화석 연료(Fossil Fuel)와 수소 경제(Hydrogen Economy)
19세기 산업화 이후 인류는 화석 연료를 본격적으로 사용하면서
물질적으로 풍요로운 삶을 살 수 있게 되었습니다.
하지만 얼마 지나지 않아 화석 연료 고갈에 대한 두려움이 생겨났고,
신재생 에너지를 찾기 위해 지속적인 노력을 해왔습니다.
이번 시간에는 화석 연료(Fossil Fuel)와 신재생 에너지 중 하나인
수소(Hydrogen)에 대한 이야기를 해보겠습니다.
화석 연료(Fossil Fuel)
2017년 세계 주요 에너지원은 석유와 석탄, 천연 가스와 같은 화석 연료로
이들이 전 세계 에너지 소비량의 약 85%를 차지하고 있습니다.
화석 연료는 자연적 과정을 통해 지속적으로 생성되고 있지만
새롭게 생산 되는데는 수 백만년의 시간이 걸리기 때문에
새로운 연료가 만들어 지는 것보다 사용하는 연료의 양이 훨씬 많아
일반적으로 재생산이 불가능한 자원으로 간주됩니다.
또한 화석 연료의 사용은 심각한 환경 문제를 야기하는데 바로 이산화탄소의 배출입니다.
우리는 화석 연료의 연소로 연간 약 213억톤의 이산화탄소를 배출하는데,
자연적으로는 그 양의 절반만 처리될 수 있기 때문에
연간 약 106억톤의 이산화탄소가 대기중에 증가되고 있으며 이 양은 매년 늘어나고 있습니다.
이산화탄소와 관련된 또 한가지 문제는
인류가 2040년 까지 지정해 놓은 전 세계의 탄소 배출 용량의 약 93%를 이미 사용하고 있다는 점입니다.
IEA(International Energy Agency)는 기존 프로젝트가 550억톤에서
2040년까지 이산화탄소를 생산할 것으로 예상되 향후 기반 시설로 남은 배출량은
40억톤에 불과하다고 발표했습니다.
수소 경제(Hydrogen Economy)
인류의 생존을 위해서라도 우리는 신재생 에너지를 개발해 이산화탄소를 배출하는 화석 연료의 사용량을
획기적으로 줄일 필요가 있는데, 요즘 많이 언급되고 있는게 수소입니다.
그 중에서도 수소 경제라는 용어는 석유와 천연가스, 석탄 등과 같은 화석 연료가 고갈되고
신재생 에너지인 수소가 주요 연료가 되는 미래 경제를 뜻하는데,
수소가 경제와 사회, 생활 전반에 근본적인 변화를 초래하여
경제 성장과 친환경 에너지의 원천이 되는 경제를 말합니다.
현재 한국과 일본에서 수소를 이용한 전기 자동차 및 발전소 등에 집중적으로 투자하고 있습니다.
수소 경제는 남아프리카 공화국의 화학자인 존 보크리스(Bernhardt Patrick John O'Mara Bockris)가
1970년 제네럴 모터스(General Motors - GM) 기술 센터에서 발표한 보고서 중에 포함되며
처음 사용되었습니다.
세계적 규모의 수소 경제를 지지하는 사람들은 수소가 이산화탄소와 같은 오염 물질의 방출 없이
최종 사용자에게 환경적으로 보다 깨끗한 에너지가 될 수 있을 것이라고 주장합니다.
하지만 수소는 지구상에서 순수한 형태로 존재하지 않기 때문에
천연 가스나 알코올 또는 물과 같은 다른 화합물로부터 수소를 분리, 생산해 내야 하고,
그럴 경우 순수한 수소를 추출하는데는 또다른 에너지가 필요합니다.
위와 같은 이유로 수소는 실제로 그 자체가 에너지 원이 아닌 에너지 운반체 또는 저장 매체이며,
수소를 사용하는데 따른 기후 변화의 영향은 수소를 생산하는데 사용된 에너지의
탄소 발자국(Carbon Footprint)에 따라 달라집니다.
여기서 탄소 발자국이란 제품이나 서비스의 생산, 유통, 사용, 폐기의 전 과정에서 나오는
이산화탄소 배출량을 표시하는 제도로 영국에서 시작되어 현재는 전 세계적으로
탄소 라벨링을 시행하고 있습니다.
앞으로 다가올 저탄소 에너지 시스템에서 수소는 많은 잠재력을 가지고 있습니다.
수소는 다양한 자원에서 생산 될 수 있으며, 발전소, 전기 자동차, 화학 산업, 저탄소 난방과 같은
광범위한 응용 분야에서 사용될 수 있습니다.
하지만 수소가 우리의 에너지 시스템을 탈 탄소화 하는데는 도움을 줄 수 있지만
어떤 방식으로 도움이 될지는 조금 더 연구가 필요합니다.
수소 연료 전지 개발과 Mass Flow Meter / Controller
인포라드(주)는 수소 연료 전지 분야에서 많이 사용 되고 있는
Teledyne Hastings 사의 Mass Flow Meter / Controller 를 제공하고 있습니다.
전원 연결만으로 여러 종료의 가스를 온압 보상 없이 편리하게 유량 측정할 수 있는
Full Touch Screen 방식의 MFC 인 Digital 300B Series 를 포함해,
Digital 제품은 0 ~ 10,000 Slm, 0 ~ 750 kg/hr 의 영역의 대용량을,
Analog 제품은 최대 15,000 Slm, 1,125 kg/hr 의 영역의 초대용량까지 측정할 수 있는
Mass Flow Meter / Controller 까지 제공하고 있습니다.
수소 연료 전지 및 자동차 분야에서는 대용량의 수소를 취급하기 때문에
큰 용량을 안정적으로 측정 및 제어 할 수 있는 MFC가 필요합니다.
대용량 Mass Flow Meter / Controller 에 대해 더 자세히 알고 싶으시면
아래의 링크 버튼을 클릭하시기 바랍니다.
참고 : https://en.wikipedia.org/wiki/Fossil_fuel
https://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_economy
https://en.wikipedia.org/wiki/Lawrence_W._Jones
https://en.wikipedia.org/wiki/John_Bockris
https://en.wikipedia.org/wiki/Renewable_energy
https://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_footprint
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