본문/내용
신 재생 에너지
1. 우리나라에 가장 적합한 신 재생 에너지
수소 연료 전지
(1)원리
연료전지는 화학에너지를 전기 에너지로 직접 변환시켜 주는 에너지 변환기구이다. 따라서 에너지 저장장치가 아니라 에너지 변환장치이다. 수소 연료 전지의 단위 전지는 수소가 들어가는 양극판과 공기나 산소가 들어가는 음극판, 그리고 그 두 판 사이를 채우는 전해질로 구성된다. 양 극에 공급된 수소는 백금 등 촉매제에 의한 수소 이온과 전자로 나누어진다. 수소 이온은 중간의 전해질을 통해 음극으로 이동하고 그곳에서 산소와 반응해 물을 만든다. 한편 전자는 전선(회로)을 따라 이동하여 전기를 발생 시킨다. 우리가 실재 사용하는 수소연료 전지는 하나의 단위전지가 여러 개 겹쳐진 적층 구조를 이루고 있다. 전류는 단위전지 면적에 따라 전압은 쌓아 올려 진 단위전지 개수에 따라 조절되므로 수소 연료전지는 전력을 자유 자재로 결정 할 수 있다.
(2)우리나라 실정에 적합한 이유
1) 주거 환경 측면을 보면 대단위 아파트 등 공공주택 비중이 높고, 도시 밀집 형 거주 구조를 띄고 있어 단독주택이 상대적으로 많은 일본, 미국 등의 국가보다 가정용 연료전지를 보급하기에 유리하다.
2) 연료로 사용되는 도시가스 배관망 구축률은 국내 전체 가구의 72%에 육박하는 등 연료 보급 인프라도 갖춰 놓고 있다. 다른 어떤 나라보다 연료전지를 보급하기가 수월하다.
3) 발전용 연료전지도 비슷한 상황. 2012년 신 재생 에너지 의무할당제 도입과 맞물려 전력 발전의 일정 비율을 신 재생에너지로 채워야 하는 상황에서 태양광과 풍력보다 연료전지로 그 비율을 채우는 것이 더 효율적인 대안으로 여겨지고 있다.
4) 같은 양(10MW)의 발전을 하기 위해 태양광은 연료전지의 50배, 풍력은 100배의 땅이 필요하기 때문에 국토가 좁고 토지 비용이 높은 우리나라에서는 연료전지가 할당량을 채우는 데 더 유리하다.
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5) 한국의 수소에너지 생성과 연료전지 기술은 선진국과 비교해 크게 뒤지지 않고 있다고 분석 되어 지고 있다.
6) 최근 선진국에서 상용화를 놓고 어려움을 겪고 있는 상황에서 한국이 기술개발에 주력할 경우 세계 최고의 기술을 확보할 가능성이 매우 높다며 정부에서는 재정지원을 확대할 예정이다.
가격은 5백만 원 수준이어야 한다. 그러나 지금과 같은 제한적인 수요가 일어난다면 5백만 원대 가격은 요원한 일이다.
(4) 현재 기술동향 및 산업 전망
1)연료전지 자동차 산업
지속적으로 강화되는 환경규제에 대비하기 위하여 에너지 변환 효율이 높은 자동차를 개발하기 위한 노력이 계속되고 있다. 자동차로부터 발생하는 CO2는 전체 CO2 발생량 의 1/3을 차지하고 있어 CO2의 배출을 저감시키기 위해서도 자동차 분야에서의 혁신적 인 변화가필수적이다. 가솔린이나 디젤을 연료로 하는 내연기관 자동차의 경우 효율을 획기적으로 증가시키기 위하여 배터리와 하이브리드로 동력원을 구성한 하이브리드 차 량이 개발되고 있으며, 이미 일부 자동차는 상용화에 이르러 있다. 배터리만을 사용하는 전기자동차 보다는 연료 전지와의 하이브리드 차량, 또는 연료전지만을 동력원으로 사용 하는 연료전지 차량이 미래에 요구되는 초 저공해 차량으로서 전세계적인 자동차 회사 를 중심으로 기술개발이 이루어지고 있다.
차세대 자동차 효율 (현대-기아자동차 발표자료).
기존 자동차의 내연기관을 연료전지로 대체하는 연료전지 자동차에는 시동이 간편하고 성능이 높은 PEMFC가 가장 적합하다고 알려져 있으며, 압축수소, 수소저장장치를 탑재 하거나, 개질기를 장착하여 기존 자동차연료로부터 수소가 풍부한 가스로 변환하여 사용 하는 두가지 방법이 있다. 연료전지 자동차의 시장형성 전망은 시장형성이 차량의 가격 을 낮출 수 있는 한 부분이기 때문에 현시점에서 매우 중요한 의미를 가진다. 시장예측 은 기본적 가정에 따라 다양하게 예측될 수 있는데, 대부분 2015년을 기점으로 연료전 지 차량의 판매대수가 경제성을 완전 확보할 때까지 서서히 늘려갈 것으로 전망 하고 있다.
2)가정용/중대형 발전 산업
연료전지가 발전장치로 적합한 이유는 발전효율이 높아 CO2, NOx 등의 공해물질 배출 이 적고, 발전 용량에