Hitachi, 메탄 이용 제안 나서 … 기존 인프라 활용에 효율도 우수
화학뉴스 2015.04.17
Hitachi Zosen이 에너지 운반체로서 메탄(Methane) 이용 제안에 나섰다.
수소에너지 사회를 실현하기 위해 신재생에너지로 생산한 수소를 액화수소, MCH(Methylcyclohexane) 등의 형태로 수송하거나 이용하는 기술개발이 진척되고 있으나 제대로 활용하려면 인프라가 필요한 반면, 메탄은 기존 인프라를 그대로 사용할 수 있고 종합효율도 다른 수소 운반체와 비교해 손색이 없기 때문이다. Hitachi Zosen은 현재 저코스트 수소 제조시스템 등 기술개발을 추진하고 있으며 유럽 등 가스 인프라가 앞서 있는 지역에서 실용화를 고려하고 있다. 수소가 다시 관심사로 떠오른 것은 지구온난화 대책이라는 새로운 과제가 제시됐기 때문이며, 해결책으로 수소에너지의 이용이 불가피할 것으로 예상되고 있다. 일본 경제산업성·문부과학성은 액화수소, MCH, 암모니아(Ammonia)를 유력한 수소 운반체로 보고 제조, 수송, 이용에 관한 기반기술 개발을 추진하고 있다. 반면, Hitachi Zosen은 메탄(Methane)을 에너지 운반체화한다는 제안으로 주목받고 있다. 신재생에너지에서 수소를 제조하는 단계까지는 다른 운반체와 동일하지만 더 나아가 수소와 이산화탄소를 반응시켜 메탄을 제조해 이용한다는 것이다. 액화수소는 수송․저장에 고가의 전용 설비가 필요하고 MCH는 탈수소 프로세스에 코스트가 발생한다. 또 수소를 발전 연료로 이용하려면 수소 터빈 등 신기술 개발이 뒷받침돼야 한다. 그러나 메탄은 기존 가스 인프라를 활용할 수 있고, 수소를 메탄으로 변환하면 22%의 에너지 손실이 있지만 부피는 수소의 1/4로 줄어들기 때문에 에너지 효율을 3.1배로 높일 수 있다. Hitachi Zosen은 신재생에너지·산업기술종합개발기구(NEDO) 프로젝트의 일환으로 저코스트 수소제조시스템 연구개발 및 에너지 운반체 시스템 조사연구 등 2건의 개발 사업에 참여하고 있다. 수소제조시스템은 알칼리 수전해 방식을 활용한 것으로 변동이 큰 풍력발전 등 자연 에너지를 이용해 안정적인 수소 제조가 가능한 것이 특징이다. Hitachi Zosen은 전극촉매의 개량 및 세퍼레이터(Separator) 박막화 등으로 고효율 전해조를 실현하고 전해 셀은 전해 전압 1.8V에서 전류밀도 m²당 0.6A인 세계 최고 성능을 목표로 하고 있으며 전류밀도를 높임으로써 시스템 단순화가 가능할 것으로 기대하고 있다. 메탄화 프로세스는 목질 바이오매스 등에서 얻을 수 있는 이산화탄소를 수소와 반응시켜 메탄을 제조하는 것으로 이산화탄소를 재활용함으로써 배출량 억제가 가능한 것으로 나타나고 있다. Hitachi Zosen은 2012년 시간당 2입방미터의 플랜트로 실증을 거쳤으며 자사의 메탄화 촉매는 2배 이상의 공간속도와 낮은 압력으로 메탄 변환율 99% 이상을 달성했다. 가스 파이프라인망이 정비된 유럽은 메탄을 에너지 운반체화하는 연구를 활발히 추진하고 있다. 수소를 가스 파이프라인에 혼입할 수도 있지만 최대 혼입률이 2%에 불과한 반면 메탄은 그대로 파이프라인에 혼입할 수 있는 것으로 알려졌다. 유럽에서는 독일이 연구에 적극적으로 뛰어들고 있다. Hitachi Zosen은 유럽의 움직임을 감안해 실용화를 검토할 계획이며 일본 낙도지역 등 계통전력이 공급되지 않는 입지에서 응용하는 방안도 고려하고 있다. <화학저널 2015/04/17> |
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