어 의외로 빨리 에너지시스템이 신재생에너지를 근간으로 하는 수소에너지 체계로 전환될 수도 있을 것이다. 특히 최근의 배럴당 130$이상 계속되는 고유가 행진과 중동지역의 정치적 불안에 의한 에너지 수급불안정에 대한 우려는 신재생에너지의 개발 경제성을 높이고 있는 것이다. 따라서 우선적으로 수소에너지의 종합적 시스템 기술에 대하여 충분히 검토하고, 이에 대한 연구개발이 이루어져야 미래의 에너지시스템에 대처할 수 있을 것이다. 이상과 같은 관점에서 볼 때 수소에너지 시스템 기술을 포함하는 각 분야의 요소기술 산업의 성장전망은 상당히 밝은 것으로 평가되고 있으며, 최근 여러 나라에서 대체전원으로부터 수소를 제조하고, 이를 저장하여 연료전지나 수소보일러, 수소자동차에의 이용을 연결하는 파일롯트 시스템의 건설과 이의 적용연구를 수행하거나, 추진하고 있는 것은 미래의 에너지시스템으로 수소의 중요성을 보여주고 있다. 수소 관련기술은 기계, 금속, 화학, 화공 다방면으로 그 폭이 매우 넓으며, 지원이 이루어진다면 인력, 시설을 확보하기는 어렵지 않으나, 장기간이 소요되는 기술분야인 만큼 체계적, 장기적 안목의 투자, 일관성 있는 정책이 먼저 이루어져야 한다.
6. 참고문헌
김종원, 심규성, 한상도, 수소 에너지 기술 현황
http://www.h2energy.re.kr/data(pdf)/1.pdf
에너지 관리 공단
http://www.energy.or.kr/
신재생 에너지 자원지도 종합관리 시스템
http://kredc.kier.re.kr/
한국에너지기술연구원
http://kier.re.kr/
김종원, 수소에너지 현황과 전망
http://www.hydrogen.com.ne.kr/docum/h-prospect.htm
수소제조연구센터
http://www.h2energy.re.kr/sub03/sub03.htm
수소·연료전지 사업단
http://www.h2fc.or.kr/info/techTrandList.php
고효율 수소 에너지 제조·저장·이용기술 개발 사업단
http://www.h2.re.kr/4Infomation/tech.htm
사단법인 한국 신·재생에너지 협회
http://www.knrea.or.kr/energy/energy11.asp
다음에너지
http://www.daumenergy.com/

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