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2019.5.10. 국토교통과학기술진흥원 권태규 수석연구원
미래를 반기는
깨끗한 수소 시범도시
추진전략
H2
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H2
H2
H2
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* 출처 : 충남 수소경제사회 구현 전략 수립(그림 일부 수정)
수소경제 탄소경제
< 수소에너지를 통한 에너지 패러다임 변화 예시 >
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* 출처 : Energy System in near and future, Technology Roadmap(Hydrogen and Fuel Cells)(’15년, 세계에너지기구)
* 「신에너지 및 재생에너지 개발.이용.보급 촉진법」 제2조
< 수소 중심의 에너지 체계 >
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* 출처 : 제3차 에너지기본계획 수립방향에 대한 권고(’18.11), World Energy Balance: An Overview(‘18, IEA), World Energy Investment 2017(‘18, IEA)
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* 출처 : 제3차 에너지기본계획 수립방향에 대한 권고(’18.11)
< 2040년 미래 에너지 생태계의 모습 >
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* 출처 : 수소도시 구현을 위한 에너지자립인프라 비즈니스 모델 제언(’18.9, 현대건설)
< 건설 관련 인프라 및 건물에너지 비중 증가 확대 > < 전력발전 시스템 구조의 변화 >
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* 출처 : Hydrogen Council(IEA ETP Hydrogen and Fuel Cells CBS; National Energy Outlook 2016)
2030 milestones 2050 target picture
Transportation 전세계 수소차 1천5백만대, 트럭 50만대 수소열차, 수소여객선 운행
전세계 수소차 4억대(25%), 트럭 5백만대(30%), 버스 1천5백만대(25%), 석유대체 2천만배럴/일, CO2 연간 32억톤 감축
Industry energy 수소 4백만톤 사용(0.6 EJ) 전세계 산업에너지 수요 12% 수소 사용(16 EJ), CO2 연간 10억톤 감축
Building heat and power
650만 가구에 수소 350만톤 사용 전세계 건물에너지 사용의 8%를 수소에너지(열, 전력) 활용, CO2 연간 7억톤 감축
Industry feedstock 철강, 정유, 화학 공장에서 수소 260만톤 사용 철강, 정유, 화학 공장에서 수소 2억톤 사용(철강, 메탄올 생산용), CO2 연간 9억9천만톤 감축
Energy system 신재생에너지 300 TWh 수소 변환, 200 TWh의 수소 발전 연간 10 만톤의 수소 해외 유통, 200 TWh 수소 저장(소금동굴)
신재생에너지 500 TWh 수소 변환, 1,500 TWh의 수소 발전 5,500만톤 수소 해외 유통, 3,000 TWh 수소 저장(수소 수요의 55일 분량)
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< Hydrogen Mobility > < Hydrogen Stationary Applications >
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* 출처 : Eurogas
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< 덴마크 수소연료전지 도시프로젝트 개념도 >
* 출처 : BASS(Baltic Sea Solution 롤란드 신재생에너지사업 관리기관, www.bass.dk), http://windowfarms.tistory.com
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< Leeds City Gate Project 개념도 >
* 출처 : http://www.energysavingtrust.org.uk
16 < Netherlands Hystock Project 개념도 >
* 출처 : https://www.youtube.com/watch?v=aSTOBrgPQe0
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< 일본의 수소사회 실현을 위한 3단계 로드맵 >
•출처 : (원문) 「水素社会の実現に向けた取組に関する調査」 野村総合研究所, (발췌) 주요국과의 비교를 통한 국내 수소산업의 발전 방안 도출, 산업연구원
18 < 일본의 Basic Hydrogen Strategy >
•출처 : 6th International Workshop on Hydrogen Infrastructure and Transportation, ‘18.9.11 (https://www.energy.gov)
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< 키타큐슈 수소타운 구성도 >
* 출처 : 충남리포트 187호(충남연구원), 일본 수소활용∙이용기술연구조합(http://hysut.or.jp/information/pdf/panel17.pdf)
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< 수소 CGS 시스템의 흐름 >
* 출처 : 월간수소경제, 이투데이(: http://www.etoday.co.kr/news)
전력(지역공급)
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< 일본 수소사회 개념도> < 일본 수소사회 프로젝트 추진 지역>
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수소 발생원
수소 저장
수소 이송
수소 활용
수소 도시 모델
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27 출처 : 한호일보(http://www.hanhodaily.com/news/articleView.html?idxno=52259), geen energy(g-energy.blogspot.com), Government of SA(https://www.gizmodo.com.au)
< 전세계 일조량 분포도 > < 수소생산 운송 개념도 >
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< 수소 응용 프로그램 > < 수소 응용분야별 경쟁력 확보시기 >
•출처 : National Hydrogen Roadmap(Government of SA)
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•출처 : National Hydrogen Roadmap(Government of SA), https://www.gizmodo.com.au
< 호주 수소도시 개념도 >
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* 출처 : 수소융합얼라이언스추진단
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* 출처 : 수소에너지 이용의 全단계(한국자동차산업연구소)
As-is
To-be
공급자 중심의 수소 유통(공급자 → 소비자)
신재생에너지를 통한 전기 생산으로 소비자가 공급자를 겸하는 에너지(전기-수소) 유통
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< 도시거점 수소메가스테이션 운용 개념도 >
< 도시내 수소공유플랫폼 기본단위>
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수 대규모 수소 생산/액화 플랜트 수소이송파이프 등 수소그리드
수소 공급, 거래 등 운영 플랫폼 수소메가스테이션
수소
생산
분야
수소
활용
분야
수소이송/저장분야
수소활용분야
H Hydrogen
1.008
대용량 수소 생산 플랜트 구축 상용급 수소 액화 플랜트 구축
고압 기체수소 이송/저장 시설 액체수소 이송/저장 시설 수소 이송 파이프 구축 대규모 수소비축 기지 구축
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도시내 수소유통, 안전관리 등 도시내 수소공급, 수소↔전기 전환 및 저장 수소차 충전 설비 구축
구분 수소생산 수소이송 수소저장 수소활용 도시거점 수소스테이션
단기 기체수소 소량생산 • 산업단지 부생수소 • 천연가스 개질
저압 튜브트레일러 저압 파이프
저압저장 수소 승용차 연료전지 발전소 수소잠수함
역할 : 수소충전소 (85kg/day) 기능 : 기체수소 생산 저장 공급
중기
기체수소 대량생산 • 천연가스 개질 기체수소 소량생산 • 하수·폐기물 처리장, 수전해
중압 파이프 (20~50bar) 고압 튜브트레일러 (450bar 이상)
고압저장
수소버스․화물차, 드론, 열차, 선박 공동주택, 공공시설, 상업시설
역할 : 수소스테이션 (1～5ton/day) 기능 : 기체수소 생산 저장 공급 및 전기 변환 공급
장기
기체수소 대량생산 • 천연가스 개질 • 수전해 등 액체수소 대량생산 • 액화수소 플랜트 • 해외액체수소 수입
고압 파이프 (50bar이상) 액화 튜브트레일러
액화저장 재난재해 대피시설 수소혼소 터빈발전 수소환원 제철
역할 : 수소스테이션 (5ton～/day) 기능 : 기체수소 생산공급, 액체수소 저장 및 전기 변환 공급
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* 출처 : 지역별 수소생산량 및 수소공급량 (2017. 신소재경제의 자료 활용하여 재구성), 전국 물류기지 배치도(국가물류통합정보센터)
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* 출처 : 수소도시 기획연구 제안서(’18.11, 고려대학교)
수소 인프라 건설 기술 개발
수소시범도시 선정
수소 도시 검증 및
보급 확대
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