최근 몇 년 동안 수소 에너지는 신에너지 분야에서 중요한 화두로 다시 부상했습니다. 수소 산업은 신소재, 혁신 의약품 등과 함께 개발해야 할 핵심 신흥 산업 중 하나로 명시적으로 언급되고 있습니다. 여러 보고서에서는 바이오 제조, 상업용 항공우주, 저고도 경제 등 새로운 성장 동력을 적극적으로 육성해야 할 필요성을 강조하는 한편, 수소 산업 개발 가속화를 처음으로 명시적으로 우선순위에 두고 있습니다. 이는 수소 에너지의 엄청난 잠재력을 보여줍니다.
현재 수소 공급 구조는 석탄 기반 생산이 64%로 가장 지배적이며, 산업 부산물 수소(21%), 천연가스 기반 수소(14%), 기타 방식(1%)이 그 뒤를 잇습니다. 이는 화석 연료 기반 수소 생산이 99%로 절대적인 지배력을 행사하고 있으며, 전기분해 기반의 "녹색 수소" 및 기타 방식은 극히 미미한 수준임을 보여줍니다. 따라서 현재의 수소 충전소는 주로 다음과 같은 생산-저장-운송 모델을 채택하고 있습니다. 외딴 지역의 석유화학 기업들이 화석 연료로부터 수소를 생산하고, 저압 수소(일반적으로 약 1.5MPa)를 압축기를 사용하여 약 20MPa까지 압축한 후, 22MPa 튜브 트레일러에 저장합니다. 그런 다음 수소를 충전소로 운송하여 연료 전지 차량에 적합하도록 45MPa까지 2차 압축합니다. 이러한 공간적으로 분산된 모델은 운송 비용, 장비 비용, 시간 소모를 증가시키는 동시에 화석 연료에 의존하는 "회색 수소" 생산의 한계에 직면해 있습니다.
더욱이 현행 규정상 수소는 가연성 및 폭발성 위험 화학물질로 분류됩니다. 그 결과, 수소 생산 프로젝트는 엄격한 안전 및 환경 규제가 적용되는 외딴 화학 단지에 주로 집중되어 있습니다.
전기분해 기술의 발전으로 친환경 수소 생산 비용이 점차 감소하고 있습니다. 동시에, "탄소 피크 달성 및 탄소 중립"과 같은 환경 정책은 친환경 수소를 미래 기체 에너지 개발의 핵심 방향으로 이끌고 있습니다. 국제 에너지 기구(IEA)는 2030년까지 전기분해와 같은 저탄소 수소 기술이 수소 시장의 14%를 차지하여 수소 충전소 배치에 상당한 영향을 미칠 것으로 예측합니다. 전기분해 기반 생산 방식은 간단하고 쉽게 구할 수 있는 원료를 사용하여 기존 화학 단지를 넘어 수소 생산을 가능하게 합니다. 현장에서 생산된 수소를 직접 압축하여 차량에 공급하는 방식은 장거리 운송과 2차 압축 과정을 없애 경제적, 시간적 비용을 효과적으로 절감합니다.
화석 연료 기반의 주류 수소 공급망에 적응하기 위해 현재 시장에는 두 가지 유형의 다이어프램 압축기가 주를 이루고 있습니다. 1) 흡입 압력 약 1.5MPa, 배출 압력 20~22MPa의 수소 충전 장치용 압축기, 2) 흡입 압력 5~20MPa, 배출 압력 45MPa의 수소 충전소용 압축기. 그러나 이러한 2단계 공정은 두 장치의 연동 운전을 필요로 합니다. 더욱이 수소 저장 실린더의 압력이 5MPa 미만으로 떨어지면 충전소용 압축기가 작동 불능 상태가 되어 수소 이용률이 저하됩니다.
반면, 수소 생산 및 재충전이 통합된 스테이션은 훨씬 뛰어난 효율성을 보여줍니다. 이 모델에서는 전기분해로 생성된 수소를 단일 다이어프램 압축기를 사용하여 약 1.5MPa에서 45MPa까지 직접 압축할 수 있어 장비 및 시간 비용을 크게 절감할 수 있습니다. 또한, 낮은 흡입 압력 임계값(1.5MPa 대 5MPa)은 수소 활용률을 상당히 향상시킵니다.
전기분해 기술이 발전함에 따라 통합형 수소 충전소의 보급이 확대될 것으로 예상되며, 이는 1.5MPa~45MPa 다이어프램 압축기에 대한 시장 수요를 견인할 것입니다. 당사는 이러한 적용 시나리오에 맞는 맞춤형 솔루션을 제공할 수 있는 포괄적인 설계 및 제조 역량을 보유하고 있습니다. 친환경 수소 생산 비중이 증가함에 따라 통합형 충전소가 더욱 확산될 것으로 예상되며, 이는 다이어프램 압축기의 적용 범위와 당사의 제품 포트폴리오를 확장하는 동시에 혁신적인 수소 충전 솔루션을 제공할 것입니다.
하지만 높은 전기분해 비용, 수소의 유해 화학물질 분류, 불완전한 수소 인프라 등 통합 수소 충전소 및 관련 압축기 개발에는 여전히 어려움이 남아 있습니다. 이러한 문제들을 효과적으로 해결하는 것이 통합 수소 에너지 시스템 발전에 매우 중요할 것입니다.
게시 시간: 2025년 2월 27일