에너지 전환에서의 수소 생산: Protium Project Pioneer 1 탐색

수소는 순 제로 미래의 중요한 구성 요소로 널리 알려져 있으며 대형 운송 및 산업 공정과 같은 탈탄소화 부문에서 중요한 역할을 합니다.

기후 변화, 기술 개선, 전기화를 통한 탈탄소화 산업이 직면한 과제를 해결해야 하는 긴급한 필요성으로 인해 최근 관심이 급증했습니다.

수소는 이미 산업, 특히 화학 공정에서 흔히 사용되고 있습니다. 에너지 운반체로서 수소 전용 생산이 새로운 추세입니다.

수요가 증가하는 속도는 경이로울 정도이며 계속 증가하고 있습니다. 그러나 이로 인해 두 가지 중요한 질문이 제기되었습니다. 이것이 지속 가능한 솔루션인가, 그리고 그것이 어디에서 오는가?

보다 친환경적인 미래에 대한 열망을 보는 것은 매우 고무적인 일이지만 순 제로 미래에 긍정적인 차이가 만들어지도록 수소가 생산되는 방법을 고려하는 것도 중요합니다.

오늘날 영국과 전 세계 대부분의 수소는 증기 메탄 개질이라는 공정을 통해 생산됩니다.

이름에서 알 수 있듯이 메탄(천연가스로 만들어짐)은 증기와 열에 의해 분해되어 수소와 이산화탄소로 분해되고, 이산화탄소는 대기 중으로 방출됩니다. 이와 관련된 배출로 인해 종종 "회색수소"라고 표시됩니다. 미래의 "녹색 프로젝트"를 위한 모든 수소가 "회색" 소스에서 나온 것이라면 이는 단순히 사용 지점에서 생산 지점으로 배출량을 이동시키는 것입니다.

일반적으로 줄여서 CCS라고 불리는 탄소 포집 및 저장 방법이 개발되고 있습니다. CCS가 증기 개질 공정의 하류에 추가되면 수소에 "청색"이라는 라벨이 붙을 수 있습니다. 그러나 모든 탄소를 포집할 수는 없기 때문에 이 과정은 여전히 ​​배출 제로 과정이 아닙니다.

수소 생산을 위한 최고의 무배출 방법은 전기분해라고 불리며, 여기서 전기를 사용하여 물을 구성 부분으로 '분리'합니다. 신재생에너지나 원자력으로 전력을 생산하면 탄소배출이 없고, 수소는 탄소배출이 없기 때문에 '그린'이라고 표시할 수 있다.

현재 녹색 수소의 가용성은 매우 제한적이지만 Protium과 같은 회사가 이를 주도하면서 빠르게 변화하고 있습니다.

영국 전역에서 생산 시설이 계획 및 개발되면서 녹색 수소를 향한 변화가 점점 더 커지고 있습니다.

Protium은 올해 초 최초의 작동 가능한 전해조를 공개했으며 이미 더 많은 프로젝트를 개발 중에 있는 선두 기업 중 하나입니다.

Protium Pioneer 전해조 장치는 영국 최대 규모의 Enapter AEM 기술 설비입니다. 파이오니어 1호는 하루에 40kg 이상의 수소를 생산할 수 있는 40개의 Enapter 전해조 모듈로 구성됩니다. 이는 350km를 주행하는 데 자동차 13대에 전력을 공급하는 것과 같습니다.

재생 전력의 변동 및 간헐성에 맞춰 전해조 부하를 조정할 수 있으며, 생산된 수소는 가스나 액체로 저장했다가 사용자가 필요할 때 소비할 수 있습니다. 따라서 순 제로 미래에는 수소가 매우 중요해질 것입니다.

그러나 이러한 종류의 인프라를 개발하고 구현하는 데 함정이 없는 것은 아닙니다.

우크라이나에서 진행 중인 전염병과 전쟁의 영향과 녹색 수소 제품에 대한 수요 급증으로 인해 제품의 기계 제조와 관련된 거의 모든 영역에서 공급망이 압박을 받고 있습니다.

현재 몇 주 만에 비용이 30% 이상 증가하고 리드 타임이 100% 이상 증가했다는 증거가 있습니다. 개발자의 관점에서 볼 때 이로 인해 주문을 조기에 완료하고 계약을 관리하여 비용 초과를 방지해야 한다는 부담이 가중되었습니다.

모든 프로젝트의 핵심 측면은 설계 내에서 본질적인 안전이 달성되도록 보장하는 것입니다. 본질적으로 수소는 천연가스보다 가연성이 더 높습니다. 그러나 훨씬 가벼운 분자이기 때문에 더 빨리 분산됩니다.

따라서 수소 시스템의 적절한 환기를 달성하는 것은 수소가 인화성 한계(공기 중 4% v/v)에 도달하는 것을 방지하는 핵심 과제입니다. 본질적으로 안전한 현장을 달성하려면 자연 환기를 최대화하고 수소 축적을 방지하기 위해 많은 핵심 장비를 컨테이너 외부에 배치해야 합니다.