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수소포집

가스망 H₂ 블렌딩의 재료공학과 규제 이슈 : 수소취성, 실·검지, 보일러 개조 비용을 어떻게 최소화할 것인가 천연가스망에 수소를 체적비로 일정 비율 혼입(blending) 하는 전략은, 별도의 전용 수소관로를 즉시 구축하지 않고도 빠르게 저탄소화를 진전시킬 수 있는 과도기 해법이다. 그러나 수소의 재료학적 특성(확산성·취성 유발), 연소물성(높은 화염전파 속도, 넓은 가연범위), 계량·요금 체계, 가전·산업용 기기의 호환성까지 고려하면 공학·규제 설계가 결코 단순하지 않다. 본 글은 ① 재료공학(배관·밸브·실링), ② 가스 품질·계량·안전(검지·환기·방폭), ③ 최종수요(특히 가정용 보일러), ④ 규제·시장설계 관점에서 핵심 쟁점을 정리하고, 비용을 최소화하는 단계적 로드맵을 제시한다.1. 재료공학적 이슈: 수소취성과 누설1) 강관(탄소강 라인파이프)라인파이프 강재(X42~X70 등)는 장기간 고압 수소 노출 .. 더보기
수소 저장·운송의 물리학: 고압·액화·LOHC·금속수소화물의 에너지 패널티와 안전성 수소는 질량 에너지밀도는 높지만(저위발열량 약 33 kWh/kg), 체적 에너지밀도는 매우 낮다. 이 불균형이 저장·운송의 핵심 난제이며, 해법마다 ‘에너지 패널티·안전·비용’의 트레이드오프가 존재한다.공통 성능지표라운드트립 효율: 압축/액화/수화·탈수화/수소화·탈수소화 과정의 총손실.안전성: 누설·점화·폭발한계(수소의 가연범위는 넓고 점화에너지가 낮다), 통풍·검지·방폭 설계.물류비/설비비: CAPEX(탱크·펌프·열교환기·촉매), OPEX(전력·열·촉매 교체·손실).1) 고압기체 저장·운송(350/700 bar)물리: 압력 상승에 따라 체적밀도는 증가하나, 압축에너지와 저장용기 요구사항(복합재, 누설 관리)도 증가한다.밀도 감각: 350 bar에서 대략 20대 kg/m³, 700 bar에서 40 kg/.. 더보기
수전해(PEM·알칼라인·SOEC) 기술 로드맵: 효율–내구–희소금속 트릴레마 1. 서론: “kWh/㎏-H₂”의 시대수전해 산업은 본질적으로 전기를 투입해 화학에너지를 생산하는 장치 산업이다. 따라서 경제성은 크게 네 가지로 압축된다.효율: 1㎏의 수소를 얻기 위해 얼마나 적은 kWh가 필요한가(AC→H₂ 기준).내구: 해당 성능을 얼마나 오래(시간·사이클) 유지하는가.희소금속·소재 의존도: 성능과 내구를 받쳐주는 촉매·막·분리판의 공급망 리스크.시스템·운영 전략: 전력 가격·가동률·정비 계약 등 TOTEX(총비용) 관점의 최적화.효율을 높이려다 전류밀도를 무리하게 끌어올리면 과전압·열 스트레스로 내구가 떨어지고, 귀금속(예: 이리듐) 사용량을 줄이면 장기 안정성이 흔들린다. 이 상충관계가 바로 트릴레마이다. 2. 원리와 기본 스펙2.1 알칼라인(ALK)원리: 수산화칼륨(KOH) .. 더보기
그린·블루·그레이 수소의 LCA 비교: 탄소발자국과 시스템 경계의 함정 "색깔(컬러)만 보면 틀린다" 수소를 설명할 때 흔히 그린(재생 전력 기반 수전해), 블루(개질+CCUS), 그레이(개질, 포집 없음)로 나눈다. 이 분류는 직관적이지만, 전 과정(원료 채굴→생산→저장·운송→최종 사용)에서 발생하는 배출을 엄밀히 계산하는 LCA(Life Cycle Assessment, 전과정평가) 관점에서는 불충분하다. 같은 “그린”이라도 쓰는 전기의 시간대 배출계수, 같은 “블루”라도 CO₂ 포집률과 상류 메탄 누출률, 같은 “운송”이라도 압축/액화/캐리어 변환 손실에 따라 kgCO₂e/kg-H₂ 값이 크게 달라진다. 그래서 “무조건 그린이 제일 깨끗하다”는 단정은 위험하다. LCA에서 꼭 정해야 할 두 가지: 시스템 경계와 가정값 1) 시스템 경계Cradle-to-Gate(크.. 더보기
핑크수소? 블루수소? 생산방식에 따른 수소의 종류 수소는 왜 뜨고 있는가. 산업(철강·정유·화학)·모빌리티·발전 탈탄소화에서 핵심적 역할을 할 수 있기 때문이다. 다만 온실가스 저감 효과는 ‘어떻게 만들었는지’(전력 믹스·포집률·누출 관리)에 달려 있기 때문에 현재는 완벽한 친환경으로 볼 수 없다. 어떻게 만드는지 뿐 아니라 어디에 사용하고 전과정에서 무엇이 배출되느냐에 따라 친환경성이 달라진다. 친환경 수소로 볼 수 있는 경우재생전기(또는 저탄소 전기)로 수전해해 만들고, 실제로 쓰는 **시간대에도 재생전기(24/7 매칭)**를 확보.천연가스 개질이라면 CO₂ 포집률 ≥90–95% + 메탄 누출 최소화( + 영구 저장까지 갖춤.전기화가 어려운 부문(철강 DRI, 일부 장거리·고하중 운송, 장주기 전력저장 등)에 적합하게 사용.친환경 수소로 볼 수 .. 더보기
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