수소 엔진

산업계, 언론, 정부에서 수소와 수소엔진에 크게 주목하고 있습니다. 전 세계 온실가스 배출량을 줄이고 지향하는 제로 배출 달성에 대한 필요성이 그 어느 때보다 커졌기 때문에 당연한 추세입니다. 또한 수소 연료는 가장 유망한 비화석 에너지 운반체로 꼽힙니다.

전기 부문을 보면 수소 연소 터빈 등 수소전력 및 수소전력 기술이 빠르게 발전하고 있습니다. 운송 부문에서는 초기 관심은 연료전지 수소전기차(FCEV)에 집중되었습니다. 최근에는 중형 및 대형 트럭 운송 분야를 중심으로 내연기관 구동 수소 차량에도 주목도가 올라가고 있습니다.

수소엔진은 무탄소 수소연료를 FCEV에 사용하고 차량 제조업체, 차량, 운전자에게 친숙한 기술을 사용하면서도 제로 배출 지향 여정을 실현합니다.

수소 내연기관 차량은 사용하는 수소 공급원에 따라 수소 연료에서 직간접적으로 생기는 CO₂를 배출하지 않고도 작동할 수 있습니다.

예를 들어, 태양광 패널이나 풍력 터빈에서 나오는 전기로 전기분해하여 생성하는 수소는 CO₂ 없는 운전을 실현할 수 있습니다. 또한 수소연료는 입자상 물질, 일산화탄소, 휘발성 유기 화합물도 방출하지 않습니다.

그러나 수소엔진은 여름 동안 때때로 대도시 상공에서 볼 수 있는 연무의 원인이 되기도 하는 대기 오염물질인 NOx를 방출할 가능성이 있지만 후처리 시스템을 사용하면 대부분의 NOx 배출을 제거할 수 있습니다.

미국에서 중형 및 대형 트럭을 청정수소로 전환하면 운송 부문에서 배출하는 온실가스를 전체 대비 약 4분의 1 제거할 수 있습니다.

재생가능한 출처에서 얻은 수소는 차량에 동력을 공급하는 제로 배출 연료로 꼽힙니다.

수소엔진은 다양한 저탄소/무탄소 기술에서 차량 제조업체와 차량에 고유한 이점을 제공합니다. 수소엔진은 오늘날 신뢰할 수 있는 현대식 내연기관을 기반으로 합니다. 차량 제조업체에게 차량 설계와 생산에 응용하는 것은 친숙한 기술입니다. 마찬가지로 차량의 경우에도 운영, 정비, 문제 해결, 서비스에서 사용하는 친숙한 기술입니다.

수소엔진은 신뢰할 수 있는 친숙한 기술이며 환경적 이점을 제공합니다. 수소엔진을 사용하면 운영면과 경제면에서 이점이 있는 수소엔진으로 전환할 수 있습니다.

한편, 수소엔진 전환에서 잠재적인 문제로 두 가지 영역을 꼽곤 합니다.

첫 번째는 차체 저장고입니다. 수소를 수소 차량에 탑재해 저장하는 경제적인 방법이 필요합니다. 커민스는 최근, 수소 저장 탱크의 수소 저장 및 운송 분야 선두 주자인 NPROXX와 합작투자를 체결했습니다. 이 합작투자로 고속도로와 철도 응용분야에 수소 및 압축 천연가스 저장 제품을 공급할 것입니다.

두 번째는 인프라에 연료를 공급하는 것입니다. 수소 자동차와 트럭은 수소가 있는 범위에서만 운전할 수 있습니다. 트럭 운송이 수소엔진의 훌륭한 초기 사용 사례가 되는 것도 그러한 까닭입니다. 이에 대해서는 다음 항목에서 자세히 설명하겠습니다.

어떤 종류의 차량이 수소엔진을 대량으로 채택할 것으로 보아야 할까요?

수십 년 동안의 예상과는 달리, 개인용 자동차 배터리 전기기술은 그 부분에서는 우선이 될 것 같지 않습니다.

중형 및 대형 부문이 수소연료전지 또는 수소엔진으로 전환할 가능성이 훨씬 더 큽니다. 앞으로 10년 안에 수소로 달리는 버스와 장거리 트럭은 흔한 광경이 될 것입니다. 특정 임무 특성과 응용면에서 경제적으로 그리고 운영상 실행가능한 배터리 전기 버스 및 트럭을 보완할 것입니다.

오프로드, 건설장비, 농기계, 나아가 수소엔진 탑재 선박까지도 보편화될 가능성이 큽니다. 사용 사례나 임무 특성상 전기화하기 어려운 응용분야로 남을 가능성이 가장 높습니다.

발전 분야는 전기 생산에 수소엔진을 단기 적용하는 또 다른 사용 사례입니다.

수소경제는 지구온난화와 화석연료 고갈에 대한 사회 전반의 솔루션입니다.

수소경제에서 화석연료는 재생가능한 자원으로 생산한 수소로 대체됩니다.

이 방향으로의 발전에 지장을 주는 주요 과제 중 하나는 순환성입니다. 수소 사용이 주류가 되려면 수소연료가 먼저 널리 보급되어야 합니다. 그리고 일단 수소 사용이 주류가 되면 수소연료 공급도 더욱 확대될 것입니다.

좋은 소식이 있습니다. 광범위한 수소충전소 네트워크가 없는 상황에서도 수소엔진 사용을 실현하는 분야가 있습니다.

예를 들어, 수소엔진으로 구동하는 장거리 트럭 운송은 주요 운송 경로를 따라 수소충전소가 몇 곳만 있으면 운행 가능합니다. 수소엔진 응용분야가 선순환을 시작하여 수소 가용성을 높이면 더 많은 수소 응용분야가 형성될 것입니다.

수소엔진과 수소연료전지는 수소를 사용하여 차량에 동력을 공급한다는 유사한 기능이 있지만 사실은 매우 다른 기술입니다.

서로 다른 응용분야에 서비스하고 서로 다른 최종사용자 필요성에 대응하면서 서로 보완하는 두 가지 기술입니다.

연료전지는 새로운 첨단 기술입니다.

수소엔진은 내연기관을 수정한 것입니다. 한 응용분야용으로 개발된 수소연료 공급 인프라는 다른 응용분야에도 도움이 될 것입니다. 그리고 보다 경제적인 차제 수소 저장 개발은 두 분야 모두에 완전히 적용되는 사항입니다.