최근 몇 년 동안 수소 에너지는 신에너지 분야의 핵심 화두로 다시 부상했습니다. 수소 산업은 신소재 및 혁신 의약품과 같은 분야와 더불어 핵심 신흥 개발 산업 중 하나로 명시적으로 선정되었습니다. 여러 보고서는 바이오 제조, 상업용 항공우주, 저고도 경제 등 신성장 동력을 적극적으로 육성해야 할 필요성을 강조하는 동시에, 수소 산업 개발 가속화를 최우선 과제로 명시하고 있습니다. 이는 수소 에너지의 막대한 잠재력을 보여줍니다.
현재 석탄 기반 수소 생산이 공급 구조의 64%를 차지하며 압도적인 우위를 점하고 있으며, 산업 부산물 수소(21%), 천연가스 기반 수소(14%), 그리고 기타 방식(1%)이 그 뒤를 따릅니다. 이는 화석 연료 기반 수소 생산이 99%로 절대적인 우위를 점하고 있는 반면, 전기분해 기반 "그린 수소"를 비롯한 다른 방식은 여전히 미미한 수준임을 보여줍니다. 결과적으로, 현재 수소 충전소는 주로 다음과 같은 생산-저장-운송 모델을 채택하고 있습니다. 원격지의 석유화학 회사들은 화석 연료에서 수소를 생산하고, 저압 수소(일반적으로 ~1.5MPa)를 압축기를 사용하여 ~20MPa로 압축한 후, 22MPa 튜브 트레일러에 저장합니다. 이후 수소는 충전소로 운반되어 연료전지 차량용 45MPa로 2차 압축됩니다. 이러한 공간적으로 단편화된 모델은 운송 비용, 장비 비용, 그리고 시간 소모를 증가시키는 동시에 화석 연료에 의존하는 "회색 수소" 생산이라는 제약을 받습니다.
더욱이 현행 규정상 수소는 인화성 및 폭발성 유해 화학물질로 분류됩니다. 따라서 수소 생산 프로젝트는 주로 엄격한 안전 및 환경 요건을 갖춘 외딴 화학 단지에 집중되어 있습니다.
전기분해 기술의 발전으로 친환경 수소 생산 비용이 점차 낮아지고 있습니다. 동시에 "탄소 정점 달성 및 탄소 중립"과 같은 환경 정책은 친환경 수소를 미래 기체 에너지 개발의 핵심 방향으로 이끌고 있습니다. 국제에너지기구(IEA)는 2030년까지 전기분해와 같은 저탄소 수소 기술이 수소 시장의 14%를 차지할 것으로 예측하며, 이는 충전소 배치에 상당한 영향을 미칠 것으로 예상합니다. 간편하고 접근 가능한 원료를 사용하는 전기분해 기반 생산 방식은 기존 화학 단지를 넘어서는 수소 생산을 가능하게 합니다. 차량 충전을 위해 생산된 수소를 현장에서 직접 압축하면 장거리 운송과 2차 압축이 필요 없어 경제적 비용과 시간적 비용을 효과적으로 절감할 수 있습니다.
주류 화석 연료 기반 수소 공급망에 적응하기 위해 현재 두 가지 유형의 다이어프램 압축기가 시장을 장악하고 있습니다. 1) 흡입 압력이 약 1.5MPa, 배출 압력이 20~22MPa인 수소 충전 장치; 2) 흡입 압력이 5~20MPa, 배출 압력이 45MPa인 주유소 압축기. 그러나 이 두 단계 공정은 두 장치의 동시 작동을 요구합니다. 더욱이, 수소 저장 실린더 압력이 5MPa 미만으로 떨어지면 주유 압축기가 작동하지 않게 되어 수소 이용률이 낮아집니다.
반면, 통합 수소 생산-충전소는 탁월한 효율을 보입니다. 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, 흡입 압력 한계값이 1.5MPa에서 5MPa로 낮아져 수소 활용도가 크게 향상됩니다.
전기분해 기술이 발전함에 따라 통합 수소 충전소의 도입이 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 통합 수소 충전소는 급속도로 확대될 것으로 예상되며, 다이어프램 압축기의 적용 가능성과 당사 제품 포트폴리오를 확대하는 동시에 혁신적인 충전 솔루션을 제공할 것입니다.
그럼에도 불구하고, 통합 수소 충전소 및 관련 압축기 개발에는 높은 전기분해 비용, 수소의 유해 화학물질 분류, 그리고 불완전한 수소 인프라 등 여전히 해결해야 할 과제들이 남아 있습니다. 이러한 문제들을 효과적으로 해결하는 것은 통합 수소 에너지 시스템 발전에 매우 중요합니다.
게시 시간: 2025년 2월 27일