풍력 에너지 + 수소 저장: 청정 에너지를 위한 강력한 듀오

풍력 에너지 + 수소 저장: 청정 에너지를 위한 강력한 듀오

재생 가능 에너지의 세계로 눈을 돌린다면 풍력 에너지는 청정 에너지의 가장 유망한 공급원 중 하나임을 알 수 있을 것입니다. 그러나 지속 가능한 미래를 향한 이 여행에는 흥미로운 파트너가 있습니다. 수소 저장입니다. 이 두 기술이 결합되면 강력한 듀오가 탄생하여 에너지의 생성, 저장, 사용 방법에 혁신을 가져올 수 있습니다. 

그래서 풍력 에너지와 수소 저장이 왜 이렇게 완벽한 조합인지, 그리고 이 조합이 보다 깨끗하고 친환경적인 세상으로 가는 길을 열어주는 방법에 대해 생각해 보겠습니다.

풍력 에너지의 증가 - 청정 전력의 활용

지난 수십 년 동안 풍력 에너지는 재생 가능 에너지의 가장 신뢰할 수 있는 공급원 중 하나로 급속히 기세를 올려 왔습니다. 우뚝 솟은 풍력 터빈은 바다 또는 산에서 회전을 하면서 많은 이들에게 인증샷을 제공하는듯 명소가 되기도 하고 많은 양의 깨끗한 전기를 생성하고 있습니다.

풍력 에너지는 터빈을 통해 바람에서 전기로 변환함으로써 기능합니다. 바람이 불면 터빈의 블레이드가 회전하여 발전기를 구동하여 발전합니다. 바람은 자연스럽고 고갈되지 않는 무한에 가까운 자원이므로 풍력 에너지는 화석 연료에 대한 의존을 줄이는 지속 가능한 해결책이 됩니다.

전 세계 국가들이 탄소 배출량 감축에 대한 약속을 강화함에 따라 풍력 에너지는 가정, 기업, 심지어 산업 전체에 전력을 공급하는 데 중요한 역할을 하고 있습니다. 텍사스 평원에서 유럽 앞바다 풍력 발전소까지 풍력 발전 능력이 대폭 증가하고 있습니다. 그러나 풍력 에너지는 유망하듯이, 거기에는 하나의 큰 과제, 즉 간헐성이 있습니다.

 

간헐적인 문제 - 바람이 불지 않을 때

풍력 에너지의 가장 큰 장애물 중 하나는 필요할 때 항상 바람이 부는 것은 아니라는 것입니다. 발전을 위해 필요시 연소할 수 있는 화석 연료와는 달리 바람은 예측할 수 없습니다. 어떤 날은 강하고, 어떤 날은 안정적이지만, 어떤 날은 온화하고, 또는 존재하지 않는 날도 있습니다.

이 간헐성으로 인해 전력 공급의 신뢰성에 문제가 발생할 수 있습니다. 풍속이 낮은 시기에 풍력에 의존하는 것을 상상해 봅시다. 그것은 특히 수요가 많은 시기에 에너지 부족으로 이어질 가능성이 있습니다. 풍력 에너지를 진정으로 신뢰할 수 있는 일관된 전력원으로 만들기 위해서는 강풍 시 발생하는 전력을 저장했다가 바람이 잠잠해졌을 때 방출하는 방법이 필요합니다.

그래서 이런한 문제를 극복하기 위해 수소 저장이 필요 하게 됩니다.

수소 저장고에 들어가세요 - 잃어버린 퍼즐 퍼즐 조각

수소는 종종 '미래의 연료'라고 불립니다. 깨끗하고 범용성이 높은 에너지 운송체로 다양한 용도로 생산, 보관, 사용이 가능합니다. 가장 좋은 부분은? 수소가 연료로 사용될 경우 유일한 부산물은 수증기이며 유해한 배출도 탄소 배출도 없습니다.

그러면 수소 저장은 풍력 에너지로 어떻게 기능하는 것 일까? 전기 분해라는 과정을 통해 여분의 풍력을 저장 가능한 수소로 바꾸는 것입니다.

기본적인 아이디어는 다음과 같다.. 풍력터빈이 필요 이상의 전력을 생산하는 경우(바람이 강한 기간에 종종 발생함) 잉여전력은 전기분해를 통해 물 분자를 수소와 산소로 분할하는 데 사용할 수 있습니다. 그 후 수소는 나중에 사용하기 위해 탱크에 저장되고 산소는 대기 중으로 방출됩니다. 에너지 수요가 증가하고 바람이 불지 않을 때 저장된 수소는 연료전지를 통해 다시 전기로 변환하여 깨끗하고 신뢰할 수 있는 전원을 제공합니다.

본질적으로 수소저장은 과도 사게 생산된 전기를 저장했다가 필요할 때 방출하는 '배터리' 역할을 함으로써 풍력에너지의 간헐성 문제를 해결 하는 것입니다.

 

청정에너지 천국에서 이루어진 일치

풍력 에너지와 수소 저장의 조합은 청정 에너지 천국에서 만들어진 조화나 다름없습니다. 이러한 솔루션은 에너지 공급의 안정성, 에너지 저장, 탄소 배출 등 현재 재생 에너지가 직면한 몇 가지 중요한 과제에 대처하는 솔루션을 제공하고 있습니다. 이 두 사람이 어떻게 변화를 가져오는지 자세히 살펴보겠습니다.

1. 에너지 공급의 신뢰성을 높임 :  풍력 에너지만으로는 간헐적인 특성상 일정한 전력 공급을 보장할 수 없습니다. 그러나 수소 저장을 통해 강풍 시 발생하는 여분의 에너지를 저장 할수 있습니다. 이를 통해 바람이 없는 날에도 안정적인 전력 흐름을 확보하고 에너지 공급의 전체적인 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다.

2. 재생 에너지 규모 확대 : 재생 가능 에너지원을 확대하기 위한 가장 큰 장벽 중 하나는 저장입니다. 리튬 이온과 마찬가지로 기존 배터리는 단기적인 저장에는 최적이지만, 대규모 장기적인 에너지 저장에는 반드시 적합하지 않습니다. 반면 수소 저장은 많은 양의 에너지를 장기간 저장할 수 있어 잉여 풍력을 저장했다가 필요할 때 방출하는 데 가장 이상적입니다.

3. 여러 분야의 탈탄소화 : 수소의 훌륭함은 발전에만 도움이 되는 것은 아니라는 것입니다. 또, 수송(수소 동력차등), 난방, 산업 프로세스의 연료로도 사용할 수 있습니다. 풍력 에너지와 수소 생산을 결합함으로써 우리는 보다 깨끗한 그리드를 만들 뿐만 아니라 경제 전체 부문의 탈탄소화 기초를 구축하고 있습니다.

4. 재생 가능 에너지를 보다 경제적으로 만들기 : 수소 저장은 재생 가능 에너지 프로젝트를 경제적으로 보다 실현 가능하게 할 가능성을 내포하고 있습니다. 잉여 풍력 에너지를 저장하여 저발전 기간 동안 사용함으로써 에너지 생산자는 화석 연료 발전소로부터 비싼 비상 전력의 필요성을 피할 수 있습니다. 이를 통해 풍력 에너지의 전체적인 비용을 절감하고 기존 에너지원과의 경쟁력을 높일 수 있습니다.

실제 예로는 풍력에너지+수소저장을 들 수 있습니다
이것은 단순한 이론적인 개념이 아닙니다. 전 세계적으로 풍력 에너지와 수소 저장은 이미 혁신적인 프로젝트에 포함되어 있고 이것을 구현하고 있는 중입니다.



1. HyWind 프로젝트(스코틀랜드) : HyWind는 스코틀랜드 앞바다에 위치한 세계 최초의 해상풍력발전소입니다. 풍력 발전과 수소 생산을 통합하여 바람이 약한 시기에 사용하는 수소로 여분의 에너지를 저장하는 흥미로운 프로젝트의 일부입니다.

2. H2RES 프로젝트(덴마크) : 풍력 에너지 분야의 리더인 덴마크는 H2RES 프로젝트에서 수소 저장 실험을 수행하고 있습니다. 이 파일럿 프로젝트는 해상 풍력 터빈과 전해조를 결합하여 수소를 생성하고, 깨끗하고 신뢰할 수 있는 에너지를 제공하기 위해 바람과 수소가 어떻게 연계될 수 있는지를 보여줍니다.

3. 로테르담항(네덜란드) : 로테르담 항구는 앞바다의 풍력을 이용해 수소를 생산할 가능성을 검토하고 있습니다. 이는 항만 지역 산업의 탈탄소화에 사용될 가능성이 있습니다. 이는 유럽에서 가장 야심찬 풍력 수소 프로젝트 중 하나로, 로테르담을 그린 수소의 주요 허브로 만드는 것을 목표로 하고 있습니다.

이 프로젝트들은 단지 시작에 불과합니다. 재생에너지와 수소 인프라에 투자하는 국가가 늘어남에 따라 전 세계에서 더 많은 풍력·수소 파트너십이 탄생하게 될 것입니다.

 

앞으로의 길 - 과제와 기회

물론 에너지 전환은 과제 없이는 이루어지지 않습니다. 풍력 에너지와 수소 저장의 조합은 훌륭한 기회를 제공하지만, 아직 극복해야 할 몇 가지 장애물이 있습니다.

비용: 그린수소(재생에너지원에서 만들어지는 수소)의 생산은 화석연료에 비해 여전히 비교적 비쌉니다. 하지만 풍력 에너지가 저렴해지고 전해조 기술이 발전함에 따라 수소 생산 비용이 크게 낮아질 것으로 예상됩니다.

인프라 : 수소 저장 가능성을 충분히 실현하기 위해서는 전해조, 저장시설, 유통망의 대규모 인프라를 구축해야 합니다. 그러기 위해서는 정부, 산업계, 에너지 기업 간의 큰 투자와 협력이 필요합니다.

효율성 : 수소 저장은 장기적인 에너지 저장을 위한 뛰어난 솔루션이지만, 다른 몇 가지 방법만큼 효율적이지는 않습니다. 전기분해 과정과 수소를 전기로 되돌리는 과정에서 에너지 손실이 발생합니다. 연구자들은 수소 저장 시스템의 효율화에 적극적으로 임하고 있습니다.

 

결론 - 미래는 풍력 에너지와 수소 저장에 밝습니다

풍력 에너지와 수소 저장의 조합은 보다 깨끗하고 지속 가능한 에너지의 미래를 창조할 큰 가능성을 내포하고 있습니다. 간헐성, 에너지 저장, 탈탄소화 과제에 대처함으로써 이 강력한 조합은 전력의 생성, 저장, 사용 방법을 변혁할 가능성을 내포하고 있습니다.

우리가 재생 가능 에너지 기술에 계속 투자함에 따라 풍력 에너지와 수소 저장은 저탄소 경제로의 이행을 촉진하는 데 중요한 역할을 할 것입니다. 청정 에너지에 대한 흥미진진한 시대 입니다. 아직은 시기 상조 이긴 하지만 향후 바람과 수소가 충전을 선도하는 미래가 밝아 보입니다!