수소가 진정 깨끗한 연료가되기 위해 필요한 것

수소가 진정 깨끗한 연료가되기 위해 필요한 것 태양열과 같은 재생 가능 에너지의 수소는 배출없이 제로 생산할 수 있습니다. 루카스 코흐 / AAP

깨끗한 연료로 수소를 사용하는 것은 시간이 다가올 아이디어입니다. 호주의 경우 수소 생산이 매력적입니다. 유리한 새로운 국내 산업을 창출하고 세계가 무 탄소 미래를 달성하도록 도울 수 있습니다.

그리고, 국가 수소 전략 지난달 발표 된 호주는 세계 수소 경쟁의 최전선에 있어야한다고 주장했다. 앨런 핀켈 (Alan Finkel) 수석 과학자가 이끄는이 전략은“깨끗한”수소를 만드는 한 가지 방법을 선호하지 않음으로써 기술 중립적 인 접근 방식을 취합니다.

그러나 수소가 재생 가능한 전기 또는 화석 연료에서 생산되는지 여부는 중요합니다. 화석 연료 경로는 현재 저렴하지만 상당한 양의 이산화탄소가 방출 될 수 있습니다.

수소가 진정 깨끗한 연료가되기 위해 필요한 것 수소 전략에 대한 회의를 앞두고 핀켈 박사와 앵거스 테일러 에너지 장관. 리차드 WAWWRIGHT / AAP

모든 '깨끗한'수소가 같은 것은 아닙니다

수소는 물을 수소와 산소로 분리하는 전기 분해를 통해 전기를 사용하여 생산할 수 있습니다. 재생 가능한 전기를 사용하는 경우 이산화탄소가 발생하지 않으며 녹색 수소라고합니다.

수소는 또한 석탄 또는 가스로부터 생성 될 수있다. 이 과정은 이산화탄소를 방출합니다. 오늘날 생산되는 대부분의 수소는 이런 식으로 만들어집니다.

이 과정에서 발생하는 일부 이산화탄소는 탄소 저장 및 저장 (CCS)으로 알려진 지하 저수지에 포획되어 저장 될 수 있습니다.


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그러나 CCS는 기술적으로 복잡하고 비쌉니다. 화석 연료에서 수소를 생산하는 두 공장 만이 현재 그것을 사용합니다 : 캐나다에 하나이산화탄소와 함께 80 %의 캡처 속도미국에서 하나 더 낮은 보유율로.

호주에서 유일한 대규모 CCS 프로젝트 운영은 Chevron 's 고르곤 가스 (수소 아님) 프로젝트 서호주에서. 프로젝트가 가스 공급을 시작한지 ​​3 년 만에 상당한 지연이 발생한 후, 탄소 포집 및 저장은 올해 시작되었습니다.

높은 탄소 포집 속도는 보장되지 않습니다

수소 전략은 재생 가능한 전기 및 탄소 또는 탄소 포집을 갖는 석탄 또는 가스로부터 생성 된 수소에 대해 "청정 수소"라는 용어를 사용합니다. 그리고 이산화탄소의 90-95 %가 화석 연료에서 포획되는 "최상의 사례"시나리오를 가정합니다.

이러한 요금은 기술적으로 가능하지만 현재까지 달성되지 않았습니다. 낮은 캡처 속도는 전략에서 검사되지 않습니다.

90-95 % 캡처 속도에서 석탄 및 가스 기반 수소는 기존 화석 연료 사용보다 탄소를 훨씬 덜 사용합니다. 그러나 60 %의 포집 률은 석탄의 수소가 천연 가스를 직접 연소시키는 것과 비슷한 배출 강도를 가짐을 의미합니다.

수소가 진정 깨끗한 연료가되기 위해 필요한 것 CCS 유무에 따른 연료 배출량. 수소 번호는 생산 용입니다. 내 보낸 수소의 경우 배출 강도가 더 높습니다. 출처 : International Energy Agency 및 US Energy Information Administration의 데이터를 사용한 저자의 계산

국가 전략은 최고의 사례 포착률을 보장하는 메커니즘을 설명하지 않습니다. 수소 생산은 배출을 포착하는 데 필요한 시설보다 훨씬 빠르게 증가하여 고르곤의 경우와 마찬가지로 많은 양의 온실 가스가 대기로 유입 될 수 있습니다.

또 다른 위험은 탄소 포집이 기술적 또는 비용상의 이유로 최상의 경우를 달성 할 수 없다는 것입니다.

배출 제로 수출을 향해

일본, 한국 및 독일을 포함한 국가는 다음을 포함하여 다양한 방법으로 수소를 사용할 가능성을 모색하고 있습니다. 발전, 운송, 난방 및 산업 공정.

미래의 일부 수입업자는 수소가 얼마나 깨끗하게 생산되는지에 관심이 없을 수도 있지만, 다른 수입업자도 그렇게 할 수도 있습니다.

탄소가없는 수출이 중요한 이유를 설명하기 위해 호주가 현재 액화 천연 가스 수출량의 약 12 %와 국가 전략의 생산 추정치에 상응하는 연간 30 백만 톤의 수소를 생산할 경우 배출량을 계산했습니다.

약 37 백만 톤의 천연 가스 또는 88 백만 톤의 석탄이 필요합니다. 이산화탄소의 90 %가 포집되면 가스의 배출량은 호주의 현재 (1.9) 연간 온실 가스 배출량의 2018 % 또는 석탄을 사용한 4.4 %입니다.

이산화탄소의 60 % 만 포획된다면, 가스 및 석탄의 수소는 각각 현재 국가 배출량의 7.8 % 및 17.9 %를 추가로 차지하므로 호주가 기존 및 미래 배출 목표를 달성하기가 훨씬 어려워집니다.

투자 할 곳

지금은 화석 연료에서 수소를 생산하는 것이 탄소 포집 및 저장이 있더라도 재생 에너지보다 저렴합니다.

호주는 또한 빅토리아의 Latrobe Valley에 갈수록 많은 양의 갈탄 매장량을 보유하고 있는데,이 석탄은 감소하는 석탄 화력 발전 산업에서 사용되지 않을 것입니다. 포획 된 탄소는 Bass Strait 아래에 저장 될 수 있습니다. 그리고 국가의 풍부한 가스 매장량은 액화 천연 가스 수출에 추가하거나 부분적으로 대체하여 수소로 전환 될 수있다. 따라서 국가 전략이 모든 옵션을 테이블에 남겨 두는 것은 놀라운 일이 아닙니다.

수소가 진정 깨끗한 연료가되기 위해 필요한 것 수소에 대한 수많은 잠재적 용도를 보여주는 다이어그램. 국가 수소 전략

그러나 탄소 포집으로 수소 생산 시설을 설립한다는 것은 수명이 매우 긴 장비에 대한 막대한 지출을 의미합니다. 배기 가스가 많은 수소 시장이 대중의 태도 나 배출 제로 에너지 시스템으로 이동해야하는 세계적 의무를 통해 붕괴되면 자본이 낭비되므로 이는 위험하다.

세상은 이미 페이스에서 멀어지다 배기 가스 감축 목표를 달성해야했으며, 최악의 기후 변화 영향을 막으려면 궁극적으로 순 영점에 도달해야합니다.

호주는 친환경 수소를보다 저렴하게 만들기 위해 연구 개발에 투자해야합니다. 이를 위해서는 전기 분해 비용을 줄이고 대규모 재생 가능 에너지 생산을 추가로 절감해야합니다. 기후와 호주의 미래 수출 경제에 큰 이익을 가져올 수 있습니다.대화

저자 정보

Frank Jotzo, 기후 및 에너지 정책 센터 소장 호주 국립 대학교; Fiona J Beck 선임 연구원 호주 국립 대학교및 Thomas Longden, Research Fellow, 호주 국립 대학교

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