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'아시아 국가를 이겨야 한다'. -독일 경제 에너지부 페터 알트마이어 장관이 국가 전략을 발표하며 한말입니다. 

독일은 국가 수소 전략을 독일에서 수소를 생산 운송, 저장, 활용하는 모든 기술을 개발한다는 것으로 정책을 수립하였다고 합니다. 수소발전에 대한 투자규모만 12조 원이 이르고 아시아 국가들은 과연 얼마나 앞서 있기에 독일인 이런 발표를 한 것일까요? 

아시아 국가 중 한국은 2004년 친환경 소수 경제 마스터플랜을 수립하고, 2019년에 수소 경제 로드맵을 발표하였고 일본은 2014년에 수소 연료전지 전략 로드맵을 작성하고 중국은 2017년 차이나 수소 이니셔티브를 발표했다고 합니다. 

또한 한국은 지난해 7월 한국판 뉴딜정책을 발표, 총 160조 원의 투자금 중 그린 뉴딜 정책에만 약 73조 원 (국비 약 43조 원) 신재생 에너지만 놓고 보면 약 24조 원의 국비를 투자한다고 발표를 하였습니다. 

독일이 수소의 생산에서부터 활용에 이르는 모든 기술을 개발한다고 선언한 것은 두 가지의 중요한 의미를 담고 있습니다. 하나는 수소 사업 모델에서 생산, 운송 저장, 활용을 각각 독립적으로 보기보다는 전 과정을 체인처럼 가치 사슬로 연결하여 접근한다는 점이라 생각합니다. 다른 하나는 수소 사업의 승패가 결국 수소를 다루는 기술에 달려 있다는 점입니다. 

▶포스코 그린수소 사업모델 

포스코는 지난해 12월 2050년까지 -탄소중립(CARBON NEUTRALL) 달성을 선언하며, 그린 수소 사업모델을 발표하였습니다. 2030년까지 수소 관련 핵심 기술 및 생산 역량을 조기에 갖추고 수소 사업을 그룹 성장 사업의 한 축으로 육성할 계획이라 합니다. 

여기에는 수소를 생산 -운송-저장-활용하는 데 필요한 강재 개발을 물론, 부생수소 생산 설비 증대, 수소 생산 핵심기술개발, 수소를 활용한 철강 생산 기술인 '수소환원 제철공법'에 대한 연구, 개발에 이르기까지 내부적으로 수소 관련 기술 열략을 강화한다고 플랜은 내놓았습니다. 

그런데 , 수소 관련 기술에는 어떤 것들이 있을까요/

1. 수소 상태별 특성을 알아보자.

수소 운용 강제에 대해 살펴보고, 수소 생산과 활용 기술의 핵심소재인 스테인리스 스틸 분리판에 대해 알아보겠습니다. 

1-1. 기체 상태의 수소를 다룰 때 가장 중요한 요소 '압력'이다. 

압력이 높아지면 수소를 금속에 침투, 열화 시켜 금속을 깨뜨려버리는 수소취성을 일으키기 때문입니다. 분자 상태의 수소(H2)는 금속에 침투할 수 없지만, 원자 상태의 수소(H)는 워낙 미세하여 침투가 가능하며 압력이 높아지면 이원자의 개수가 늘어나 수수 취성이 발생합니다. 

하지만 소의 압력이 높을수록 부피가 줄어들어 운송 효율이 높아지기 때문입니다. 

기술은 점점 높은 수소의 압력을 소재가 견디는 방향으로 진화하고 있습니다. 단순한 수소 운송용 파이프라인도 지금은 20 BAR수준이지만, 100 BAR로 높여 운송 효율을 높이는 식입니다. 

일반적으로 수소 전기차는 700 BAR, 수소충전소는 990 BAR를 견딜 수 있어야 하는데, 그렇다면 700 BAR는 어느 정도일까요?

※ 바(BAR)란? 

압력을 측정하는 단위의 하나로, 해수면에서 100m 상공의 기압을 말하는데, 쉬운 예로 방수 시계에 적혀 있는 10 BAR는 수심 약 100M까지 견딘다는 뜻입니다. 

그렇다면 700 BAR는 수심 7,000m라는 상상을 초월하는 압력인 셈입니다. 700 BAR를 무게로 환산하면 713.8kg/㎠이니, 1㎠크기의 손톱만 한 작은 면적에 체중이 71kg인 성인 10명이 올라갈 때 받은 압력과 비슷하다고 할 수 있습니다. 

▶수소용 강재 -생산에서 이용까지 

결국, 수소에너지 상용화의 핵심은 고압을 견뎌내는 소재 기술력에 있다고 볼 수 있습니다. 

여기에 수소 전기차나 수송용 튜브트레일러는 소재 경량화라는 과제가 추가됩니다. 

현제 수소 차량에 탄소섬유 등 복합소재가 쓰이는 것도 바로 이 때문입니다. 그러나 복합소재는 가격이 비싸기 때문에, 가격 경쟁력을 갖춘 스틸의 수소 대응력이 높아진다면, 복 함소 재와 경쟁 가능한 소재가 되는 것은 물론, 수소 상용화의 시기도 앞당 결질 수 있을 것입니다. 

1-2. 심리스(Seamless) 강관

경량화가 필요한 수소 차량과는 달리, 수소 충전소는 탄소 가을 990 bar의 압력을 견디는 수송 배관과 저장용기 제작이 가능한 데, 이때 사용되는 강관이 일반 용접강관 보다 압력에 강한 강관입니다. 

▶심리스 강관이 압력에 강한 이유

가운데가 비어 있는 둥근 모양의 강관을 용접하지 않고 만들기 때문에 이음매(Serm)가 없기 때문입니다. 

고암 수소 저장용기는 이심 리스 강관의 직경을 넓혀서 제작하는 데 990 BAR급 용기는 대구경 심리스 강관을 사용하고 있며 현제 국내에서는 제작되지 않고 전량 수입에 의존하고 있습니다. 

소재, 부품, 장비의 국산화가 필요한 상황입니다. 

이에 포스코는 국내외 제작사와 협력해 고압 수소 배관, 용기용 강재 개발과 실증에 박차를 가하고 있으며, 시장 수요 확대에 대비하고 있습니다. 

2. 액체 상태의 수소를 다룰 때 가장 중요한 요소는 '온도'다. 

수소는 -253 ºC로 냉각하면 기체 대비 부피가 1/800로 줄어들어, 대량으로 수송할 수 있습니다. 

이 말은 액화 수소를 담는 택크가 -253 ºC를 견뎌야 하는 극저온 강이어야 한다는 뜻입니다. 액화수소 수송선은 아직 전 세계 적으로 실증된 바 없으며, 유일하게 일본이 116m 길이의 실증용 소형 선박을 건조한 바가 있습니다. 

수소를 운송, 저장하는 또 하나의 방법은 수소를 다른 물질과 화학적으로 반응시켜 수소 화합물을 만드는 것입니다. 

수소 화합물에는 수소에 톨루엔을 결합한 유기 수소 화합물(MCH, 상온), 질소를 결합한 액화 암모니아(NH3, -33 ºC), 이산화탄소를 결합한 액화 메탄 (NHX, -160 ºC)이 있는데, 수소 호합 물은 액화 수소에 비해 저장 가능한 온도가 높아져 수송이 용이합니다. 

수소 화합물에 대응할 강제는 이미 포스코에 개발되어 있기 때문이며, 수소 화합물을 만드는 작업에 대한 연구와 실증만 완료된다면, 수요가 점차 늘어날 것을 예상됩니다. 

3. 수소는 스테인리스 스틸을 타고

탄소제로 사회에 이상적인 에너지 공급원인 그린 수소입니다. 

이를 생산할 때 가장 핵심이 되는 부품을 수전해 분리판입니다. 수소를 생산하고 연료를 사용할 때 매우 중요한 역할을 하는 것이 바로 이 분리 판리라고 불리는 금속인데, 분리판은 수소와 산소의 이동 통로로 전기전도성이 높고 부식에 강해야 하기 때문에 분리판을 만드는 데에는 기술력이 요구됩니다. 

분리판에는 수소 전기차와 같은 수소를 연료로 사용하는 데 들어가는 연료전지 분리판과 수소를 생산하는 데 들어가는 수전 해 분리판 두 종류가 있습니다. 

3-1. 수전해 분리판

물에서 수소를 생산(2 H2 O→ 2H2 + O20 하는 부품이기 때문에 , 수소 자동차나 발전기의 연료전지 분리판과는 다른 역반응(2H2 + O2→ 2 H2 O)으로 운용된다고 합니다. 

구동환 경이 연료전지보다 고온, 고습하고 열악하기 때문입니다. 

수전해 분리판은 연료전지 분리판 보다 더욱 뛰어난 내식성과 전도성이 요구되는 상황입니다. 

3-2. 연료전지 분리판 

내연 기관 자동차로 따지면, 엔지에 해당되는 연료전지에 들어가는 분리판으로, 연료전지는 자동차에 주입된 수소를 전기에너지로 바꾸는 역할을 합니다. 

포스코는 2006년부터 연료전지 분리판 개발에 착수해, 2018년 수소 전기차 '넥쏘'에 적용된, 세계 최초의 초고 내식 스테인리스 스틸 분리판 소재 POSS47 FC는 이런 코팅 없이도 내부식성과 전도성을 높인 동시에 제작 원가를 낮추고 제품 크기도 줄인 혁신적인 소재로 평가받고 있습니다. 

3-3. 발전용 연료전지 분리

구동 환경이 100 ºC 이하인 수소 전기차용 연료전지 분리판과는 달리, 600~800 ºC에서 작동되고 긴 시간 동안 시동되기 때문에 높은 내산화성과 전도성이 요구되는데, 현제는 독일, 일본에서 생산된 고가의 희토류가 첨가된 스테인리스 강이 적용되고 있습니다. 

이에  포스코는 비싼 수입재를 대체할 수 있는 저원가, 고전도성 강재 POSS460 FC를 개발함으로써, 원천 소재 개발을 통한 국내 발전용 연료전지 산업 활성화에 기여하기 위해 노력하고 있습니다. 

일진 하이솔 루스는 지속적이고 축적된 연구 개발 노력과 선도적인 양산 경험을 바탕으로 제품의 품질과 안전에 대한 성능 입증을 통해 친환경 시대의 글로벌 리더로 성장.

1. 기업 소개

일진 하이 솔루스는 2012년 11월 2일 설립되어 용기사업인(CNG수소차량용 연료탱크 제조 등 설치용 금속 탱크 및 저장용기 및 환경사업 매연저감 장치 DPF 등을 주요 사업으로 영위하고 있으며 일진 그룹에 속하는 계열사입니다. 

2021년 4월 13일 최고의 수소 연료 저장 설루션으로 친환경 미래 사회에 해법을 제시하는 의미를 담아 일진 복합소재에 서 일진 하이 솔루스로 상호를 변경하였고 2021년 9월 1일 코스피 시장에 신규 상장하였습니다. 

1-1. 친환경 모빌리티 설루션을 통해 기후 변화 대응에 이여하는 기업 일진 하이솔로

기후 변화에 따른 환경 문제가 심회됩에 따라 국제 사회는 협력을 통한 온실가스 감축에 힘을 기울이고 있습니다. 이러한 상황 속에서 재생 에너지의 혁신과 더불어 탈탄소화는 인류 생존을 위한 최우선 글로벌 어젠다가 되었습니다. 

이를 위해 필수적인 에너지 전환이 성공하기 위해서 혁신적인 시스템과 더불어 기존 시스템을 보완하는 다양한 설루션이 요구됩니다. 

일진 하이 솔루스는 기존의 디젤 사용을 인한 오염 저감, 연비 개선뿐 아니라 , 이를 천연가스나 수소, 여타 친환경 설루션으로 전환하는 과정에서 요구되는 저장, 운송, 활용 설루션을 제공하고 있습니다. 

특히 누후 디젤차 매연 저감 장치 부탁 사업을 선도함으로써 대기질 환경 개선에 기여해 왔고 수소 전기차용 연료탱크 양산을 세계 최초, 세계 최대 실행함으로써 글로벌 수소 경제 생태계 구축을 선도하는 기업입니다. 

2. 사업 소개 

친환경 시대의 글로벌 리더로서 다양한 경험과 기술력을 바탕으로 고객의 요구에 맞춘 설루션을 제공하고 있습니다. 

관련 사업에 대해 알아보도록 하겠습니다. 

2-1. Hydrogen Solution:  수소 운송부터 애플리케이션에 이르기까지 수소 전반 분야에 수소 storage 및 system

2-2. CNG Solution: 천연가스 차량에 대한 CNG Storage 및 System

2.-3. 디젤 설루션: 노후 경유차량에 대한 미세먼지 저감 시스템을 비롯한 친환경 설루션 제공

2-1. Hydrogen Solution

◈Hydrogen Mobility

수소 전기차의 핵심 부품인 수소 탱크는 비금속 라이너에 탄소 섬유 복 함소재를 감아서 700 바의 높은 압력에도 견딜 수 있는 기술 집약적 제품을 생산합니다. 

일신 솔루스의 수소탱크는 초결얄 복합소재 기술을 적용함으로써 

높은 안정성과 경항화를 구현하였습니다. 특히 법규 인증을 위한 최소한 테스트 이외에도 당사 고유의 가혹 테스트를 통해 차별적 성능과 안전성을 갖추었습니다. 또한 저희는 탱크뿐 아니라 고객의 다양한 요구에 따른 최적의 저장 시스템도 제공 가능하다고 합니다. 

◀적용분야

승용차, 상용차, 지게차, 선방, 열차 등 다양한 분야에 활용 가능한 제품이 준비되어 있습니다. 

◀주요 애플리케이션

-수소 전기차: 승용, 소형 트럭, 소형 미니밴, LD트럭, HD트럭

-기타: 지게차, 드론, 선박, 열차 등

◀주요 인증

KGS(한국), EC79(유럽), UNR134(글로벌), KHK(일본) 

◈Hydrogen Transport

튜브트레일러는 가장 효율적인 가스 이송 시스템 중 하나입니다. 

특히 파프 라인이 연결되어 있지 않은 지역의 경우, 효율적이며 경제적인 이송 수단으로써 사용할 수 있습니다. 

일 징하 이솔 루스는 튜브트레일러는 초경량 고아 탱크 Type4 기술을 적요하여 시스템의 전체적인 중량 절감을 통해 고객의 운용비용을 대폭 줄이는 동시에, 고압의 저장 기술을 통해 이송량을 대폭 늘려 더욱 경제적으로 사용할 수 있습니다. 

고객은 10~40ft의 표준 사이즈와 요구 사향에 맞춘 구성리 선택할 수 있습니다. 

◀주요 애플리케이션

- 수소 투브 트레일러

-이동식 충전소

◀주요 인증

- KGS AC419(한국)

- EN12245(유럽)

2-2. CNG Storage & System

천연가스는 친환경 연료로서, 새로운 공급원과 추출 방법으로 전 세계 공급이 증가했으며 더울 다양한 분야에서 사용되고 있습니다. 천연가스를 연료로 사용함으로써 에너지 비용을 크게 줄이고 동시에 환경 영향을 줄일 수 있습니다. 

일진 하이솔 루스의 CNG 탱크는 다양한 어플리 케이션과 국가별 고객에 대응할 수 있도록, 200~250 BAR의 사용압력, 30~500L 등 다양한 라인업의 제품으로 구성되어 있습니다. 

◀주요 어플리 케이션

-CNG 승용, 상요 차량(OEM)

-CNG 숭용, 상용차량 (개조)

-CNG 튜브 트레일러 등

◀주요 인증

-KGS (한국), ECE R110(유럽), NGV2(북미)

2.-3. 디젤 설루션

◈PM

엔진의 배기열을 이용하여 엔지에서 배출되는 PM을 DPF 필터에 포집하면서 연속적으로 필터를 재생시키며 기준 제품보다 낮은 온도조건에서 적용이 가능한 장치입니다. 

자연 대형- 비 기량: 11000CC 이상 출력 : 225~410PS이하

자연 중형- 배리 량: 6000~8100CC 이하 출력 235PS 이하 

◀시스템 구성도

◈NOx

동시 저감 장치는 PM과 질소 산화물 (NOx)을 동시에 효과적으로 저감 하는 장치입니다. 

동시 저감 장치- 배길량 17000cc 이하 출력: 240~460ps 이하 

◀시스템 구성도

지금 까지 일진 하이솔 루스 생산 제품에 대해 알아보았습니다. 

위 내용과 같이 수소 관련 제품 생산하고 친환 결 설루션을 제공하고 있습니다. 

다음으로 가장 중요한 재무 정보와 주가 정보에 관해 알아보도록 하겠습니다. 

3. 주가 정보 및 투자정보 

3-1. 주가정보 

수소 연료탱크 제조사인 일진 하이 솔루스가 상장 9월 2일 상장하였습니다. 

상장 첫날에는 사상을 기록하고 시간이 지남에 따라 소폭 하향해 있는 상태입니다. 

공모 첫날 공모가 34,300원 시작하여 2배의 시초가를 형성 뒤 가격 제한폭까지 상승 89,100에 거래되다가 지금 현제 68,900원을 기록하고 있습니다 

앞으로 많은 관심을 가지고 가야 하는 기업으로 일진 하이솔 루스는 세계 최고 수준 수소 저장 기술을 보유하고 있기 때문입니다. 

3-2. 투자정보

재무 관련 정보는 추후에 제공하도록 하겠습니다. 

이유는 올해 9월 2일 신규 상장기업이기 때문입니다. 

◈기업들이 서둘러 수소시장 진출... 성장에 가속도

◈주가 상승세... 생상과 운송, 유통이 유망하는 판단.

이번 킨텍스에서 열린 소 모빌리티+쇼는 국내에서 내놓아라 하는 기업들의 수소 에너지 사업에 대한 적극적인 의지를 확인할 수 있는 장소였습니다. 

수소사업에 앞장서는 기업 현대차, SK, 포스코, 한화, 효성 등 5개 그룹은 2030년까지 수소 분야에 40조 원이 넘는 규모의 금액을 투자하기로 했습니다. 

대기업을 이 수소 사업에 대한 대대적인 투자에 나서면서 국내 수소경제의 성장도 가팔라질 전망으로 예측하고 있습니다. 증권가에선 예상 보보 파릴 수소 산업이 성장세에 속 드로 붙고 있다고 판단. 수소 관련주들이 주가 상승세가 본격화할 것이라는 전망을 조심스레 내놓았습니다. 

1. 과연 수소 에너지가, 미래 먹거리가 될 수 있을까?

수소 모빌리티+쇼에는 국내 10개 대기업을 비롯 15개 회원사가 참여하는 소소 기업협의체 코리아 H2 비즈니스 서밋이 공식 출범했습니다. 협의체는 기업 간 수소 분야 협력을 강화하고 관련 정책을 공동으로 제안하는 등 수소 관련 투자 활성화에 나 설계획이라 합니다. 

1-1. 수수사업의 주축이 되는 기업 

현대자동차와 SK, 포스코 한화, 효성 등 5개 그룹은 2030년 수속 경제 43조 원을 투자하기로 했다는 소식입니다. 

1-2. 현대차 그룹

'하이드로젠 웨이브' 행사에서 2세대 연료전지 대비 출력이 2배 높고, 가격은 50% 낮은 3세대 연료전지를 2023년에 출시한다고 소식을 전하고 있습니다. 

현대차 그룹은 수소 산업 생테계의 완결성과 경쟁력을 높이 겠다는 포부를 밝혔습니다. 

1-3. 롯데 그룹

롯데 케미컬을 필두로 암모니아 사업과 수소 탱크 , 수소 생산 사업 등 생산부터 유통까지 총망라하는 수소 인프라 구축 계획을 발표를 하였습니다. 

1-4.SK그룹

2025년까지 전국에 수소 충전소 100개를 설치하고, 2025년부터 LNG에서 블루 수소 25만 톤을 생산하겠다는 계획을 공개했습니다. 벨류체인 전 과정을 통합해 2025년 세계 1위 수소 사업자로 도약하겠다는 각오와 포부를 밝혔습니다. 

이밖에 포스코와 한화, 효성, 두산, GS, 코 오롱 등의 그룹이 수소 산업에 대한 의지를 드러내고 국내 수소 산업 성장에 기대감을 키워 나가고 있습니다. 

2.  수소 관련주 강세... 생산, 운송기업 주목하다. 

수소산업이 각광받으면서 그간 소외되었던 수소 관련주 주가도 급등하고 있습니다. 

증권가 관계자는 연말까지 정책 발표가 이어지면서 당분간 수소 관련주가 강한 승승세를 이어갈 것으로 보이 있는 모습니다. 

금융정보 업체 에프엔 가드에 의하면 -수소경제 태마 지수는 지한 한 달간 5.91%의 수익류를 기록했다고 밝히고 있습니다. 

같은 기간 코스피와 코스닥 지수가 소폭 하락한 점을 감 한하면 수소 테마주의 상승세는 더우 더 튀는 모습입니다. 

현제 수소 주의 흐름이 마치 전기차 관련 주의 초창기 모습과 비슷한 양상을 보인다는 분석도 있습니다 앞으로도 변동성은 크지만  방향성은 뚜렷할 것으로 내다보는 의견이 지배적입니다. 

수소차 등 모빌리티뿐 아니라 수전해와 수소 저장 용기, 수소 충전소등 다양한 국산 수소 에너지 기술이 잇달아 소개되면서 수소 테마 수혜를 입은 기업도 늘어날 것으로 기대하고 있으며 기존의 시장의 관심을 받았던 수소차와 연료전지 등 수소를 사용하는 기업에서 나아가 수소 생산과 운솔 관련 기업이 주목을 받을 것으로 증권가에서는 예상하고 있습니다. 

연료전지 이어 수소 생산 사업에 진출한 두산 퓨얼셀과 현대차 그룹 내 수소 사업 비중이 점차 커질 것으로 보이는 현대로템, 부생수소를 생산하는 효성 화학 등이 눈여겨볼 필요가 있다고 증권가에서 예상하고 있습니다. 

국내 수소 충전소 시장의 양대산맥의 한 축인 이엠 설루션을 자회로 보유한 이엠코리아와 운송 분야에서 독보적인 기술을 보유한 일진 하이 솔루스, 국내 유일 탄소 섬유 생산 기업 효성 첨단 소재 등도 관심종목으로 꼽고 있습니다. 

3. 수소 생태계 변화에도 관심을 가져야 할 때...

생산단각 비싼 국내 수소 산업 특성상 생산보다 유통과 소비 관련 기업을 눈여겨보라는 의견도 있습니다. 

3-1. 전문가 의견 

-메리트 증권

상대적으로 수소 생산 단가가 높은 우리나라 특성상 수소 생산 기업보다 유통과 소비기업에 집중하는 것이 필요하고 2040년까지 10조 원 가령의 수소 매출이 발 샐 것으로 예상되는 한국 가스공사와 발전용 연료전지 1위 사업자로서 올 4분기 이후 수주가 본격화될 것으로 예상되는 두산 퓨얼셀이 긍정적으로 검토되고 있습니다. 

빨라지는 국내 수소 생태계의 변화 속도에도 주목해야 하는 것은 대기업들의 투자가 본격화하고 수소 사업에 진출하는 기업이 늘면서 단가 절감 속도는 더 빨라지고 있는 모습입니다. 

-NH투자증권

장기적으로 고분자 전해질막(PEM) 기술 기반의 연료전지와 수전해 제품 가격 하락세가 가팔라지면서 경제성 학보가 용이해진다고 판단하고 있으며 이에 따라 PEM 연료전지와 수전해에  사용되는 고분자 전해질 국산화 사업을 진행 중인 

상아 프론테크와 코오롱 인 더 스트리 등이 수혜를 입을 것으로 내다보고 있습니다. 

▷한화 솔루션과 한화 임팩트를 주축으로 수소 관련 사업체계 구축

▷수소 관련 사업 '무한한 기회의 장' 

한화그룹은 -H2비즈니스 서밋 출범식에서 수소 사업테세를 가감 없이 표현하였습니다. 

신재생에너지 전력과 수전해 술을 기반으로 한 그린 수소의 공급부터 압축, 운송 충전 발전 및 활용에 이르는 수소 밸류 체인(가치 사슬)을 이미 갖추어 나가고 있다고 합니다. 

1. 한화  -니콜라 투자 관련 아쉬움을 잊은 채...

한화는 몇 해 전까지만 해도 화학(화약), 금융, 건설 3대 사업 축으로 삼아왔습니다. 

하지만 신사업으로 태양광에 힘을 주며 한차례 큰 변화를 했었고 여기 수소를 더해 친환경 분야에서 셰 수위 업체로 도약하려는 포부를 내비치기도 했었습니다. 

한화의 태양광 사업은 벌써 10여 년이란 업력을 쌓았고 기술력을 바탕으로 미국과 유럼, 일분 등 시재생 에너지 선진국에서 모듈 시장 점유율 1위를 차지하고 있는 기업입니다. 

이를 기반으로  수소 에너지 사업 분야 밸류체인 구축에도 속도를 내겠다는 게 한화의 구상입니다. 

과감한 투자고 했었는데요. 계열사 한화 임팩트 (구 한화 종합화학)와 한화에 너를 통해 미국 수소 트럭 스타트업 니콜라에 투자한 것입니다. 

니콜라가 사기 놀란을 겪고 있지만 한화는 이 회사 초기 투자에 참여해 아직 까지 이익을 내고 있다고 합니다. 

최근에는 생산에서 저장, 충전, 발전에 이르기까지 수소사업 생태계의 전 과정에 참여하는 수소 밸류체인 로드맵을 내놓았습니다. 

한화의 강점인 태양광을 활용해 탄소 배출 없이 '그린 수소'를 만드는 것부터 시작한다고 합니다. 

한화는 태양광, 풍력 등 신재생 에너지를 물을 전지 분해 해 수소를 생산하기 위한 기술을 개발 중이라 밝히고 있고 

한화 설루션 내 수소 기술 연구센터를 주축으로 여기서 전력 소모가 많은 기존 수전해 기술의 단점을 보완한 차세대 '음이온 교환막 수전해 기수(AEMEC)를 개발하고 있다고 합니다. 

수전해 기술이 경제성을 갖추면 그린 수소의 생산 분야에서 세계 수위권에 오를 수 있다는 기대에서 입니다. 

2. 한화 임팩트- 혼소로 시작해서 순수 수소 발전까지 

한화 임팩트는 수소 혼소 발전 기술을 확보해 실증 사업을 진행하고 있다고 합니다. 

이는 LNG(액화 천연가스) 발전 터빈에 수소를 함께 태워 찬소를 저감 하는 방식입니다. 

나아가 이를 순수 수소발전으로 바꿔나가는 게 목표라고 합니다. 수소 호소 발전은 수소 에너지의 점진적 변화에서 가장 단기적으로 현실적이자 경제적인 대안이 될 것이라 한화 관계자 말하였습니다. 

이를 위해 한화 임팩트는 올해 초 글로벌 수소 가스터빈 분여 선도업체인 미국 PSM과 네덜란드가 토마센 에너지를 인수해 LNG가스터빈을 수소 카스 터빈으로 전환하는 원천기술을 확보했다는 소식입니다. 

저장용기는 한화 첨단소재가 참여하고 작년 말 한화 설루션 첨단소재 부문은 미항공 우주(NASA)의 사내 벤처로 출발한 시미론을 인수했습니다. 시마론은 최근 미국 에너지 기업 선 브릿지에 10년간 압축 천연가스(CNG) 운송용 튜브트레일러를 공급하는 계약을 맺으며 고아 탱크 사업에 속도를 내고 있습니다. 엘라 배마에는 탄소섬유 기반 고압탱크 생산시설도 새 로지었다고 합니다. 

수소를 압축하고 충전하는 서업은 한화 파워시스템이 맡기로 내정되었으며 한화 파워시스템은 한국 가스공사(KOGAS)가 수행 중인 복합에너지 허브 구축 사업의 수소 충전 시스템 공급 업체로 최근 선정되었습니다. 

압축기, 고압용기 냉각장치 등 기자재를 컨테이너 안에 설치하는 패키지형 수소 충전 시스템을 개발해 공급한 예정입니다.  이를 기반으로 글로벌 수소 설루션 공급 확대를 추진다는 목표를 가지고 있다고 합니다. 

▶산업생태계 전분야에 18.5조 원 투자 예정

▶생산 및 유톤 공급 이르는 벨류 체인 구축 예정

전 세계가  수소사회로 순식간에 다가왔습니다. 

수소경제 규모는 2050년 3,000조 원에 이를 것이란 전망이 나오고 있는 가운데 세계 각구도 수소 경제 주도권 잡기에 치열하게 진행되고 있습니다. 

한국 역시 적극적이고 상대적으로 앞 기도 했습니다. 국내 기업들에게도 전에 없는 기회라 생각하고 국내 수소경제 생태계가 어떻게 만들어질 것인지 또 그 생태계의 구성원이 될 기업들은 각각 어떤 역할을 할지 살펴보도록 하겠습니다. 

SK그룹은 오는 2025년까지 수소 생산가 유통, 공급에 이르는 수소 벨류체인(Value Chain) 전 과정을 통합 운영하는 국내 유일 사업자로서 위상을 갖추겠다는 목표를 가지고 사업을 추진 중에 있습니다. 

올해 들어 사업 확대에 더욱 적극적으로 지난해 수소 사업 전담 조직을 신설하여 신호탄을 쏘아 올린 후 지나 1월 미국 수소 사업자 플러그 파워에 1조 6,000억 원을 투자해 최대 주주가 됐고, 3월에는 18조 원 이상을 수소 생태계 조성에 투자하겠다는 계획을 밝혔습니다. 

최근 들어 사업도 더울 윤관을 갖추고 있습니다. 이달 공식 출범한 수소 관련 대표 민간 기업 협의 체인 '코리아 H2비즈니스 서밋(korea H2 Businesss Summit)의 공동 의장사로 참여했고 정부와 함께 친환경 수소 항만 조성에 나거기도 했습니다. 

1. SK그룹/ 수소사업 -핵심 사업자 투자로 수소사업 속도를 내다. 

SK그룹은 올해 첫 투자처로 글로벌 수소 기업을 선택하고 조장의 투자를 단행하면서 첫 시작을 하였습니다. 

지난 1월 SK(주), SK E&S는 미국 플러그 파워의 지분 9.9%를 확보, 최대 주주로 올라섰습니다. 

이번 투자는 SK(주)와 SK E&S가 각각 8,000억 원을 출자해 약 1조 6,000억 원 (15억 달러) 공동 투자하는 방식으로 이뤄졌습니다. 

지난 1997년 설립된 플러그 파워는 차량용 연료전지'PEMFC( Polymer Electorlyte Memvrane Fuel Cell), 수전해(물에 연력을 공급해 수소를 생산하는 기술) 핵심 설비인 전해조, 액화수소 플랜트 및 수소 충전소 건설 등 다수의 핵심 기술을 보유했습니다. 

수소를 연료로 사용하는 지게차와 트럭 등 수수 기반 모빌리티 사업 역량을 보유해 아마존과 월마트 등 글로벌 유통 기업에 수소 지게차도 공급합니다. 최근 에는 미국 전역 구축돼 수소 충전소 네트워크를 활용해 중대형 트럭 시장에도 진출했습니다. 드론, 항공기, 발전용 등으로 수소 연료전지의 활용을 다각화하고 있습니다. 유럽 시장 진출도 추진 중이며

1-1. 플러그 파워

올 하반기 미국 뉴욕주에 연간 1.5 기가와트(1.5GW) 규모의 연료전지 생산 공장을 완공하고 본격 생산에 돌입합니다. 

이를 통해 연료 전지 및 수전해 설비의 생산 단가를 획기적으로 낮추고, 원가 경쟁력을 확보할 계획입니다. 

SK(주)는 청록 수소 대량 생산에 성공한 미국 모놀리스 (Monolith)에도 지난 6월 투자하면서 이 회사 이사회 의석을 확보했습니다. 총록 수소는 메탄 (CH4)이 주성분인 천연가스를 고온 반응기(reactor)에 주입해 수소(H2)와 고체 탄소(c)로 분해해서 생산되는 수소입니다. 

이처럼 수소 산업의 핵심 사업자에 대규모 투자를 단행해 관련 역량을 빠르게 흡수하려는 sk그룹의 전략은 시장의 주목을 받습니다.

1-2. 전문가 의견(IBK투자증권)

SK의 투자 대상은 반도체 소재를 중심으로 소재, 바이오, 에너지, 모빌리티를 포함한 미래 성장 후보에 집중하고 있다고 합니다.  SK가 잘 아는 분야에 투자함으로 써 사업성을 강화하고 실패 확률을 낮추는 효과를 거둘 수 있다고 분석했습니다. 

SK(주)도 이 투자가 국내 수소 생태계 조성을 앞당기는 한편, 중국과 베트남 등에 SK그룹이 보유한 네트워크를 활용해 신규 사업 개발 기회를 선점하려는 전략이라고 설명하고 있습니다. 

SK는 플러그 파워의 합장 법인 설립을 통해 아시아 수소 시장에 공동 진출할 계획입니다. 

2. SK그룹 계영사 역량 집중 -수소 생태계 선점 목표로 삼다. 

그룹 차원에서 에너지 관련 계열사 역량을 집중시키며 사업 구조를 구축해오고 있는 점도 눈길을 끌고 있습니다. 

지나 해 에너지 관련 회사인 SK E&S, SK에코 플렌트 (옛 SK건설), SK이노베이션 등 관계사 전문 인력 20여 명으로 구성된 수소 사업 전담 조직 '수소 사업 추진다'을 새롭게 꾸리면서 사업 실행에 착수한 바가 있습니다. 

SK그룹은 국내엣 2023년 3만 톤 생산을 시작으로 2025년까지 총 28만 톤 규모의 수소 생산 능력을 갖춘다는 계획입니다. 

수소의 생산-유통-공급에 이르는 벨류체인을 통합 운영함으로써 수소 사업을 차세대 주력 에너지 사업으로 집중 육성하겠다는 구상입니다. 

이른 위해 그룹이 보유한 인프라를 적극 활용할 방침입니다. 

2-1. SK E&S

액화수소 3만 톤 생산체제 달성을 위해 약 5,000억 원을 투자해 액화수소 생산기지를 건설하기로 하였습니다. 

인천 서구 원창동 일대 SK인천 석유 화학단지 내 약 1만 3,000평의 부지를 매입해 연 3만 톤 규모 수소 액화 플렌트를 2023년까지 완공한다는 방침입니다. 

3만 톤은 수소 승용차인 넥쏘 7만 5,000대가 동시에 지구 한 바퀴(약 4만 6,520KM)를 도는 데 필요한 양입니다. 

이를 위해 SK 이노베이션으로부터 부생 수소(석유화학 공자의 생산 공정에서 부가적으로 생산되는 수소)를 공급받을 예정입니다.  

2단계로 2025년부터 블루(Blue) 수소(이산화탄소를 제거한 친환경 수소 ) 25만 톤을 추가 생상 할 구상입니다. 

이렇게 총 28만 톤의 수소를 생산, 공급하면 글로벌 1위 수소 기업으로 자리매김하게 될 것이라고 sk룹은 자신했습니다. 

sk는 장기적으로 태양광, 풍력 등 재생 에너지를 활용한-그린 수소 (이산화탄소 발생 없이 생산한 수소) 생산사업도 적극 추진할 방침입니다. 

앞으로 sk는 수소의 생사-유통-공급에 이른 수소 밸류 체인을 통합 운용함으로써 사업의 안정성을 강화해 나갈 계획입니다. 지난 14일 에는 정부와 손잡고 미래 수소 생태계의 핵심 거점 역할을 할 '친환경 수소 항만'을 오는 2023년까지 여수 광양 항만에 조성한다고 밝혔습니다. 

이번 협약에 따라 양측은 항만에 수소 복합 충전소를 구축하는 한편 선박의 수소 연류 전환, 항암 블루 수소 생산기지 구축 등도 추진합니다. 

안녕하세요. 오늘은 수소생산기술 3번째 이야기를 하려 합니다. 

첫 번째와 두 번째를 못 보시고 오셨다면 아래 링크를 클릭하여 보고 오시면 이번 글이 이해하기 쉬우실 거예요.

https://manyoung76.tistory.com/25

https://manyoung76.tistory.com/26

그럼 이제 3번째 이야기를 시작하겠습니다. 

1. 수소 생산기술- Blue  수소: Grey +ccs(or CCUS)

■ CCS(OR CCS(OR CCUS), CO CCUS), CO2 배출 감소 목표 배출 감소 목표 달성을 위한 필수 기술입니다. 

- CCS(CARBON DIOXIDE CAPTURE AND SEQUESTRATION): CCS(CARBON DIOWIDE CAPTURE AND SEQUESTION)

일반적으로 챚 포집 및 처리기술을 의미합니다. 

국제 표준화 기구인 ISO 기준으로 CCS 즉 이산화탄소 포집, 수송 및 지중 저장으로 한정하고 있습니다. 

- CCS는 다량에  CO2 가 대기로 방출되는 것을 방지하기 위한 배출 감소 프로세스입니다. 

- CCUS는  CCUS는 Carbon ciocxide Capture Utilization and Storage로 CO2의 활용도 가능하게 하는 것입니다. 

- CCS는 다량의 CO2가 대기로 방출되는 것을 방지하기 위한 배출 감소 프로세서입니다. 

- CCUS는 CO2의 활용도를 가능하게 하는 것을 말하고 

- Green 수소 전 단계인 Blue 수소부터 단계별로 적용되면 이는 곳 CCS 및 CCUS 수요 증가입니다. 

- CCS가 필요한 이유는 여러 기후 관련 글로벌 조직은 대규모 CCS 없이 CO2 배출 감소 목표 달성 불가능하다고 인식하고 있습니다. 

- CO2가 지구 온난화의 가장 큰 원인이기도 하며 2021년부터 적용되는 파리 기후 변화 협정 기준, 지구 평균 온도 상승폭은 산업화 이전 수준 대비 2oC이하 목표에서 2018년 10월 상승폭 1.5oC 목표로 변경하였으며, 2021년 8월, 상승폭 1.5oC 도달 시저점을 2021년~2040년으로 기존 2030~2052년 대비 앞당겨져 있습니다. 

-이를 위해 IEA , IPCC 등 다양한 협의체에서는 2050년까지 탄소 중 김을 실현해야 한다고 언급하는 한편 CCS의 중요성도 더 높아짐과 동시에 CCS가 없을 경우, 지구 온난화 완화를 위한 경제적 비용 중앙 갑 증가는 138%입니다. 

신/재생에너지 기술 제한 시보다 비용 증가 폭 훨씬 높습니다. 

특정 기술 적용 제한으로 인한 완화 비용 증가 비교

■CCS(or CCS(or CCUS)의 시작

- 해외에서는 이미 오래전부터 CCS 기술 활용해왔습니다. 특히 CCS 기술 중 하나인 EOR( CO2를 석유 가스전에 주입하여 석유, 가스 회수유를 높이는 방식) 은 1972년부터 미국에서 활용해오던 방식입니다. 

- 1972년 텍사스 SHARON RIDGE 유전에서 최초 대규모 CO2 Storge 프로젝트를 시작으로 co2는 석유 회수 향상을 포함한 다양한 목적으로 수십 년 동안 지질 형성으로 주입되어 왔습니다. 

- 최근 주목받고 있는 CO2 장기 지중 저장(CO2를 온실가스 배추 저감을 위해 리츠에 저장하여 대기와 결기 하는 방식)

중심으로 진행된 최초의 상업적 사례는 1096년  노르웨이에서 시작된 SLEIPER CO2 STORAGE 프로젝트입니다. 

- CCS는 2021년 8월 기준 전 세계적으로 25개 프로젝트가 상업운영 중에 있으며 38개 추가 프로젝트가 계회도고 있습니다. 

■CO2 Capture 기술의 Capteue 기술의 종류 

- CCS 전체 공정구분

1) Capture Process

2) Compressing Process

3) Transport process

4) Storage Process

- 이중 Capture Process 가 전체 비용 중 약 70~80% 차지하는 핵심기술입니다. 이에 Capture Processs 비용 감소 핵심

- CO2 Capture 기술은 연소 후 중, 전 Captrue 기술로 구분됩니다. 

- 연소 후 Capture 기술은 연소 공종 거친 후 발생하는 배가스(=배기가스) 내 포함되어 있는 Co2와 N2에서 CO2 만 분리하는 기술 

- 연소 전 Caprure 기술은 연소를 통해 CO2가 발생하지 않도록 하는 공정으로 화석 연류의 부분 산화 난 천연가스 개질 등의 반응을 통해 생성돼 H2와 CO2를 분리하여 H2를 생산하는 기술입니다. 

-연소중 Capture기술 (순산소 연소법)은 공기에서 N2를 분리하고 순산소를 통해 연료를 연소하면 배기가스 주 성분이 CO2와 수증기가 되며 이때, 을축을 통해 쉽게 수증기를 분리해서 CO2를 회수하는 기술입니다. 

■연소 후 CO2 Capture 기술의 Capture 기술의 종류

- 연소 후 CO2 Capture 기술 Capture기술:  Capture 기술은 흡수법, 흡착법, 막 분리법, 증류 분리(심 냉법, 혼합 분리 등이 있습니다. 

- 흡수법은 석유 화학 공정 중 개질 공정에 이미 적용되어 왔기 때문에 기술 신뢰도가 가장 높습니다. 

연소 후 방출되는 co2를 포함하는 연소 배가스(배기가스)와 co2에 대한 선택성을 갖는 흡수제를 반응시켜 co2 만 분리하는 기술을 말하며 탈거주( : 하나 이상의 성분이 증기 스트림에 의해 액체 스트림으로부터 제거되는 물리적 분리 공정)

재생 공정을 거쳐 co2를 다시 탈거시켜 수송, 저장하고 재생된 흡수재는 재사용합니다. 

- 고체 흡착제를 사용해서 CO2 만 분리하는 기술이며 흡착제를 위치 흡탁탑을 배가스를 고압 상태로 통과 하면 선택도가 높은 성분들을 우선 흡착하고 선택도가 낮은 성분은 흡착탑 밖으로 배출하는 방식입니다. 

이에 CO2에 대한 선택성이 높은 흡착제를 사용해야 합니다. 

- 막분리법은 일종의 필터를 이용해서 CO2 만 분리하는 기술 

에너지 소비가 적고 흡수법 보다 효율이 높다는 장점이 있으나 막오염 문제와 대용량 공정에는 부적합하는 단점이 있습니다. 

연소 후 CO2 Capture 기술 Capture 기술 별 장단점

■ 흡수 법 중 습식 Captrue 기술 

- 연소 후 co2 Capetue 기술 중 흡수법은 행상 흡수제를 사용하는 습식, 고체 흡수제를 사용하는 건식으로 구분됩니다. 

- 흡수제의 성능 평가 기준은 빠른 흡수/ 재생 속도와 큰 흡수 능력(Absorption power, 물체 표면에 입사한 복사 에너지가 그 표면에서 흡수되는 정도)

- 습식 Capptere기술 : 흡수제 특성에 따라 화학 또는 물리 흡수 공정으로 구분됩니다. 

즉 co2와 흡수제 결합이 화학적(분자 내 양이온이나 음이온의 이동으로 분자 단위가 변화하면서 결합력이 생기는 것)

인지, 물리적(두 가지 물질이 성분 변화 없이 분자 단위로 결합하거나 제3의 매개물질의 작용으로 다른 성분들끼리 결합하는 것)인지에 따라 구분되는 것입니다. 

co2 분압(부분 압력)이 낮은 저압에서는 화학 흡수제의 co2 흡수 때문에 화학 흡수제가 유리하여 이를 위주로 흡수제 기술이 개발되었습니다. 

- 대표적인 화학 흡수제는 알카 놀 아민계 화합물입니다. 

알카 놀 아미는 1개 또는 그 이상의 하이드록시가(-OH)와 아민(NH2-) 기를 가지고 있으며 일반적으로 하이 도시가 (-OH)는 증기압을 감소시켜 수용성을 증가시키는 반면, 아민기는 흡수제의 염기도를 높임으로 써 산성 가스 (EX. H2S, CO2등)를 흡수할 수 있습니다.  

- 알카놀아민계(alkanolamine)는 co2를 흡수하는 다양한 알카놀아민을 물과 혼합하여 20~20wt% 용액을 만들어 사용하는 방법입니다. 

빠른 이산화탄소 흡수 속도 때문에 1970년부터 상용화되었습니다. 

오늘은 여기까지 소개해 드리고 다음 글에서 다른 방법에 관한 내용을 소개해 드리겠습니다. 

https://manyoung76.tistory.com/25

https://manyoung76.tistory.com/26

수소 생산기술 관련 내용 2번째 이야기입니다. 

첫 번째 이야기를 안 보고 오셨다면 아래 링크를 클릭하여 보고 오시면 2번째 글을 이해하는데 많은 도움이 될 것입니다. 

https://manyoung76.tistory.com/25

수소생산기술 

- Grey 수소:1) 부생수소

1) 부생수소

국내 수소 생산량은 정유공정에서 나오는 잉여수소가 가장 큰 비중 차지하고 있습니다. 

- 잉여수소는 납사를 방향족 화합물로 전환하는 잡사 개잴 공저에서 생산되는 막대한 양의 수소입니다. 

이수 소는 첨가 탈황 공정과 수소첨가 분해 공정에서 소모돼, 수소를 외부에 공급할 여력 부족합니다. 

-따라서 잉여 수소의 경우, 대부분 공정을 사용되고, 실제 에너지원으로서의 수소 확보는 부생수소입니다. 

-부생수소는 석유화학과 제철산업에서 주로 발생합니다. 

석유화학공정 중 부생수소가 발 생하는 공정

1) 납사에서 에틸렌, 프로필렌 생산하는 잡사 분해 공정

2) 염소와 가소소다 생산하는 클로르 알칼리(ca) 공정이 있습니다. 

국내 수소 생산량(좌)및 판매량(우)

Grey 수소 2) Hydrocarbon Reforming

■ Hydrocarbon Reforming

수증기 메탄 개질방식

- 세계적으로 거의 절반의 수소 생산은 천연가스가 원료이며, 미국의 경우, 95%의 수소는 메탄 개질법으로 생산되고 있습니다. 

- 천연개질법

1) 수증기 메탄 개질법(SMR:Stream , ethane reforming)

2) 부순 산화 방식(PO: Partial Oxidation)으로 구분됩니다. 

-수증기 매탄 개질법

수소 생산에서 가장 저렴한 방법이며 세계 총 수소 생산의 거의 절반을 이 방법으로 제조합니다. 

이는 천연가스의 주성분인 메탄(CH4), 프로판(C3 H8)등을 촉매를 통해 고온(700~1,000도) 고압(3~25 BAR 주 1)의 수증기와 반응해 수소를 제조하는 기술을 말합니다. 

-메탄과 수증기의 반응을 위해서는 열이 반드시 공급되어야 하는 흡열 성이 있습니다. 

이에 물-전기 전환 반응 단계에서 일산화탄소와 수증기는 촉매로 작용하면서 이산화탄소와 추가적인 수소를 생산하게 됩니다. 

PSA주 2 단계에서 이산화탄소와 다른 불순물 가스 스팀에서 제거되어 순수 수소가 생사 되는 것입니다. 

-이제 조방 법의 경우

수소가 메탄과 물 모두에서 분리되어 생산되기 때문에 수소 생산 효율이 높습니다.(65~75% 정도).

대략 수증기 개질기 하나에서 연간 소소 생산 100,000톤이 가능하며, 이는 약 100만 대 연료 전지차 공급이 가능한 수준입니다. 

- 이 제조법은 온실가스 발생량이 가솔린 자동차의 60% 정도로 이 역시, 상당량의 CO2가 발생합니다. 

또한 설비 자본 및 운영비 절감, 효율성 증진을 위해 공정 개선 및 시스템 디사인 개발, 촉매 개발 등이 필요합니다. 

■Hyerocarbon Reforming

부분산화 방식 부분산화 방식

- 부분산화 바식: 탄화수소를 이산화탄소와 물로 완전히 산화하는 방식을 말합니다. 

이때 필요한 산소 양을 제한하여 반응시켜 수소를 생산하는 방식

-천연가스와 석양의 산소와의 반응으로 이루어지고 수소와 이산화 탄소가 주요 산물입니다. 

-즉, 메탄가스는 산소가 소요될 때까지 빠른 연소가 이루어지며, 이로 인한 산물인 수소와 일산화탄소가 생성되는 반응으로 이뤄져 있습니다. 

- 부분산화는 발열성 프로세스로 열을 발산시키며, 수증기 개질법보다 빠르게 진해되는 프로세스이며 작은 원자로 용기(rector vesssel)가 쓰입니다. 

-또한 이 반응은 특정한 환경에서는 스스로 유지되고, 최소의 에너지 비용으로 높은 수준의 변환을 일으키는 장점이 있습니다. 

-반응 온 데 따라 수소와 일산화탄소 외에 co2, c, h2o 등이 1,200도 c까지 소량으로 나오며 공기를 산소원으로 사용할 시에는 NOx 배출된다는 단점이 있습니다. 

천연가스 개질에 의한 수소제조방법의 비교

■자 열개질 방식 자열 개질 방식

- 자 열개질 방식

수증기 메탄 개질과 부분산화 방식을 혼합한 반응을 말하며 수증기 개질 반응에 필요한 열량을 부분 산화 반응에서 고급합니다. 이때 생성물 중 H2/CO 비율과 반응 온도는 공급하는 스팀과 산소 양으로 조절 가능합니다. 

- 기본적으로 천연가스 등유기 원료와 증기가 개질기에서 산소 또는 공기와 직접 혼합됩니다. 

개질기는 용기 상단에 위치한 주입기와 연소, 촉매 반응이 일어나는 내오 라이닝(refractory lining) 압력용기로 구성됩니다. 

- 자 열개 진 곤 정조 건, 짧은 시작 시간 및 빠른 부하 변경, 다양한 공급원료 활용 측면에서 유연성이 높음, 이에 수지기 매난 개질보다 에너지 효율이 높고, 부분 산화 방식보다는 수소 수율이 높습니다.

- 현제는 암모니아 및 메탄올 합성을 위한 합성가스 제공을 위해 상업적으로 사용되고 있습니다. 

일반적으로 산화반응에 있어 순산소 또는 농축 산소를 사용하나 암모니아 합성용 수소 생산 시에는 공기 사용하게 됩니다. 

■가스화

가스화 방식

고체상 연료가 산소, 스팀과 반응하면서 수소가 포함된 합성가스로 전환됩니다. 

이 중에서 수소를 막(memvrane)을 통해 분리하거나, 흡착기를 통해 포집하는 방법 등이 있습니다. 

- 대규모 집중식 수소 제조에 가장 적합한 기술로 제조과정에서 이산화 탄소를 분리 포집할 수 있어 탄소저감에 유리하고 설계에 따라 전력생산도 가능합니다. 

-다만, 이산화탄소를 포집할 탄소 포집 기술과, 이를 저장 및 처리할 기술이 뒷받침되지 않으면, 이를 다시 배출시켜야 합니다. 

- 가스화기 상업화는 ge와 shell 이 하고 있습니다. ge가스화 장치는 1,350~1,500c에 운전 압력 100 atm, shell은 1,440~1,600oC에 운전 압력 20~40 atm입니다. 

- 수성가스 전환 반응(WGS)

가스화 반응 후 합성가스는 일산화탄소(건조 가스 기준) 10~60% 포함. 

이를 스팀 반응으로 이산화탄소와 수소 생성합니다. 수성가스 전환 반응 후단 수소 농도는 연료 종류, 개질 방법, 가스화기 종류 등에 영향받았습니다. 일반적으로 천연가스 연료에 수증기 개질 방법 사용할 때 , 수소 농도가 가장 높습니다. 

연료 종류별 수소 농도

여기까지 2번째 이야기였습니다. 

다음 글에서 추가적인 내용을 말씀드리도록 하겠습니다.