탄소중립 수소혁명

탄소중립 수소경제 관련 대중서 처음 출간!!

석유혁명100년 만에 에너지 대전환의 시대

수소경제의 핵심 암모니아의 장점을 쉽게 분석 소개

CCUS(탄소포집 활용 저장), 수소엔진, 수소발전, 암모니아발전 첨단 기술 망라

수소차(FCEV)와 전기차(BEV), 효과성을 명료하게 분석!!

이 책은 탄소중립 수소경제에 관한 전문적이면서도 대중적으로 읽힐 수 있는 교양서로는 국내 첫 출간이다. 그간 관련 서적들이 일부 출간되었으나, 최근 세계적인 흐름에 맞춘 수소경제에 관해 쉽게 접근하면서도 전문지식을 습득할 수 있는 교양서는 거의 없었다. 에너지 분야 전문가로 명성을 얻고 있는 이순형 박사가 대중의 전문적인 이해를 돕고자 성실하게 저술했다.

석유 한 방울 나지 않는 한국에게 수소에너지는 생명줄이나 다름없다. 그간 석유파동이 발생할 때마다 온 국민은 석유가격 변동에 맘 졸이며 지켜보았다. 특히 제조업 중심 산업구조, 높은 수출 의존도, 70%가 넘는 산악지형인 우리나라의 지리적 조건은 다른 나라에 비해신·재생에너지 개발에 취약하다. 선진국들이 핵심 기술을 선점하는 바람에 후속 개발로 얻을 이익도 불확실하다. 정부는 신·재생에너지 확충에 3년간 8조원을 쏟아부었지만, 발전량은 2018년 39.5TWh에서 지난해 47.3TWH로 늘리는 데 그쳤다. 태양광, 풍력 등신·재생에너지가 전체 발전량에서 차지하는 비중도 7%에서 9%로 2%P 늘었을 뿐이다. 저자는 이에 대한 해결책을 망라해 제시해 놓았다.

이 책에서 소개하는 CCUS기술은 독보적이다. CCUS기술 진보로 인해 블루수소 내지 청록수소가 화석연료로 인한 온실가스 문제를 해결하는 대체 연료로 등장했다. 정부와 기업들이 수소에너지 그린수소에 올인하는 이유는 바로 이 때문이다. 책에는 CCUS(탄소 포집 활용 저장)기술을 비롯해, 석탄 석유 셰일가스(천연가스)에서 수소를 대량 추출하는 기술, 수소엔진, 수소발전, 암모니아발전, 암모니아 추진선박 등에 관한 첨단 기술을 교양 수준으로 쉽게 소개되고 있다.

지은이 : 이순형

평생 에너지와 전기안전분야에 몰두하면서 경력을 쌓은 에너지 전문가로 활동하고 있다.정부기관과 민간 기술기업에 고문으로 위촉되어 기술자문을 맡고 있다. 현재 에스지 대표이사로 재임하면서 전국의 대학과 연구소,기관 등에서 강의와 연구활동 매진하고 있다.

학력

국립서울과학기술대학교 대학원 에너지환경대학원 공학박사

2020년 은탑산업훈장

2020년 대한전기학회 하계학술대회 우수논문상

산업통상자원부 장관상, 학회학술상, 자자체 단체장 상등

경력

한국전기안전공사 전기안전위원회 위원, 대한전기협회 전기설비길술기준 위원, 광주광역시 그린에너지기술분과위원장, (사)전국태양발전협회 고문, 녹색에너지연구원 이사, 전라남도 정책자문위원, 국제전기자동차엑스포 조직위원회 위원 등

자격: 건축전기설비기술사, 전기안전기술사

저서:태양광발전 시스템의 계획과 설계, 태양광 뇌(낙뢰)보호 기술지침, 수변전설비 계획과 설계 수변전설비 기본 계획 및 설계도, 전기설비점검 데이터북, 전기설비 단답형, 전기설비기술기준 및 판단기준, 전기관계법규, 신재생에너지 관계법규 등 다수 10여권

들어가면서 ·004

서문 · 009

[제1장 총론]

탈탄소 사회 실현의 첫 걸음 · 026

1차 에너지원의 전기화 · 전기의 국가 간 이동이 가능해진다 · 로열 더치 쉘의 저탄소화 전략보고서 · 쾌적한 주거와 친환경 오피스 공간

수요-공급을 연결하는 에너지 공급망 · 039

에너지 공급망과 사회 인프라 · 에너지 공급망의 효율성 향상 · 태양광 에너지의 프로슈머전망

새로운 전력 공급 ‘마이크로그리드’ · 048

마이크로그리드의 상용화 · 미국 블랙아웃의 교훈 · 수소에너지 기반의 마이크로그리드

전력의 수소화 전환 - Power to Gas (P2G) · 054

P2G 기술을 선도하는 독일 · 1차 에너지와 2차 에너지의 역전 · 일본의 수소에너지 저장 기술 · 한국의 기술력은?

에너지 공급망의 회복탄력성 · 062

회복탄력성 - 공급망의 필수 요소 · 분산형 에너지 보급과 수요의 관계성 · 안정적인 전력 공급의 중요성

[제2장 생산과 인프라]

수소사회 구현을 위한 인프라 · 072

‘나무를 보고 숲을 보지 못하기 쉽다’ · 수소사회는 장기적 비전 · 가정용 연료전지의 기술개발 · 수소연료전지 자동차 · 우리나라 수소충전소의 보급 현황

수소에너지의 가치 · 087

수소경제의 개화 - 확산 단계 · 수소에너지에 대한 의문과 답변 · 암모니아가 수소에너지의 운반체 · 암모니아 - 수소 화합물을 연료로 사용 · ‘그린암모니아’의 경제성

셰일가스로 수소 대량 생산 · 099

셰일가스는 무엇인가 · 수압파쇄 및 수평굴착 기술 · 셰일가스 매장지와 매장 추정량 · 에너지 대기업들의 ‘골드러시’ · 셰일혁명이 가져올 에너지 변화 · 셰일혁명으로 인한 국제질서 변동

셰일가스의 수소 분리 공정 · 110

수증기 개질 · 부분산화 개질과 자기열 개질 · 플라즈마 개질 · 다양한 수소 분리 공정 ·고순도 수소 정제 공정

천연가스를 기초로 하는 수소 생산과 공급 · 123

자동차용 연료가 수소경제 선도한다 · 21세기 수소 제조는 합금으로 결정 · 온사이트형(현지 생산) 수소 제조 · 일본의 온사이트형 수소충전소 · 새로운 수소 제조 기술

석탄으로 수소 대량 생산 · 137

석탄에 대한 인식 전환 필요 · 석탄가스화에 의한 수소제조 · HyPr-RING법에 의한 수소생산 기술 · 수소 원료로서 석탄의 잠재력

석유 정제에 의한 수소 생산 · 147

석유화학 플랜트의 수소제조 · 국내 에너지 메이커들의 대변신

[제3장 CCUS와 수소생산]

CCUS 기술은 탄소중립의 ‘게임체인저’ · 158

CCUS 기술의 의미와 배경 · 글로벌 CCUS 프로젝트 현황 · CCUS 기술력의 현주소와 한계 · 미국의 선도적인 CCUS 기술 · CCU와 CCS 경제성 및 공공성

PSA 공법에 의한 초고순도 수소 · 174

PSA 정제의 원리 · 국내 고순도 수소 생산 현황 · PSA 공정과 신공법 비교

열화학적 저온 수소생산 · 180

열화학적 물분해의 원리 · M-Redox 사이클의 가능성 · 독일의 청록수소 그린수소 투자

광합성 미생물 수소생산 · 189

혐기 발효는 무엇인가 · 해양 미생물 ‘NA₁’의 등장 · 바이오매스(Biomass)

태양광 물 분해에 의한 수소생산 · 196

광전기화학의 발달 · 좋은 광전극이 필요 · 광촉매 개발의 세계적 동향 · 솔라 반응 시스템의 개발

[제4장 암모니아 경제의 개막]

수소경제의 ‘징검다리’ 암모니아의 등장 · 212

암모니아 연소 메커니즘 · 발전용 가스터빈 연료 · 석탄화력 발전과 암모니아 혼소 기술 · 천연가스/암모니아의 혼소 실험

암모니아의 생산과 활용 · 225

암모니아가 재등장한 배경 · 암모니아의 전기화학적 생산 · 암모니아 엔진 개발 · 암모니아 추진 선박의 상용화

무탄소 암모니아 공급 프로세스 · 243

무탄소 암모니아의 제조 현황 · ‘그린암모니아’ 생산의 다양한 가능성 · 암모니아 제조의 신기술 개발 · 수송과 저장에 필요한 기술 · 암모니아 이용 기술의 현황 · 무탄소 암모니아의 제조 비용

수소에너지의 새로운 운반체 암모니아 · 260

액화수소의 운반체 역할 · 액화수소 기술의 혁신 자기냉동법 · 메틸시클로헥산(MCH) ·

초고순도 액화수소와 메틸시클로헥산 · 수소운반체 암모니아의 장단점

수소에너지 운반체 공급망 · 274

공급망 구축의 요건 · 공급망 구축 기술의 성숙도 · 수소 에너지 도입 비용 · 수소 운반체 무탄소 암모니아 · 국제에너지기구 IEA 보고서

무탄소 암모니아 생태계 구축 · 284

그린암모니아 컨소시엄’(GAC) · GAC 로드맵이 국제 표준 · 글로벌 기업들의 암모니아 생산 동향 · 블루 암모니아의 개발

[제5장 수소경제, 수소사회]

수소경제 생태계 구축을 위한 과제 · 296

‘무탄소 암모니아’ 시장의 특징 · ‘무탄소 암모니아’의 경쟁력 · 한국의 수소 생산 단가 · ‘무탄소 암모니아’ 생태계 구축 · 전략적 이노베이션 창조프로그램(SIP) · 수소사회를 지향하는 인류의 노력

압축수소 용기의 기술적 과제 · 309

수소의 저장방식 · 화학적 저장방식 · 액체수소 저장 방식에 대하여

일본 수소 생태계 구축의 전망 · 314

2017년 수립한 수소에너지 전략 · 대량공급 인프라의 구축 · 2030년 수소충전소 5000개

건설 · 일본의 축압용기 개발 현황 · 국내 축압용기 개발 현황 · 강철제 고압 축압용기의 개발

수소흡장합금을 이용한 수소 저장 · 332

수소흡장합금의 효용성 · 합금 실용화에 대한 연구 개발 · 연료전지 스쿠터 · 수소흡장합

금의 단점

수소연료전지 시대가 열린다 · 339

고체 원형 연료전지 · 분말 형태의 수소화칼슘 개발 · 고체 수소연료전지의 미래 · 고분자 전해질 연료전지 (PEMFC) · 고체산화물 연료전지 (SOFC)

자동차용 수소연료전지의 미래 · 356

주행거리와 충전시간 · 수소연료전지 vs 리튬이온 배터리 에너지 밀도 비교 · 수소차의 기술적 난제

수소차와 배터리 전기차의 효율 · 367

FCEV와 BEV 가운데 어느 쪽이 우세할까 · FCEV와 BEV의 에너지 효율 · 세계 자동차 메이커들 수소차에 올인

가정용 연료전지의 개발 전망 · 376

가정용 연료전지 개발의 시초 · 연료처리장치 및 촉매의 개발

수소엔진의 가능성과 한계 · 382

수소엔진의 개념 · 유럽시장의 수소엔진 개발

수소발전소 기술의 가능성 · 388

수소발전이 중요한 이유 · 수소발전소의 가동 · 원전 이용한 ‘그린수소’ 생산 · 소형 모듈 원전 SMR의 장점과 단점 · 수소생산에 특화된 SMR · 토륨 원자로에 대한 기술적 분석

수소사회를 향한 인프라 확충 · 404

국내 수소충전소 현황 · 원천 기술 확보의 중요성

수소경제와 탈원전 정책의 조화 · 409

신·재생에너지의 저조한 생산성 · 2030년 글로벌 원전 능력 · 수소 2050년 3000조 시장