크레프톤 차세대 배틀 그라운드 역대 최대 사전 예약자를 기록하고 -페이 투 원 BM배재, 각종 협력 피쳐를 도입한다고 합니다.
상장 이후 주가 상승이 주춤하던 크래이프톤이 신장 출시로 반등을 꾀하고 있습니다.
크레프톤은 간판 게임인 펍지 배틀 그라운드가 계보를 이을 '뉴스 테이트' 다음 달 11일 정식 출시합니다. 역대 최대 사전 예약자 5,000만 명을 기록하였다고 합니다. 엄청난 사 전예액 규모만큼 기대에 부흥하기 위한 각종 흥미요소를 도입했다는 설명입니다.
뉴스 테이트는 세계 17개 언어를 지원, 한국을 포함해 글로벌 동시 출시되며 뉴스 테이트는 지난 2월 구글, 8월 아이폰 사전예약을 지행 한 결과 현제까지 총 5,000만 명의 예약자를 모집하였다고 합니다.
크래프톤이 공개한 신작 게임 '배틀그라운드: 뉴스테이트' 이미지 /사진=크래프톤 제공
1. 뉴 스테이 세계관 2051년 무정부 도시 '트로이'라고 한다.
뉴스네티트틑 pc게임인 펍지 배틀 그라운 든 에 세계관을 계승한 모바일 게임입니다. 가까운 미래인 2051년 중앙정부의 통제력이 상실된 무정부 상태의-무너진 미래'라르 배경으로 다양한 세력들이 갈등을 벌이고 있는 트로이라는 도시가 의문의 집단의 침략으로 배틀 로열의 격전지가 되는 것이 시놉시스다라고 합니다.
캐렉터는 펍지 유니버스의 캐릭터 이와 같은 옴니버스 안에서 서로 얽혀 있는 관계입니다.
1-1. 뉴스 테이트의 특징
-모바일 디바이스가 한계를 넘어선 그래픽입니다.
pc에서만 사용하는 그랙 렌더링 기술인 -글로벌 일루미네이션, 오트 인스턴 싱, 오토 익스포져 기능 등을 도입했다고 합니다.
-물리 연산 조작감, 모바일 별 열 등 최적화 작업과 캐릭터 멀티 파츠 메쉬 런타임 멀지, 이동 로직 병렬 처리 등을 통해 배그의 현장감을 모바일에서도 느낄 수 있도록 했습니다.
각종 최적화에 집중한 결과 높은 사양의 디바이스가 아니어도 최상의 그래픽을 즐길 수 있다고 회사 측 은전 하고 있습니다.
안드로이드 기기의 경우엔 갤럭시 s7급 기기 및 2GB RAM을 사용하는 기기까지 지원한다고 합니다.
아이폰의 경우 아이폰 6S까지 플레이트가 가능합니다.
크레프톤은 모바일 환경에서 PC 수준의 건플레가 가능한 것도 강점으로 꼽고 있습니다.
1-2. 크레프톤 회사 측 게임설명
모바일 환경에서 PC 수준의 건 플레이가 가능한 것도 강점으로 꼽았습니다.
-인풋렉을 최소화하는 기술을 개발해 조작감을 대폭 상승시켜 PC건플레조작감을 모바일 터치스트린으로 재연하는 데 성공했다고 밝히고 있습니다.
배우기는 쉽고 마스터 하긴 어렵게 하는 원칙으로 디자인해 건 플레이 숙련도와 컨트롤에 딸 실력 격차가 날것이라는 설명입니다.
과금을 유도하는 -페이 투 윈 식 수익모델(BM)을 완전히 배제한 것도 특징으로 꼽고 있습니다.
치장성 고 스튬 및 스킨들로만 상품이 구성돼 예정입니다.
- 크리에이티브 디렉터는 -코스메틱 커스터 마이징에 상당히 높은 자유도를 줬고, 일부 패스 품들을 제외하면 모든 상품들을 다 무과금 유저들도 획득할 수 있는 그런 구조를 가지고 있다고 합니다.
- 전 세계 플레이어가 모두 동일한 가격으로 구매를 할 수 있도록 준비하고 있다고 합니다.
뉴스테이 게임관련영상
2. PC배그와 차 별전 -페자 부활을 꿈꾸다.
PC펍지 배그와의 차별화를 위한 요소도 다양하게 주입했습니다.
가장 큰 차이 접은 팀원 간의 협동 플레이를 강조한 것입니다. 총기의 성능과 메커니즘에 변화를 줄 수 있는 총기 커스터 마이징과 자기장 안에서 방전이 되는 약점을 가진 전기차들도 신규 피쳐입니다.
2-1.PC배그와 차별점
- 차별점을 한 가지로 말하면 '협력하라 , 그리고 끝날 때까지 포기하지 마라'라는 의미로 요약할 수 있다고 합니다.
배틀 로양은 최후의 1인 되는 플레이어만 큰 감동을 만끽하고 패 재자 99명이 때로는 너무 허무한 죽음을 맞을 때가 많습니다.
-뉴스 테이트에서는 다양한 시스템을 통해 다시 한번 링 안으로 복귀할 수 있는 기회를 부여한다고 합니다.
2-2. 협동을 위한 전략적 선택지
- 물자가 아닌 지원군을 요청할 수 있는 아이템인 "그리 플레이 건"
-팀에 빈자리가 있을 경우 기절한 적군을 아군으로 영입할 수 있는 '라 쿠르트 시스템
- 팀원들과 드론 크레디트를 함께 모아 더 비싼 아이템을 구입할 수 있으며 정찰이 가능한 서치 드론, 적군의 사격을 일정 대미지 방어해줄 수 있는 설치형 방패를 활용할 수 있습니다.
크레이프톤으니 다음 달 11일 정실 출시 힐까지 마무리 개발에 박차를 가하고 있다고 합니다.
특히 악성 사용자가 게임을 분서하거나 해 키 하는 것 막기 위한 안티 치트 영역에 심혈을 기울이고 있습니다.
이번엔 출시하는 더 뉴 스테이트로 인해 상장한지는 얼마 되지 않았지만 앞으로 주목해 볼만 할 것입니다.
한국 자동차 상업 협회에 따르면 작년에 전 세계적으로 판매된 전기차는 202만 5371대라고 합니다.
판매가 2019년 보다 34.7% 증가했습니다. 전기차 판매는 앞으로 더 가파르게 상승할 것으로 예상되고 있습니다.
업계에서는 2030년 엔 약 3,000만대 전기차가 팔릴 것으로 예상하고 있습니다.
이렇게 친환경을 고려한 전기차 이지만 다른 환경문제를 야기시킬 수 있는 사실이 있습니다.
바로 전기차 핵심 부품인 매터리가 버려지기 때문입니다. 그래서 최근 기업들은 폐배터리를 재활용하는 방안을 연구하고 있습니다.
그중 대표적인것으 UBESS( Used Battery Energy Storage System)라고 합니다.
그럼 UBESS에 대해 알아보고 현대중공업 그룹에서 만드는 제품에 대해 알아보도록 하겠습니다.
1. 전기 단점 보안한 -ESS, 폐배터리를 활용한 -UBESS
그럼 가장먼전 알아야 할 것은 ESS(Energy Storage System) 대행 먼저 알아봐야 할 것 같습니다.
UBESS는 ESS의 한 종류입니다. ESS는 에지를 저장하는 장치를 말합니다. 여기서 말하는 에너지란 전기 에너지를 말하며 즉 전기 에너지를 저장하는 장치를 말하는 것입니다.
에너지를 저장하는 장치는 주의 둘러보면 많이 있습니다.
예) 핸드폰에 탑재돼 배터리, 건전지도 에너지 저장하는 장치입니다.
그런데 핸드폰 배터리와 건전지를 ESS라고 말하진 않습니다. 수백 kwh(킬로와트시) 이상의 전력을 대향으로 저장하는 장치를 ESS라고 분류하고 있습니다.
현대차그룹에 UBESS이미지 출처:현대차그룹
전기를 ESS에 저장하는 이유
전기는 이런 별도의 장치가 없다면 저장이 어렵기 때문입니다. 그래서 전기는 국가나 지역 단위에서 실시간 최대 수요량에 맞춰 생산하게 됩니다. 그렇지 않으면 전력난이 올 수 있는 상황이 벌어지게 됩니다. 예상한 수요보다 실제 전기 사용량이 적으며 어떻게 될까요. 저장이 어려우니 그냥 버려지게 됩니다.
ESS는 이러한 전기 생산의 비효율성을 보완하는 장치입니다. 남은 전기를 ESS에 저장한 뒤 , 나중에 필요한 곳에 전기를 공급하면 되는 것입니다. 단순하게 말하면 엄청 큰 보조 배터리라고 할 수 있습니다.
ESS는 저장방식에 따라 배터리 방식과 비 배터리 방식으로 구분되고 있습니다.
리튬전지(LiB)처럼 이차전지를 이용하는 배터리 방식과 앞축 공기 저장(compressed Air Energy Storage, 압축된 공기를 팽창해 터빈을 돌림 )등을 이용하는 비 배터리 방 실으로 구분되고 있습니다.
일반적으로 사용하는 ESS는 대부분 리튬전지를 이용한 배터리 방식입니다.
UVESS도 배터리 방식의 에너지 저장장치입니다. 여기 UB(Used Battery)는 한번 사용했던 배터리를 재화 용한다는 뜻입니다. 주로 전기차 폐배터리로 만들어진다고 합니다.
대부부니 전기차 폐배터리는 재용엔 문제 없습니다. 시간이 지나면 서 배터리 용량이 줄어들기 하지 전기를 저장하는 본래의 기능에는 문제가 되지 않기 때문입니다.
대부분의 전기차 폐배터리는 최소 3년에서 최대 10년 까지 활용이 가능하다고 합니다. 게다가 승객을 항상 태우고 이동해아하는게 전기차다 보니 안정성이나 품질면에서도 일반 ESS용 배터리보다 낫습니다.
UBESS는 이런 전지차 패 배터리를 모아서 만들게 됩니다.
폐배터리를 많이 모을수록 더 많은 전기를 저장하는 UBESS가 되는 것입니다.
폐배터리 개수는 UBESS장치가 어디에 전기를 공급할지에 따라 결정합니다. 일반 가정에 전력을 보내고 UBESS보단 공장에 전력을 보내는 UBESS가 더 많은 폐배터리를 필요로 하게 될 것입니다.
UBESS가 떠오르는 이유는?
왜 전기차 폐배터리를 활용할까? 그 이유는 크게 2가지로 이야기할 수 있습니다.
전기차 폐배터리로 발생할 환경문제 최소화하고 신재생 에너지의 단점을 보안하는 효과를 누릴 수 있어서입니다.
전기차 배터리에 니켈, 리튬, 코발트, 망간 등이 금속류들이 다량으로 들어있습니다. 전기차 배터리가 매립되면 토양과 지하수가 오염되고 소각할 수도 없습니다. 폭발을 할 수도 있고 유해가스를 방충하게 되기 때문입니다.
환경부는 2030년이 되면 버려지는 배터리가 연간 약 11만 개가 될 거라 예상하고 있습니다.
신재생에너지의 단잠을 보완할 수도 있습니다. 태양열, 풍력 등 신재생 에너지는 전기 생란 량이 일정치 않다는 단점이 있습니다. 날씨가 흐리거나 바람이 불지 않는 날이면 전기를 많이 생산하지 못하게 됩니다. UBESS는 이렇게 전기가 많이 생산되는 날에 남는 전기를 보관하고 또 전기생산량이 적은 날에 UBESS에 그 전 기른 내보내 줄 수 있는 것입니다.
UVESS 시장에 뛰어든 국내 기업으로 현대차 그룹 있습니다. 현대차 그룹은 UBESS 로드맴을 수립하고 관련 기술을 확보하고 배터리 수명을 평가하고 예측하는 기술도 개발 중입니다. 새 배터리가 아닌 폐배터리로 만들기 때문에 배터리 상태 진단이 중요합니다.
신재생 에너지와 연계한 실증사업도 진행 중입니다. 울산에 위치한 현대차 공장에 2 MWh 규모에 UBESS를 설치했습니다. 태양광으로 들어오는 전력을 이 UBESS에 저장했다가 필요할 때 전력을 공급하는 체계를 구축했다고 전해지고 있습니다. 2 Mwh는 4인 가족을 구성된 5가구가 한 달 이상 사용 가능한 전력량으로 계산됩니다.
■ 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
기술의 제한적 기술의 제한적 사용에 따른 완화 비용 증가율
2030년까지 2030년까지 추가 완화 정책의 지연에 따른 비용 증가율
[각 기술의 제한적 사용에 따른 총 완화 비용 증가율 (2015~2100년), %]
[현재 대비 완화 비용 증가율, %]
2100년 이산화탄소 농도 시나리오 (CO2 환산 ppm)
CCS 비사용
원자력 폐기
태양력/풍력 제한
바이오 에너지 제한
중기 비용 (2030~2050)
장기 비용 (2050~2100)
450 (430~480)
138% (29~297%)
7% (4~18%)
6% (2~29%)
64% (44~78%)
44% (2~78%)
37% (16~82%)
550 (530~580)
39% (18~78%)
13% (2~23%)
8% (5~15%)
18% (4~66%)
15% (3~32%)
16% (5~24%)
■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.
연소후 CAPTURE기술 연소전CAPTURE 기술 손산소 연소법 기술 이미지
■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
기술
장점
단점
흡수
습식
- 대용량 가스 처리에 용이 - 이산화탄소 농도 변화에 적용성이
- 흡수제 재생에 다량의 에너지 소비 - 흡수제 열화 및 재료부식
건식
- 저농도 대용량 가스 분리 가능 - 고온․고압의 가스시스템에 적용가능
- 장치 및 운전이 복잡 - 기체-고체 반응으로 반응속도가 느림
흡착
- 장치와 운전이 비교적 간단 - 환경영향 및 에너지 효율 우수
- 분리 효율 낮아 비정상 상태에서의 운전 가능성 높음 - 대용량 가스 처리 곤란 및 흡착제 비활성화
막분리
- 장치와 운전이 비교적 간단 - 에너지 소비가 적음
- 대용량화 어려움 (모듈 복합체 : 고가 시설비) - 분리막의 열화로 내구성 취약
증류 분리(심냉법)
- 투자비가 저렴 - 오랜 경험으로 공정의 신뢰도가 높음
- 에너지 소비가 많음 - 대용량 가스 처리에 곤란
■ 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.
기본적인 취지는 자세한 기술 분석 및 이해를 통해 성장산업 속 중요한 소재 및 제품을 제대로 선택하기 위한 내용을 말씀드리겠습니다.
이제 석유화학산업의 Spread Play 시대는 끝났다고 보아야 할것입니다. 점점 원유 베이스 화학 소재의 대한 가 동류는 감소할 것이고 성장산업에 대한 소재 개발 및 M&A가 지속될 것으로 보기 때문입니다.
이미 석유 화학 산업의 프리미엄 요인은 EV베터리, 소소 경제 관련 소재, 태양광 관련 소재, 친환경 바이오 소재 등
이 시장에 등장하였습니다.
소소 경제에서 탄소섬유를 그린 뉴딜에서 간과했던 바이오 블라 스틱을 시장에 전망이 좋습니다. 그리고 그 기준은 항상 기술의 방향성이었습니다. 기술력 좋은 소재라고 다 성장산업이 되는 것은 아닙니다. 이에 깊은 기술 분석을 통해 성장산업 속 제대로 된 기업을 찾은 필요가 있습니다.
차례(수소생산기술)
수소생산기술 투자포인트
국가별 수소 전략
수소생산산 기술
1. 수소 생산기술 투자 포인트
■ 수소 생산기술
- Fit for 55의 연장선상에서의 수소는 '탄소저감'이 핵심
-탄소저감 목적
-탄소저감 수소 에너지원
-ccs or ccus 설비 적용 수소 (블루 수소)부터 시작
-수소생산단가 그레이 수소 (석탄, $1.6~2.9/kg) 가격차이 크지 않음
-그린 수소 kg 당 $2.5~4.5로 아직 생산단가 높음
다만 그리 수소중 수전 해수 소 방식은 연료 전지와 설비가 겹칩니다.
이에 모든 생태계에 적용 가능한 pemec에 주목하고 있습니다.
- 결론을 말씀드리면
1) 블루 소소 관련 기업이 우선 순의 그 안에 핵심을 ccus 갈 될 것입니다.
2) 그리 수소는 수전해 소소 중 pemec에 주목
수소생산비용
수소생산비용이미지
2. 국가별 수소 전략
■수소 생산 관련 임프라에 집중해야 하는 이유
- 글로벌 주요 국가들이 바라보는 수소는 '탄소저감'에 있습니다.
이에 블루 수소 이상의 수소 생산이 아니라면 의미가 없다는 생각입니다.
- 이러한 이유로 수소연료전기차, 발전용 전지 등은 아시아 국가에 대부분 정책 집중, 미국 , 유럽은 수소 생산 위주 정책 펼치고 있습니다.
- 실제 발전용 연료전지도 대형 발전용 기준, 한국이 세계 보급량의 40%를 차지하고 있으며, 2020년 기준, 국가별 수소연료전지차 판매량을 살펴보면, 한국이 5,786대 수준으로 글로벌 수소 연료 전지차 시장의 50% 이상을 차지하고 있습니다.
- 다만, ccs 등 블루 수소 및 그린 수소 프로젝트는 미국이 70% 이상, 유럽 20% 이상, 중국, 일본이 그 나머지 비중을 차지하고 있습니다.
국내는 1개의 프로젝트를 시작하고 있습니다.
단계
주요 추진 전략
1단계(2020~2024)
- 6GWh 이상 규모의 수전해 설비 구축 및 최대 100만톤 그린수소 생산 - GWh 단위의 그린수소 생산 위해 대규모 풍력, 태양광 발전소 설립 - 기존 에너지원과의 가격차 축소를 위해 수요 및 공급 시장에 인센티브 제공
2단계(2025~2030)
- 40GWh 이상 규모의 수전해 설비 구축 및 최대 1,000만톤 그린수소 생산 - 저탄소 수소 활용에 따른 탄소 배출 저감을 위해 탄소포집 (CCS, Carbon Capture and Storage) 기술 활용 - 산업이나 교통수단 외 주거/상업용 건물 난방에도 수소가 이용되는 '수소 밸리' 개발 - 범유럽 수소 그리드 및 수소충전소 설치 계획 수립 - 동유럽 및 지중해 국가들과의 수소 교역
3단계(2030~)
- 항공, 선박, 산업/상업용 건물 등 탈탄소화가 어려운 광범위한 분야에 그린수소 사용 확대 - 재생에너지 기반 전력의 25% 재생수소 생산에 사용 - 천연가스 대신 바이오가스를 통한 수소 생산
3. 수소 생산기술
수소가 에너지원으로 각광받는 이유
연소할 때,, 공해물질 방충제로 원료 고갈 우려 제로 에너지 밀도 높고, 기술 실용화 가능성이 높습니다.
- 수소 가스 제조기술
천연가스 , 석탄, 바이오매스의 분자구조에 포함되어 있는 수소를 열분해 , 전기분해, 광분해 등에 의해 분리합니다.
- 현제, 글로 벌리 상용화 중인 공업용 수소 생산은 주로 탄화수소의 '수증기 메탄개질법'으로 이울어지고 있습니다.
커페시터는 전압에 비레하여 전하를 모아 필요한 곳에 공급할 수 있지만 저장 가늘한 전기 에너지의 양은 매우 적어 충전하는 장치나 회로에 사용되고 있으며, 다양한 사업 분야에서 보이고 있는 전기적 자장이 화학적 저장 형태로 저장되는 리튬이온 배터리가 산업분야에 중점적인 에너지 저장 장치로 사용되고 있습니다.
리튬이온 베터리는 이차전지의 일종으로 방저 과정에서 리튬이온이 음극에서 양극으로 이동하는 전지이며, 충전 시에는 리튬이 양극에서 음극으로 다시 이동하여 제자리를 찾게 됩니다.
충전 및 재상이 불가능한 일차 전지인 리튬 전지와는 다르며, 전해질로서 고체 폴리머를 이용하는 리튬이온 폴리머 전지와도 다릅니다.
리튬이온 베터리는 에너지 밀도가 뉴고 기억 효가 없으며, 사용 하지 않을 때에도 자기 방전이 일어나는 정도가 작기 때문에 시중의 휴대용 전자 기기들에 많이 사용되고 있습니다.
이외에도 에너지 밀도가 높은 특성을 이용하여 방위산업이나 자동화 시스템, 그리고 항공 산업분야에서도 사용하고 있습니다.
리튬이온베터리구조
리튬이오베터리구조이미지*출처 : 한국전력공사
그러나 일반적인 리튬 이온 배터리는 잘못 사용 하게 되면 폭발할 염려가 있으므로 주의해야 하며, 리튬 이온 배터리는 크게 양극, 음극, 전해질의 세 부분으로 나눌 수 있는데, 다양한 종류의 물질들이 이요될 수 있습니다.
상업적으로 가자 많이 이용되는 음극 재질은 흑연으로, 양극에는 층상의 리튬 코발트 산화물과 같은 산화물, 인산철리튬과 간은 풀리음 이온, 리튬망간 산화물, 스피넬 등이 쓰이고 있습니다.
□슈퍼커패시터와 리튬 이온 배터리와의 차이
리튬이온 배터리와 슈퍼커패시터 모두 전기화학적인 반응을 이용한 에너지 저장장치이나, 에너지를 저장할 때 사용되는 전기화학적 메커니즘이 달라서 에너지, 전력 밀도에 차이가 있습니다.
기존의 일반적인 커패시터는 FAGOME PLOT이라 부르는 위쪽 그래프에서 좌측 상단에 위치해 있습니다.
전력 밀도는 높은 반면 에너지 밀도는 상당히 낮습니다. 이는 한 번에 노은 전력을 출력할 수 있지만 커패시터의 특성상 충, 방전 시간이 너무 빨라 실 제로 저장하는 에너지는 작다는 뜻입니다.
휴대폰이나 태블릿 등 우리가 가장 흔하게 사용하는 배터리인 리튬이온 배터리는 Li+ 이온의 산화환원 반응을 통해서 전기가 생성되는 방식을 가지고 있습니다.
배터리는 전력 밀도 자체는 커 패시 터보다 낮지만 화학적인 반응을 수반하기 때문에 천천히, 긴 시간 동안 전력을 충방전 하여 저장할 수 있는 에너지가 상대적으로 많아 에너지 밀도가 높습니다.
슈퍼커패시터는 기존의 커패시터와 배터리의 중간 지점에 위치해 있습니다. 즉 평범한 커패시터에 비해 많은 양의 에너지를 저장할 수 있으면서 동시에 배터리보다 훨씬 높은 출력을 낼 수 있는 장점이 있습니다.
에너지, 전력 밀도 RAGONE PLOT
에너지, 전력밀도 RAGONE PLOT *출처 : 한국전력공사
□고효율 및 고출력 에너지 저장 장치의 필요성 대두
최근 에너지 사용의 증가는 온실 가스 배출 증가의 결정적인 원인으로 작요하고 있으며, 온실가스 감축 및 국제환경 규제 대응이 필수입니다. 화석에너지 고갈, 국제환경 규제 강화로 인해 향후 신재생에너지는 주요 에너지원으로 부상될 석으로 전 암되며 온실가스 감추의무를 준수하고 지속 가능한 경제 발전을 위해 신재생 에너지는 주요 에너지원으로 부상될 것으로 전망되며, 온실가스 감축의무를 준사후고 지속가능한 경제발전을 위해 신재생에너지 개발 보급 목표를 정하여 중점적으로 투자가 진행되고 있습니다. 우리나라는 에너지 대외 의존도가 높고 유가 변동에 의한 영향의 폭이 커서, 안정적 에너지 수급이 중요한 고제로 대두되고 있습니다.
또한 환경 규제 및 에너지 정책에 의하여 친환경 EV(전기자동차) 스마트 그리드가 주목 받으면서 에너지 저장장치의 개발 필요성이 대두되고 있는 시점이며, 급성장을 보이고 있습니다.
가장 많이 적용되고 있는 에너지 저장장치로 니켈수소 이차전지와 리튬 이차전지가 사용되고 있으나,
이차전지의 경우 고출력 방전 시 전압 강하 및 반복 사용 수명이 짧아지므로 2-3년 주기로 교체가 필요한 단점이 존재하고 있으며 태양광, 풍력 등은 기상 상황과 시간대에 따른 출력 예측이 어렵고 , 품질의 확보가 지장을 초래하고 있는 상황입니다.
다양한 분야에서 많은 에너지를 안전하게 저장할 수 있는 에너지 저장 시스템에 대하나 요구가 급증하고 있으며 ,
차세대 저장 치는 전력회사의 전력공급에서 재생 에너지원에 의한 전력 공급으로 전환할 때 발생하는 순간 부하에 대한 신뢰성 확보할 수 있어야 하며 기상조건 또는 시간대 등에 따라 변화하는 재생 발전원에 의한 불안정한 출력변동 보상에 의한 절력 품질 확보할 있어야 허며 일정한 출력의 발전기에 대해 부하가 적을 경우 에너지 너력 저장 치이에 저장, 부하가 클 경우 에너지 저장 장치로부터 보조 또는 심야 전력으로 공급합으로써 에너지를 효율적으로 이용이 가능해야 합니다.
이에 적합한 저장장치를 필요로 함에 따라, 고효율 및 고출력 특성을 특징으로 하는 슈 커커 패 시터(SUPERCAPACITOR)는 신재생 에너지 분야에 새로운 에너지 저장장치로 주목받고 있습니다.
오늘은 슈퍼커패시티라는 고효율, 고용량 에너지 저장장치인 차세대 신재생 에너지 대응분야에 적용되는 것에 대해 알아보는 시간을 갖도록 하겠습니다.
1. 그린 뉴딜- 친환경, 저탄소 기반으로 전환되는 시점
한국판 뉴딜10대 대표과제에 [그린에너지] 과제가 포함되어 있습니다.
-신재생에너지 산업 생테계 육성을 위해 대규모 연구개발, 실증 사업 침 설비 보급 확대로 2022년까지 총사업비 4조 5천억 원 투자, 일자리 1만 6천 개 창출하며 2025년 까지 총사업비 11조 3천억 원 투자 일자리 3만 8천 개 창출을 목표로 추진 중입니다.
신재생에너지 확산 및 다각화로 저탄소, 친환경 국가로 독약을 목표로 사업 추진 계획하고 있습니다.
■슈퍼 커패시터의 산업 응용분야 확대및 차세대 에너지 저장 장치로 도약.
최근 에너지 사용의 증가는 온실가스 배출 증가의 결정적인 원인으로 작용하고 있습니다.
온실가스 감축및 국제 환형 규제 대응이 필수로 대두되고 있는 가운데 화석에너지 고갈, 국제 환경 규제 강화로 인해 향 후 신재생 에너지는 주요 에너지원으로 부상될 것으로 전망하고 기정사실화 되어가고 있는 것이 현실입니다.
슈퍼커패시터는 전력밀도가 높고 , 충, 방전 속도가 빠르며, 충방전 사이클 수명이 매우 긴 것이 특징이고
신재생 어닞 발전 및 전기 자동차, 스마트 미터 분야에 가장 적합한 저장 차이로 기대하고 있는 4차 산업형명과 it전자기기의 발전이 다 가오 변 더우 더 다양한 전자 회로와 전원 공금 제품들이 우리 삶에 다양하게 적용될 수 있는 새로운 에지 저장 치로 주목받고 있습니다.
■정부 정책과 산업 성장으로 지속성장이 기대되는 슈퍼패시터 산업
정부는 신재생에너지 확산 기바구축 및 공정한 전환 지원을 위한 정책을 추진하고 있고
전기차, 수소차 등 그린 모빌리티 보급 확대한 방향으로 전기자동차 11만 대, 수소자동차 20만 대 등 보급을 추지하여 지속 가능한 신재생 에너지를 사회 전반으로 확산하는 정책을 진행하고 있습니다.
Mordor Inteligence(2020년)에 따르면. 세계 슈퍼커패시터 시장은 2020년 887백만달러에서 연평균 13.5% 성장하여
2026년에는 1,896백만 달러의 ㅅ장을 형설할 것으로 전망하고 있으며
앞에서도 말한바와 같이 세계적으로 녹색성장이 이슈가 되고 있으며 슈퍼커패시터는 스마트 미터, 자동차, 중장비, 물류자동화 장비, 통신장비, 신재생 에너지 장비 등 다양한 분야로 적용 확대되고 있습니다.
1. 배경기술분석
이번에는 배경 기술 분석 관련 내용에 대해 알아보겠습니다.
에너지 사용량 증가로 고효율 및 고출력 에너지 저장장치의 필요성 대두됨.
■에너지 저장 기술의 정의 에너지
에너지 저장 기술은 화력이나 원자력, 그리고 태양과 및 풍력을 이용한 시재생 에너지 발전 등으로 생산돼 전기 에너지를 저장하고 필요할 때 사용할 수 있는 기술을 말하며 에너지를 저장하는 방식에 따라 양수 발전, 압축 공기 저장장치, 프리가 휠 등을 이요하는 물리적 저장과 리튬 이온 전지, 납축 전지, 흐름 전지 등의 화학적 저장으로 부류 되고 전기 어ㅔ너지로 물을 전기 분해하여 수소 형태로 저장하는 것도 일종의 에너지 저장이라 합니다.
에너지 기술은 여러 가지가 있습니다.
에너지 저장 장치 기술에 따른 구분 이미지
■ 케패시터의 연혁 및 정의
1745년 최초의 축전기 형태인 라이데 병이 독일 발명 가이 이월드 게오르그 폰 클라이스트에 의하여 발명되고
1746년 네덜란드 라이덴 대학의 물리학자인 피터르 판 뮈스핸브루크도 독자 거을 라이덴병을 발명하였으며
최초의 라이덴병은 유리병에 코르크 마개 중앙에는 도선을 삽입하여 물에 닿도록 한 후 정전기를 충전시키는 단순한 형태이고 그 후 유리병의 안과 밖에 금속박(주석박)을 입혀 극성이 서로 다른 전하를 충전시키고 도선을 서로 연결하여 충전된 전하를 방전시키는 완전한 형태의 커 패 시터(Capacitoor)로 발전하게 되었습니다.
라이덴 병에서 유리가 유전체, 주석박이 전극 역할을 하고 있는 것입니다.
슈퍼 커패시터 3 우리말로 축전기라고 불리는 커패시터는 전기 에너지를 축적(저장)할 수 있는 소자를 말하며 , 기본적으로 두장의 판으로 구성한 전극을 서로 마주 보는 구조로 구성하고 있습니다. 이전 연체는 전극판과 전극판 사이에 전기를 차단하고 전기를 담아두는 역할을 합니다.
기본적인 커패시터의 구조 이미지출처:한국전력
커패시터의 충전 과정
커페시터 충전과정 이미지 출처 한국전력
축전기의 충전 방법
축전기의 한쪽 판 A에는 +전하가 다른 한쪽판 B에는-전하가 대전되는데, 두금 속판 사이의 전취 차가 전지의 전압과 같아질 때까지 전하가 이동하여 각 금속판에는 전하가 같은 양으로 분포하게 만듭니다.
이상태가 되면 전지를 때어도 두 금속판에는 전하 사이의 전기적 인력에 의해 전하가 그대로 저장되어 충전됩니다.
커페시터는 전기판 시이에 절연체를 넣어 제조하고 있어 절연체의 재질에 따라 여러 종류의 커 패 시터가 제작될 수 있으며, 아무것도 삽입하지 않고 공기를 유전체로 하는 커패시터도 있습니다.
■커패시터의 특징과 종류
커패시터는 전기를 저장하는 용도 외 다양하게 이용되고 있으며, 커플링, 발진, 완충, 평활, 바이패스 등의 용도로 이용되고 있습니다.
커페시터의 용도
구분
용도
커플링
직류와 교류가 섞여 있는 선호에서 교류 신호만 통과
발진
충전과 방전을 반복하여 과도 파형을 만들어 내는 기능
충전
보조 배터리처럼 전압을 충전한 다음 전류를 출력하는 기능
평활
맥류 신호(직, 교류가 합쳐진 신호)를 일정한 직류 평균 전압으로 전환
바이패스
노이즈 성분의 전류를 그라운드로 이전하는 기능
커패시터는 다양한 종류가 있고 커패시터에 따라 상당히 다른 특징을 가지고 있으며, 회로를 설계하는데 있어 커패시터의 선정은 주파수 즉성과 정격전압을 고려하는 것이 중요합니다.
대표적인 커패시터의 종류
대표적인 커페시터종류 *출처 : 구글 이미지, 한국기업데이터(주) 재가공
1. 알루미늄 전해 커페시터
전해 커패시터는 (+) 극성을 갖는 양극과 (-) 극성을 갖는 음극으로 이우어져 있습니다.
양극은 양 극 산화를 통해 산화층을 펴면을 덮는 전해로 구성되어 있습니다. 매우 얇은 유전 산화층과 없는 양극 펴면 적으로, 전해 케패시터는 다른 커패시터에 비해 훨씬 높은 전전 용량을 나타내어 큰 정전 용량으로 , 저주파 신호를 통화시키거나 많은 에너지를 저장 하기에 적하 바여 보통 전원 공급 단에서 노이즈를 제거하거나 에너지를 저장 혹은 증폭기에서 커플링을 하는 용도로 많이 사용되고 있습니다.
2. 탄탈 커패시터
탄탈 커패시터는 절연체로 탄탈 금속을 사용한 커패시터이며, 알루미늄 전해 커패시터와 마찬가지로 비교적 큰 정전 용량을 얻을 수이고, 온도 및 회로의 직류 전압에 의한 정전용량 특성의 변화가 적은 편입니다.
용도는 전해와 비슷하나 오차, 주파수 특성 등이 알루미늄 전해 커패시터보다 좋으며 가격이 더 비싸다는 단점이 있는데 전해 커패시터에서 발생하는 스파이크 형상의 전류가 나오지 않아 아날로그 신호에는 주로 탄탈 커패시터를 사용하고 있습니다.
3. 세라믹 커패시터
세라믹 커패시터는 절연체로 세라믹을 사용한 커페시터이며, 세라믹은 강유전체의 물질로 아날로그 신호의 회로에 사용하면 신호의 일그러짐이 발생할 수 있으며, 세라믹 커패시터는 인덕턴스 (코일의 성질)가 적어 고주파 특성이 양호하고 , 고주파 노이즈가 바이패스 용도로 주로 사용하고 있습니다.
