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연구

청정 수소 생산의 경제성 확보를 위한 수전해의 기술적 제도적 개선 방안 연구
기본연구보고서
  • 수소 및 신에너지
  • 신에너지

청정 수소 생산의 경제성 확보를 위한 수전해의 기술적 제도적 개선 방안 연구

  • 발행일2022.12.31
  • 저자김종우, 이태의
  • 총서사항기본연구보고서 22-02
  • 조회수9,868

요약


○ 전 지구적으로 기후변화 대응을 위한 탈탄소 사회로의 전환은 이미 세계 경제・사회를 주도하는 트렌드로 자리매김함.
 - 청정수소(블루수소와 그린수소)는 재생에너지와 함께 탄소중립 실현을 위한 핵심 수단으로 인식되고 그 중요성이 점차 커지고 있음.
 - 수소는 풍부한 공급 잠재력과 탈탄소화가 어려운 산업부문을 포함하여 발전, 건물, 수송 등 다양한 부문에서 활용될 수 있으므로 그 역할이 점차 확대
○ 우리 정부는 2021년 11월 ‘청정수소경제 선도국가(first mover)’로의 도약을 목표로 첫 법정계획인 「제1차 수소경제 이행 기본계획」을 발표
 - 대규모 수전해 실증 및 상용화를 통해 그린수소는 2030년 25만 톤, 2050년에는 300만 톤까지 국내에서 생산・공급 예정
 - 이와 더불어 국내 자본과 기술을 활용하여 해외로부터 청정수소를 직접 생산 및 도입하여 2050년 국내 자급률 60%를 목표로 제시
○ 그러나 정부가 제시한 정책적 목표와는 달리 그린수소 생산의 핵심인 수전해의 국내 기술 수준은 선도국보다 낮고, 수전해 설비의 높은 비용으로 인해 대규모 상업화에 도달하지 못한 것이 현실
 - 그린수소의 본격적인 확대를 가로막는 가장 큰 걸림돌은 높은 재생에너지 전기요금과 낮은 기술성숙도에 의해 야기되는 높은 생산단가
 - 그린수소의 경제성 확보는 미래 수소경제로의 전환을 위해 해결해야 하는 최우선 과제로 인식
 - EU, 미국 등 수소경제 선도국은 대규모 프로젝트를 통해 장기적인 목표를 갖고 기술 개발 및 상업화를 위한 투자를 진행 중
○ 국내 수전해 기술 및 수소생산 경제성의 현황을 파악하고, 탄소중립의 필수 요소인 그린수소 생산을 위해 우선 높은 수준의 수전해 비용을 낮추기 위한 방안을 기술적・정책적 측면에서 심도 있게 살펴볼 필요가 있음.
○ 본 연구는 청정수소생산의 핵심인 수전해 기반 수소생산 비용을 낮추기 위한 기술적・제도적 개선방안을 제시하는 것을 목적으로 함.
 - 수소경제에서 수전해 수소의 공급 시장을 선도하기 위한 향후 투자 방향을 결정하기 위해서는 저렴한 수전해 수소생산을 위한 기술 개발 및 정책지원의 방향성 파악이 요구됨.

목차


요약
 
제1장 서론
 1. 연구의 배경 및 필요성
 2. 연구의 목적 및 연구내용
 
제2장 국가별 청정수소 정책 및 국내외 수전해 기술 현황
 1. 국내외 청정수소 정책
  1.1. 주요 국가별 청정수소 전략
  1.2. 국내 청정수소 정책
 2. 국내외 수전해 기술 현황
  2.1. 수전해 기술의 개념
  2.2. 국내외 수전해 기업의 기술 수준 비교
 
제3장 국내 수소 생산비용 및 해외 도입 비용
 1. 수소 생산비용 분석 개관
 2. 국내 수소생산방식별 생산비용 비교
  2.1. 그레이 수소(천연가스 기반 메탄 수증기 개질수소)의 균등화 생산원가
  2.2. 블루수소의 균등화 생산원가
  2.3. 그린수소의 균등화 생산원가
  2.4. 그리드 전원을 활용한 수소의 균등화 생산원가
  2.5. 원자력 전력을 활용한 핑크 수소의 균등화 생산원가
  2.6. 청정수소 해외 도입 비용
  2.7. 청정수소 생산비용 장기 전망
 
제4장 수전해 경제성 확보를 위한 기술적 개선방안
 1. 수전해 경제성 확보를 위한 주요 KPI
 2. 핵심 성과지표(KPI)별 기술 동향
  2.1. 수전해 시스템 규모
  2.2. 전류밀도
  2.3. 스택 압력
  2.4. 부하 운전 범위
  2.5. 수명
  2.6. CAPEX
 3. 수전해 경제성 확보를 위한 기술 개선 방향
 
제5장 수전해 경제성 확보를 위한 정책 및 제도적 개선방안
 1. 수전해 R&D 투자의 방향성 및 재원 조달 방안
  1.1. 수전해 그린수소 생산의 R&D 투자현황
  1.2. 국내 수전해 수소생산 R&D 투자 우선순위
  1.3. 그린수소 R&D 재원 조달 정책 동향 및 방향
 2. 청정수소 생산 및 활용을 위한 지원방안
  2.1. 국내 청정수소 지원제도 현황
  2.2. 해외 청정수소 생산을 위한 지원제도
  2.3. 국내 청정수소 지원제도 설계 시 고려되어야 하는 주요 사항
 
제6장 결론
 1. 연구 결과의 요약
 2. 수전해 수소의 경제성 확보를 위한 기술적・제도적 개선 방향
  2.1. 기술적 개선 방향
  2.2. 정책적・ 제도적 개선 방향
 
부록
 
참고문헌