수소에너지 원년-마을과 공장도 탈석유가 가속

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015-01-09

도요타자동차의 MIRAI에 이어 혼다도 2015년도 중에 연료전지차를 일본 국내에서 판매할 예정이다. 연료인 수소를 공급하는 수소스테이션이 거리에 확대되고 공장에서는 수소 제조기술이 진화하고 있다. 재생가능 에너지로부터 수소를 만들어 저장하는 시스템도 시작되어 “수소발전”의 실용화가 눈앞에 다가왔다. 수소가 일본의 중요한 에너지원이 되는 것을 얼마나 많은 사람이 상상하였을까. 정부가 2014년 6월에 “수소, 연료전지 전략 로드맵”을 발표한 것을 계기로 화석연료에 의존하지 않는 수소사회를 향해 국가 전체가 급속하게 움직이기 시작했다. 2015년에는 수소사화의 구축이 시작되는 원년이 된다. 수소는 산소와 반응하여 전력, 열과 물을 만들어 낼 수 있다. 그 반응범위는 화석연료보다 넓다. 이미 가정에는 수소를 연료로 발전하는 “에네팜”이 보급되어 있다. 그리고 수소로 주행하는 4인승 연료전지차 “MIRAI"를 도요타자동차가 판매함으로써 휘발유와 동일하게 수소를 공급하는 스테이션(충전소)이 대도시권부터 확대되고 있다. 세븐일레븐 저팬은 2015년도 중에 도쿄도와 아이치현에서 수소 스테이션을 병설한 편의점을 오픈할 계획이다. 수소의 제조, 판매로 실적이 풍부한 기업과 공동으로 전개하는 신프로젝트이다. 연료전지차의 보급 대수는 2015년에는 1,000대 정도이었지만, 도요타의 MIRAI는 예상을 넘는 반응이 있어 차세대 에코카에 대한 기대감이 커졌다. 도요타에 이어 혼다도 2015년도 중에 연료전지자동차의 시판을 예정하고 있다. 이미 리스방식으로 4인승 자동차를 제공하고 있지만, 시판용은 5인승으로 확충하여 도요타의 MIRAI에 대항하고 있다. 혼다는 세계에서 처음으로 패키지형 “스마트 수소 스테이션”도 개발하였다. 소형 스테이션의 내부에 전력을 사용하여 물로부터 수소를 만들 수 있다. 수소사회를 향한 큰 과제 중 하나는 수소가격을 저렴하게 하는 것이다. 현재 천연가스 등 화석연료로부터 수소를 제조하는 제조방법이 주류이기 때문에 휘발유보다 가격이 높다. 단 저가격화의 움직임은 이미 시작되고 있다. 일본 휘발유 시장에서 30% 이상의 점유율을 가진 기업(JX日鉱日石에너지)은 수소시장의 확대를 예상하여 2015년 3월까지 11개소의 수소 스테이션을 개발할 계획이다. 제1호가 가나가와현에 오픈하고, 판매하는 수소가격을 1kg당 1,000엔(세금 제외)으로 설정하였다. 연료전지차는 1kg의 수소로 100km 이상 주행이 가능하기 때문에 1km당 연비는 10엔 이하가 된다. 이 연비는 현재 하이브리드차와 동등한 수준으로 정부가 로드맵에 제시한 2020년 목표를 조기에 달성하고 있다. 그리고 수소시장이 확대되어 가격이 하락하면 고연비 자동차보다 저렴해져 연료전지차의 보급을 촉진할 것이다. 또 하나의 중요한 테마는 재생가능 에너지와 수소에너지의 융합이다. 현재와 같이 화석연료로부터 수소를 제조하는 한 정부가 목표로 하는 이산화탄소를 배출하지 않는 수소사회를 실현할 수 없다. 태양광 등 재생가능 에너지로 발전하여 그 전력으로 물을 전기분해한다면 이산화탄소가 발생하지 않는 수소와 산소를 만들 수 있다. 유럽과 미국에서는 “Power to Gas"라는 실증실험이 진행되고 있다. 일본에서도 가나가와현의 가와사키시에서 재생가능 에너지와 수소를 조합시킨 실증 프로젝트가 2015년 4월에 시작된다. 도시바가 개발한 자립형 에너지공급시스템을 시내의 2군데에 설치하여 태양광과 수소로 전력과 온수를 공급하는 것이다. 발전능력이 25MW인 소규모 태양광 패널과 조합시켜 전기분해로 만든 수소를 사용하여 연료전지를 활용한다. 시스템 내부에는 축전지도 갖추고 있으며, 전력과 수소 양쪽을 저장하는 것이 가능하다. 이 조합으로 300명분의 전력과 온수를 1주일 정도 공급할 수 있다. 가와사키시는 수소사회의 실현을 위해 일본 국내에서 선도적인 모델 지역을 목표로 하고 있다. 임해 공업지대에 “수소공급그리드”를 전개하면서 발전능력이 90MW이기 때문에 수소발전소를 건설할 구상이다. 이외에도 간사이국제공항이 “수소 그리도 공항”을 목표로 연료전지차 및 수소 스테이션의 도입을 추진 중이다. 당초에는 2014년~2016년도 3년간 화물용 포크리프트 및 승객용 리무진버스 등을 연료전지 형태로 전환한다. 그리고 공항 내에 설치한 태양광 패널 및 풍력발전기로부터 전력을 공급하는 방법으로 이산화탄소를 배출하지 않는 수소를 제조할 계획이다. 그림 1. 수소에너지의 활용 이미지 그림 2. 태양광발전과 수소를 조합시킨 에너지공급시스템 그림 3. 수소 그리드 공항의 전체상 fig11.jpg fig2.jpg fig3.jpg http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1501/06/news007.html