신 재생 에너지의 가격과 저장 기술이 성숙됨에 따라 수소 연료가 주목 받고 있습니다.

Jorgo Chatzimarkakis는 자신의 수소 연료 전지 자동차에 연료를 공급했습니다. 50 플러스 급유 스테이션 자기 차를 재충전하고 있던 테슬라 운전사가 접근했을 때 독일 주위에 흩어져 있었다.

그 남자는 수소 구동 자동차가 작동하는 것을보고 흥분해서 질문이 가득 찼습니다. Chatzimarkakis, 사무 총장 수소 유럽, 그들에게 행복하게 대답했고, 두 사람은 몇 분 동안 이야기했다.

그러나 그때까지, 수소 차는 완전히 충전되었다. 테슬라 운전자는 그의 전지가 재충전하는 동안 아직도 긴 기다림에 직면했다.

"이것은 현실입니다."라고 Chatzimarkakis는 말합니다. "요즘엔 주유소가 준비되어 있고, 차가 준비되어있어 스위스에서 노르웨이로 문제없이 여행을 계획 할 수 있습니다."

수소로 연료를 공급받는 세계의 비전은 와일 코요테. 1923에서 영국 유전 학자 JBS Haldane은 수소 생성 풍차의 네트워크 영국에 힘을 불어 넣었으나 아무것도 나오지 않았다. 1970에서 남 아프리카 태생의 전기 화학자 인 John Bockris는 연설에서 처음으로 "수소 경제"라는 용어를 사용했고 나중에 출판했습니다 태양 - 수소 동력 세계가 어떤 모습 일지 설명하는 책. 그러나 다시, 아무것도 바뀌지 않았습니다. 2002에서 미국의 경제 및 사회 이론가 인 Jeremy Rifkin은 수소가 석유에서 물려받을 수 있다고 주장했으며, 수소 연료 전지의 미래 에너지 배치.

그러나 업계는 준비가되어 있지 않았다고 Chatzimarkakis는 말했다. "제레미 리프킨 (Jeremy Rifkin)은 실제로 매우 유효했지만 정치인과 언론인은 항상 그 증거를보고 싶다고 말했습니다. "그 당시에는 연구가 충분히 발전되지 않았기 때문에 실제로는 실현 될 수 없었습니다."

수소가 생겼다.

아마, 마침내 수소의 순간이 도래했습니다.

일본은 2020 도쿄 올림픽 게임을 사용하여 수소 사회를위한 비전 수소 연료 보급소 및 기타 인프라 구축에 US $ 348 백만을 투자했습니다. 독일, 세계 최초 출시 수소 동력 열차 점점 늘어나는 수소 충전소 전국에 걸쳐. 스위스는 1,000 수소 구동 트럭 구매, 노르웨이는 수소 충전소 2006과 한국은 향후 5 년간 US $ 2.33 억 투자 수소 연료 보급소, 연료 전지 자동차 플랜트, 연료 전지 버스 및 수소 저장 시스템을 만들 수 있습니다. 호주는 국가 과학 기관 CSIRO 및 수석 과학자 Alan Finkel 수소를 사용하는 국가 및 수출 산업에 대한 그들의 비전을 별도로보고합니다.

Coradia iLint는 2018에서 독일에서 수소 연료 운송 대중 교통을 제공하기 시작했습니다. 사진 제공 : Alstom | R Frampe

수소 경제의 중심에는 태양열, 풍력, 수력 등의 재생 가능 에너지에서 전기를 사용하여 물을 산소와 수소로 분리하는 것입니다. 전기 분해. 그 다음 "녹색 수소"는 전기를 생성하기 위해 연료 전지에 사용될 수 있으며, 연료 전지는 개별적으로 차량을 구동하거나 스택으로 지원되어 전력망을 지원하거나 전력을 공급할 수 있습니다. 무엇보다도 수소 연료 전지에 의해 생성 된 배기 가스는 물이며, 언젠가는 다시 포집되어 전기 분해를 위해 재활용 될 수 있습니다.

경제와 기후

결국 수소가 마침내 세계 에너지 계획의 최전선에 오도록 변한 것은 무엇입니까? CSIRO의 선임 연구원 인 Jenny Hayward와 그 공동 저자 인 Jenny Hayward 2018 국가 수소 로드맵더 유리한 경제가 중요한 역할을했다고 말한다.

Hayward는 "비용이 많이 들지는 않지만 생산량이 계속 늘어나고 있습니다. 태양 광 및 풍력의 전기 가격이 급격히 감소했을뿐만 아니라 전해 기 기술도 훨씬 저렴하고 규모가 크며 효율적입니다. 동시에 수소 연료 전지는 효율성과 비용면에서 모두 개선되고 있다고 그녀는 말합니다.

수소 연료에 관한 미국 에너지 부 비공식 정보를 보려면 클릭하십시오.

호주의 멜버른에있는 RMIT 대학의 지속 가능한 에너지 전문가이자 교수 인 존 앤드류 (John Andrews)는 상당한 양의 온실 가스 배출 감축이 절실히 요구되는 또 다른 주요 동인이라고 강조했다.

"기후 변화를 해결하기위한 해결책의 일부가되기 위해 그 도입을 유지하는 것은 매우 중요합니다."라고 Andrews는 말합니다. "대체 연료를 얻는 것이 문제가 아닙니다. 그것은 제로 - 방출 연료와 에너지 시스템을 얻는 문제 다. "

수소로서의 연료의 적응을 촉진시키는 것은 쉽지 않았다. 수소 경제에 대한 100 년 동안의 탐구에도 불구하고,이 시점에 도달하기 위해 극복해야 할 몇 가지 중요한 기술 과제가 있었으며 아직 초기 단계입니다.

스토리지 문제 해결

운송에 수소를 사용하는 데있어 중요한 문제는 저장. 승용차 뒤쪽에 충분히 가볍고 가벼운 무게의 컨테이너에 수소를 압축하는 것은 최근에 가능 해졌고, 적어도 300 마일까지는 그 차에 연료를 공급할 수있는 충분한 에너지가 남아 있습니다.

"수소 연료 전지 자동차와 함께 사용하기 위해 미국 에너지 부 목표를 능가 할 수있는 수소 저장 장치를 얻는 것은 매우 어려울 것이라고 항상 생각했습니다."Andrews가 말했습니다. 그런 다음 고압 수소 탱크 요구 사항을 충족하고 심지어 초과 할 수있는 고급 복합 소재로 제작되었습니다.

연료 저장은 수소 연료 운송의 큰 도전이었습니다. 최근의 개선으로 인해 승용차의 범위가 300 마일 이상으로 확대되었습니다. 사진 © iStockphoto.com/Tramino

"사람들이 앉아서 네라고 말한 것 같아요. 차량에 수소를 넣고 재래식 자동차에 필적하는 범위를주고 재충전 시간을 갖는 데 사용할 수있는 저장 장치를 가질 수 있습니다. 이것은 매우 중요합니다. 수소의 이점 - 단지 몇 분 만에 "라고 그는 말합니다.

수소 연료 전지 차량은 이제 기존의 가솔린 ​​또는 디젤 차량과 일치하거나 심지어 초과 할 수 있습니다. 토요타는 그 Mirai가 도착한다라고 주장한다 312 마일 주변 수소 탱크에서. 이것은 장거리 여행의 전기 자동차 구동 차량보다 훨씬 매력적인 전망입니다.

리사 루프 (Lisa Ruf) 코디네이터는 다음과 같이 덧붙였다. 수소 이동성 유럽 영국 Element Energy의 수석 컨설턴트.

"트럭, 택시, 비상 대응 서비스의 경우, 기존 차량과 비슷한 범위와 재급유 시간을 가져야합니다."라고 그녀는 말했습니다. 런던 경찰, 올해 11 수소 연료 전지 자동차를 인수했다. 

그리드 먹이기

수소는 재생 가능한 에너지 그리드의 안정성을 유지하는 방법으로도 탐구되고 있다고 Morry Markowitz 사장 연료 전지 및 수소 에너지 협회 된 판결문을 썼습니다.

"태양이 항상 빛을 발하지 않고 바람이 불지 않기 때문에 재생 에너지는 간헐적으로 문제가 발생하므로 생성되는 전자를 효과적으로 저장할 수있는 방법을 찾아야합니다."라고 그는 말합니다. 과도한 전기는 전기 분해에 전력을 공급하고 연료 전지 차량이나 고정식 연료 전지에 사용되거나 운송을 위해 저장 될 수있는 수소를 생성하는 데 사용될 수 있습니다.

이 시나리오는 디젤 발전기에 의존하는 오스트레일리아 아웃백 타운과 같은 외진 지역에서 특히 유용합니다. 재생 가능 에너지와 수소 저장 장치를 결합하여 도시에 전력을 공급하는 것은 곧 비용 효율적이 될 수 있으며, 특히 디젤 가격이 상승함에 따라 Hayward는 말합니다.

가스 회사들은 기존 인프라를 이용할 수있는 천연 가스의 잠재적 대안으로 수소에 주목하고있다 "고 말했다. 그리고 그들은 디젤 엔진과 함께 들어오는 트럭에 의지하지 않고 단지 재생 에너지가 필요합니다. "라고 그녀는 말합니다. "그들은 연료 전지를 가지고 있고 물을 회수 할 수있는 시스템을 가질 수 있습니다. 그래서 그것은 자체 내장 시스템입니다."

가스 회사들은 기존 인프라를 이용할 수있는 천연 가스의 잠재적 대안으로 수소를 주목하고 있습니다.

헤이워드는 "특히 높은 배출 가스 감축 목표를 달성하기 위해서는이 가스 기반 시설을 사용하지 말아야한다"고 말했다. "흥미로운 것은 가스 분배망에 있습니다. PVC 파이프로 만들면 100 %의 수소를 가질 수 있지만 가전 제품과 미터는 변경해야합니다."

힌덴부르크 효과

마르코 위츠 (Markowitz)가 "힌덴 부르크 효과 (Hindenburg effect)"라고 부르는 방에서의 비행선을 언급하지 않고는 수소에 대해 이야기하는 것이 불가능합니다. 1937의 뉴저지에서 발생한 Hindenburg 비행선 재해였던 화려한 수소 연료가 함유 된 지옥은 여전히 ​​수소 산업에 영향을 미치고 있습니다. 수소의 가연성 및 안전성에 대한 우려는 불가피하게 수소 경제에 관한 논의에서 제기됩니다.

그러나 Markowitz는 오늘날 수소 기술은 그 시대의 수소 기술보다 훨씬 진보 된 기술이라고 말한다.

"탄소 섬유 탱크, 센서, 컴퓨터 및 다른 것들과 같은 첨단 소재는 매우 극적으로 향상되었습니다 ... 수소 안전성은 문제가되지 않습니다."라고 그는 말합니다. "운송 부문 및 기타 분야에서 수소 차량은 오늘날 도로에있는 모든 것을 충족하거나 초과합니다."

또한 수소의 섭취 증가는 오존층에 영향을 미칠 수 있다는 우려도있다. 에이 2003 연구 모든 화석 연료 에너지 생성이 수소로 대체되면 대기로 가스가 누출되면 산소와 반응하여 오존층을 상당 부분 파괴 할 수있는 수증기를 형성 할 수 있다고 제안했다.

수소에 대한 또 다른 비판은 상당한 양의 수소 화석 연료를 사용하여 생산. 미국에서는 대부분의 수소가 천연 가스 개질천연 가스는 고온의 증기와 반응하여 수소, 일산화탄소 및 소량의 이산화탄소를 생성합니다. 다음에 의해 만들 수도 있습니다. 가스화 갈색 석탄, 이는 또한 CO를 초래한다.₂ 생산.

"만약 당신이 수소를 얻기 위해 그 경로 중 하나를 따라 간다면, 그 경로에서 오는 일부 이산화탄소 배출이 있기 때문에 탄소 배출을 저감 할 수있는 유일한 방법은 탄소 포집 및 저장과 결합하는 것입니다."Andrews는 말합니다. "그것은 그것이 안전 할 것인지, 그리고 수천 년 동안 그 이산화탄소를 땅 속에 묻을 수 있는지, 그것이 경제적 일 수 있는지 여부와 같은, 그것이 실행 가능할 수 있는지 여부에 대한 여전히 큰 의문입니다."

측정 된 접근법

Ruf는 수소 제거에 대한 필요성이 널리 인식되고 있음을 반영하여 수소에 대한 논의가 절실히 필요하다고 Ruf는 말합니다. 그녀는 테이블 위에 다양한 해결책이 있지만 수소는 다른 기술이 그렇게 쉽게 또는 비용 효율적으로 할 수없는 문제를 해결할 수 있다고 주장합니다.

그러나 Ruf는 수소의 잠재력에 대해 많은 관심을 보이고 있지만 측정 된 접근법에 대해서도 조언합니다.

"수소 연료 전지 기술을 지원하는 분야로 우리가 생각하는 문제는 우리가 과대 광고에주의해야하며 우리가 기대를 관리 할 수 ​​있어야한다는 것"이라고 그녀는 말합니다. "시간과 투자가 필요합니다. 하룻밤 사이에 발생하는 일은 아니지만 장기적으로 볼 때 매우 좋은 해결책입니다. "

이 문서는 원래의 등장 Ensia

저자에 관하여

비앙카 노 그레 디 (Bianca Nogrady)는 프리랜서 과학 저널리스트로서 아직 매력적이지 않은 연구 결과를 아직 만나지 못했습니다. 그녀는 다음을 포함하여 다양한 매장에 대해 씁니다. 자연, 보호자, 호주 지리, BBC 미래와 오스트레일리아 방송 공사.  twitter.com/BiancaNogrady biancanogrady.com

편집자 주 : 저자는 수소 연료와는 관련이 없지만 CSIRO에 대한 계약서를 작성했습니다.

이 저자의 책

at 이너셀프 마켓과 아마존