수소 충전소란 무엇인가요?

수소 충전소 이해하기

수소 충전소(HRS)라고 불리는 특정 장소는 연료 전지로 구동되는 전기 자동차에 수소를 충전하는 데 사용됩니다. 이러한 충전소는 고압 수소를 저장하고 특수 노즐과 파이프라인을 사용하여 기존 주유소와 달리 차량에 수소를 공급합니다. 수소 충전 시스템은 연료 전지 자동차에 동력을 공급하는 데 필수적이며, 연료 전지 자동차는 따뜻한 공기와 수증기만을 배출하기 때문에 인류가 저탄소 운송 수단으로 나아가는 데 중요한 역할을 합니다.

수소 자동차에는 무엇을 채우나요?

고압 수소 가스(H2)는 일반적으로 자동차용으로 350bar 또는 700bar의 압력으로 수소 자동차의 연료로 사용됩니다. 이러한 고압 가스를 효율적으로 저장하기 위해 수소는 탄소 섬유로 강화된 특수 탱크에 저장됩니다.

수소 충전소는 어떻게 작동하나요?

수소 연료 차량에 연료를 공급하려면 몇 가지 중요한 단계가 필요합니다. 1. 수소 생산: 재생 가능한 에너지원에서 얻은 전기를 이용한 수증기 메탄 개질(SMR) 또는 제조 공정의 결과로 발생하는 수소 생산은 일반적으로 사용되는 독립적인 방법 중 일부입니다.

1. 가스 압축 및 저장: 인근 저장 탱크에는 수소 가스가 고압(350~700bar)으로 완전히 압축된 후 저장됩니다.
2. 예냉: 급속 충전 작업 중 열 손상을 방지하기 위해 수소는 분사 전에 -40°C까지 냉각해야 합니다.

4. 분사: 차량의 저장 용기와 특수 설계된 노즐 사이에 밀봉된 연결부가 형성됩니다. 압력과 온도를 정밀하게 제어하는 ​​과정을 통해 수소가 차량의 저장 탱크로 유입됩니다.

5. 안전 시스템: 화재 진압 시스템, 자동 차단 제어 장치, 누출 감지 시스템 등 다양한 보호 기능이 안전한 운영을 보장합니다.

수소 연료 자동차 vs 전기 자동차

수소 연료가 전기차보다 더 나은가요?

이러한 반응은 사용 시나리오에 따라 달라집니다. 배터리 전기차는 전력의 75~90%가 차량 바퀴에서 동력으로 변환되기 때문에 일반적으로 환경 친화적입니다. 수소 연료전지차는 수소 에너지의 40~60%를 구동력으로 변환할 수 있습니다. 하지만 수소 연료전지차는 저온 환경에서의 작동 효율, 긴 주행 ​​거리(1회 충전으로 480~640km 주행 가능), 그리고 빠른 충전 시간(3~5분 vs. 고속 충전 시 30분 이상) 측면에서 유리합니다. 빠른 충전과 장거리 주행이 중요한 대형 차량(트럭, 버스)의 경우 수소가 더 적합할 수 있습니다.

비용 및 실질적인 고려 사항

수소 자동차에 연료를 재충전하는 데 비용이 얼마나 드나요?

현재 수소 자동차에 연료 탱크를 가득 채우는 데(약 5~6kg의 수소) 드는 비용은 75달러에서 100달러 사이이며, 이를 통해 300~400마일(약 480~640km)을 주행할 수 있습니다. 이는 수소 1kg당 약 16달러에서 20달러에 해당합니다. 가격은 지역에 따라 다르며, 수소 생산량이 증가하고 친환경적인 수소 사용이 확대됨에 따라 가격이 하락할 것으로 예상됩니다. 일부 지역에서는 고객에게 할인 혜택을 제공하여 비용을 낮추기도 합니다.

일반 자동차 엔진이 수소로 작동할 수 있을까요?

일반적이지는 않지만, 기존 내연기관도 수소를 연료로 사용할 수 있도록 개조할 수 있습니다. 하지만 수소 내연기관은 점화 전 시동 문제, 높은 질소산화물 배출량, 저장 문제 등 여러 가지 문제점을 안고 있습니다. 오늘날 거의 모든 수소 자동차는 연료 전지 기술을 사용하는데, 이는 주변 환경에서 얻은 수소와 산소를 이용하여 전기 모터를 구동하는 에너지를 생산하고, 폐기물로는 물만 배출합니다.

수소 연료를 가장 많이 사용하는 나라는 어디입니까?

일본은 160개 이상의 수소 충전소를 보유하고 있으며 2030년까지 900개의 충전소를 건설하겠다는 야심찬 계획을 통해 현재 수소 연료 사용 분야에서 세계를 선도하고 있습니다. 다른 주요 국가는 다음과 같습니다.

독일: 현재 100개 이상의 역이 있으며, 2035년까지 400개 역이 추가될 예정입니다.

미국: 약 60개의 방송국이 있으며, 대부분 캘리포니아에 위치해 있습니다.

대한민국: 빠르게 발전하고 있으며, 2040년까지 1,200개의 역이 들어설 것으로 예상됩니다.

중국: 중요한 투자를 진행 중이며, 현재 100개 이상의 역이 운영되고 있습니다.

전 세계 수소 충전소 성장세

2023년 기준 전 세계 수소 충전소는 약 800개였으며, 2030년에는 5,000개 이상으로 증가할 것으로 예상됩니다. 정부의 보조금 지원과 제조업체들의 연료전지 개발에 대한 헌신 덕분에 유럽과 아시아는 이 분야 개발의 선두에 서 있습니다.

중장비 집중 전략: 트럭, 버스, 기차 및 해양 분야에 적용되는 수소 인프라 확장