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제목 : 수소 기반 발전의 Ramp-up 및 역할

        (Ramp-up and role of hydrogen-based power generation)

H2 기반 발전 증가를 위한 (낮음/높음) 시나리오

수소는 미래의 통합 에너지 시스템에서 중요한 역할을 할 것으로 보인다. 이는 장기적이고 대규모인 저장 기능과 저렴한 비용 덕분에 가능하며, 이를 통해 잉여 vRES 전력을 잔여 부하가 높은 기간으로 전환하는데 활용할 수 있다.

저장된 수소는 다양한 최종 용도 부문에서 활용되거나 전기로 재전환될 수 있다. 에너지 효율성이 제한적이지만, 시스템 안정성을 위해 필수적인 서비스이다.

각 기술의 비용과 전력 용량은 관련 비즈니스 사례의 경제성에 따라 결정된다. 수소를 전기로 전환하는 재변환은 가스 터빈, 가스 엔진, 또는 연료 전지를 통해 이루어질 수 있다. 이러한 기술은 유연한 작동을 특징으로 하며, 그리드 작동 측면에서 추가적인 이점을 제공한다.

또한, 필요한 수소 생태계가 개발 및 배포되는 동안, 기존 자산을 업그레이드하기 위한 유리한 전환 프레임워크를 제공할 수 있다. 이를 위해, 모든 혁신 개발을 지금 시작하는 것이 좋다. 이는 기술, 표준화, 그리드 서비스 자격, 적절한 보상을 위한 비즈니스 모델 등을 포함한다. 이를 통해, 주어진 시간 내에 열전 발전 단지가 수소에 대비할 수 있도록 준비할 수 있다. 이는 전체 에너지 시스템 전환을 위한 중요한 단계이다.

현재 상황과 예상되는 전개

현재 수소 기반 발전은 전 세계 전력 생산량의 0.2% 미만을 차지하고 있다. 그러나 수소를 활용한 발전 기술은 이미 상용화되어, 일부 가스 엔진, 연료 전지 및 가스 터빈은 수소가 풍부한 가스 혼합물이나 순수한 수소에서도 작동할 수 있다.

수소 보급에 영향을 미치는 세 가지 기준은 다음과 같다.

- 수소를 운반하고 저장할 수 있는 인프라의 가용성과 충분한 그린수소의 생산

- 수소 생산 가격

- 수소 재전기화를 시장에 출시할 규제 프레임워크

제안된 전환 경로

미래의 재생 가능 에너지 원천(RES) 중심 전력 시스템은 특정 적자 상황에서 전력 공급의 적절성을 지원할 수 있는 충분한 급전 가능 발전 용량을 설치하는 것이 중요하다. 이를 위해 전통적 및 새로운 수력, 바이오매스 기반 발전 시스템, 전기 에너지 저장 기술 등 다양한 저탄소 발전 기술이 필요하다.

전환 경로를 지원하는데 필요한 기술 개발

수소 기반 에너지 시스템을 위한 전환 경로를 활성화하는데 다음과 같은 주요 개발이 필요하다

- (인프라 및 최종 사용 장비 개발) 연료 전지, 가스 터빈, 가스 엔진 등에 대한 개발이 필요하다.

- (수소 네트워크 확장 및 천연가스 네트워크 전환) 기존 산업용 수소 네트워크는 확장되어야 하며, 기존 천연가스 네트워크는 일부 네트워크 부분을 수소로 전환해야 한다.

- (압축기 스테이션 개선) 수소의 다양한 열역학적 특성을 처리하기 위해 압축기 스테이션을 업그레이드하거나 교체해야 한다.

- (분산 시스템 개발) 지역적으로 생산된 수소에 대한 많은 공급 지점으로 구성된 더 많은 수의 노드를 관리하는 분산 시스템을 향한 개발이 필요하다.

- (연료전지 개선) 연료전지는 자원에 대한 영향을 개선하고, 제조 용량을 늘리며, 가스의 불순물 중독에 대해 더욱 강력해져야 한다.

- (수소 생산 기술 개선) 산업부생수소, 물 전기분해, 광촉매 및 광전기화학 수소 생산 공정 등 다양한 수소 생산 기술 모두에 특정 개선이 필요하다.

- (수소 저장 및 유통 기술 개발) 수소의 화학적, 물리적 저장 및 유통과 관련된 모든 기술 솔루션에는 고압 가스 및/또는 저온 액체를 처리할 수 있는 스테이션 및 파이프라인의 개발이 포함된다.

- (표준화) 수소 생산, 운송, 저장은 물론 수소 발전소에 대한 표준화가 필수적임

이러한 개발은 EU 청정수소연맹(EU Clean Hydrogen Alliance)이 식별한 필수 규범과 표준을 적시에 개발하고 구현하여 기술 개발 경로와 법적/규제 프레임워크를 일치시키는 것이 중요하다.