에너지 전환을 위해서는 화석 연료를 대신하는 에너지가 필요합니다. 현존하는 여러 가지 대체에너지 중에서 수소는 높은 신재생 에너지보다 높은 에너지 효율성을 가지고 있기 때문에 각광받고 있습니다. 이러한 수소를 생산하고 운송하고 저장하는 모든 과정에서 경제적으로 합리적일 필요가 있으며 이를 위해 액화 혹은 액상 수소로 저장하여 운송하거니 고압 배관으로 운송하는 기술, 그리고 고압 수소를 저장하는 장치 등을 개발에 투자금이 몰리고 있습니다.
수소 운송 기술
생산된 수소를 실제 전기가 필요한 곳인 수소 전기차, 수소연료전지로 공급하기 위해서는 수소충전소까지 안정적으로 공급할 필요가 있습니다. 수소는 석유 같은 액체연료에 비해 에너지 밀도가 낮은 단점이 있어 대용량을 장거리 수송하기 어려운 부분이 있습니다. 수소는 상온에서 기체 상태로 존재하는데, 이렇게 기체 상태에서 수소를 운반할 수 있지만 기체 상태로 운송을 한다면 부피가 크기 때문에 수소를 고압, 저온 조건에서 액체 상태로 만들어 운송하는 등 운송하는 과정에 있어서 안정적이고 경제적으로 공급하기 위해서 다양한 기술 개발이 진행 중에 있습니다.
1. 기체 상태 수소 운송
수소를 운송하는 기술은 기체 운송과 액체 운송이 있습니다. 기체 운송의 경우 튜브 트레일러나 배관을 통해 운송하는 방식이 있습니다. 하지만 아직 수소가 활발하게 쓰이고 있지 않은 만큼 대규모 수소의 운송이 필요하지 않은 현시점에서 운송할 수소량이 적고 수소 운송 거리가 짧을 경우에는 배관을 건설비용이 적기 때문에 효율적일 수 있습니다. 하지만 장거리 운송의 경우에는 고압의 튜브 트레일러로 운송하는 방법이 적합합니다. 배관의 경우 한번 설치하면 50년 이상은 쓸 수 있도록 배관의 재질 및 설치할 때 필요한 기술 개발이 진행 중입니다.
2. 액체 상태 수소 운송
액체 운송 방식은 액화 방식과 액상 운송 방식으로 나눌 수 있습니다. 우선 액화 방식은 수소 액화 온도인 -253℃까지 냉각하여 액체 상태로 운송하는 방식과 압력을 높여 액화시키는 방식이 있습니다. 하지만 이렇게 액화시키는 과정에서 소모되는 전력이 상당하다는 단점이 있습니다. 이러한 단점을 극복하기 위해서는 수소를 액상 화합물로 변환시켜 운송하는 방법이 있습니다. 액상 화합물을 수소 캐리어로 활용하는 것인데, 수소 캐리어가 액상 유기화합물인 경우 Liquid Organic Hydrogen Carrier(LOHC)라고 하며 이러한 운송 방식은 대규모 수소를 장거리 운송함에 있어서 경제적인 기술입니다. 암모니아 또한 수소를 액상 화합물로 운송하는 방법 중 하나인데 상온/상압 조건에서 액상 암모니아를 운송하여 수소가 필요한 곳에서 암모니아를 분해시켜 수소를 생산할 수 있습니다. 암모니아는 액화 온도가 -33℃기 때문에 수소를 액화시키는 것보다 용이한 물질로 저압 압력 용기에 저장할 수 있어 경제적인 기술입니다.
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