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수소 산업·경제 생태계 활성화 동향과 글로벌 재생에너지·수소에너지 관련 연구·기술 개발 동향
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[본 서의 서평]

 

수소는 장점만큼이나 단점도 많다. 그럼에도 불구하고 전 세계가 수소경제에 주목하는 이유는 환경규제, 성장성, 에너지 패권 측면에서 찾을 수 있다. 파리 기후 협약 이후 강화된 환경규제는 탄소경제 하에서는 달성이 어렵고 수소경제로의 전환이 필요하다. 게다가 수소경제는 그 동안 성장성이 낮아진 중후장대 산업에게 새로운 성장동력을 제공한다. 마지막으로 탄소를 줄이는 방향으로 발전해온 글로벌 에너지 시스템은 수소경제가 에너지 자원의 재분배를 유발해 기존 에너지 패권의 변화를 가져올 수 있다.
수소경제로 가는 장기적인 과정은 개화단계와 확산단계로 구분해 접근해야 한다. 각 단계에서 접근법과 관전 포인트가 달라지기 때문이다.
개화단계에서는 수송(수소차등)과 발전의 공급 인프라 및 초기 수요처 확보가 핵심이다. 초기 개화단계의 공급과 수요를 바탕으로 경제성을 계산하는 건 무의미하다. 수소차에 필요한 수소경제 인프라가 정부지원으로 확충되면서 수소차 수요가 늘어날 전망이다. 전기차와의 중복 인프라 투자는 분명 비효율적이나 현실적으로는 공존할 가능성이 높다. 발전분야에서는 신재생에너지 의무비율이 높아지는 가운데 연료전지의 설치비와 발전단가가 빠르게 하락하면서 연료전지의 보급이 늘어날 전망이다.
수소경제 개화단계를 넘어 확산단계로 접어들면 공급과 수요의 규모의 경제 확보가 관건이다. 공급측면에서는 수소와 연료전지의 가격 하락을 통한 자생적인 시장조성이 핵심이다. 수요측면에서는 건물/가정 난방 등 개화단계 수요 이상의 다양한 수요처 확보가 중요하다. 운송방식도 개화단계에서는 튜브 트레일러로 대응하나, 확산단계에는 파이프라인 확충으로 대응할 전망이다. 중장기적으로는 수소의 해외조달을 늘리거나 화석연료를 사용하지 않은 청정수소의 생산이 필요하다.
정부지원은 수소경제 개화단계의 부족한 경제성을 보완한다. 이는 탄소경제에서 수소경제로의 전환이라는 중장기 당위성을 근간에 두고 있기에 가능한 정책이다. 우리나라 정부가 2019년 1월 공격적인 수소경제 로드맵을 발표하면서 빈 퍼즐 조각들이 하나 둘씩 맞춰지고 있다. 특히 2040년의 장기목표보다 초기 개화단계인 2022년의 목표수치와 달성여부에 더욱 집중할 필요가 있다. 이에 따른 단기 관전 포인트 세 가지는 수소경제의 명문화 및 법제화, 수소충전소 및 수소차의 확산, 그리고 발전용 연료전지 확대를 들 수 있다.
이에 따라 본원 IPResearch센터에서는 수소경제와 수소에너지 산업에 관한 관련 분석 보고서 자료와 정책 자료를 토대로 분석정리하여 『수소 산업·경제 생태계 활성화 동향과 글로벌 재생에너지·수소에너지 관련 연구·기술 개발 동향』을 발간하게 되었다.
본서 1장에는 수소산업과 경제를 서두에 놓았고, 2장엔 수소경제 활성화 로드맵과 추진 방안을, 3장에는 글로벌 재생에너지에 관한 기술 동향과 정책 동향을 담았고, 마지막 4장에서는 수소에너지연료전지 생태계 동향과 연구, 기술 개발 동향에 관한 정보를 담아두었다. 마지막으로 이와 관련된 기업과 개인 회원 여러분들에게 다소나마 유용한 정보자료로 활용되기를 바라는 바입니다.

 

"수소 산업·경제 생태계 활성화 동향과 글로벌 재생에너지·수소에너지 관련 연구·기술 개발 동향"

 
페이지 588 / ISBN  979-11-89250-09-6 (93500) / 판형 A4, 210*297mm
발간일 2020년 04월 27일


                                                 [목차]

 

제Ⅰ장 수소 산업과 수소 경제의 이해

1. 수소 경제의 개념 및 미래 전망
1) 수소의 개념과 이해
(1) 수소의 의미와 이해
(2) 탄소발자국(Carbon Footprint)에 따른 수소 분류
(3) 수소 활용
2) 수소 경제 일반 개요
(1) 수소 경제의 정의와 개념
가. 수소 경제의 정의
나. 수소 경제의 개념
(2) 수소 경제의 필요성
가. 에너지 자립 및 안보에 대한 희망
나. 지속 가능한 비즈니스 모델
다. 한국 제조업과 미래 성장동력에 미치는 영향
라. 미래사회 및 기술 트렌드와의 정합성
(3) 수소 경제의 필요조건과 선결과제
가. 수소 모빌리티의 확대
ⅰ. 글로벌 환경규제의 강화와 친환경차 시장의 성장
ⅱ. 수소 모빌리티의 부상
ⅲ. 수소에너지의 부상
ⅳ. 수소 모빌리티 개발 동향 및 전망
ⅴ. 수소 모빌리티의 소재·부품산업 경쟁력
ⅵ. 수소 모빌리티 확산의 당면과제와 해결 방안
나. 수소경제 성공을 위한 선결과제와 미래 전망
ⅰ. 경제성 확보
ⅱ. 수소 인프라 구축
ⅲ. 수소 연료의 안전
ⅳ. 수소전기차와 전기차의 경쟁
ⅴ. 미래 수소경제 전망
(4) 수소 사회 정책 추진 동향과 정책적 제언
가. 수소사회 관련 정책 추진현황과 문제점
ⅰ. 국내외 수소사회로의 전환 추진
ⅱ. 국내 수소사회 실현의 정책적 한계
나. 유럽·일본의 수소사회 관련 정책추진 동향
ⅰ. EU HyLaw(Hydrogen Law, ‘수소법’의 약자)의 안전성 규정
ⅱ. 일본의 수소에너지 안전성 확보를 위한 법제도
다. 안전한 수소사회 실현을 위한 정책제언
ⅰ. 효율적 안전관리를 위한 수소모빌리티의 단계적 추진
ⅱ. 수소충전인프라 안전성 확보를 위한 관련 법체계 마련

 

2. 수소경제의 경제적·기술적 이슈와 기술 개발 및 정책 동향
1) 수소경제의 발전 단계와 수소의 이해
(1) 수소의 필요성
(2) 개화단계(~2025)
가. 수송분야
나. 발전분야
(3) 확산단계(2026~)
(4) 정부 지원
(5) 수소경제의 단기적 관점
가. 수소경제 명문화/법제화
나. 수소충전소/수소차 확산
다. 발전용 연료전지 확대
(6) 수소와 수소차의 개략적 이해
가. 수소의 이해
나. 수소차의 이해
2) 수소경제의 공급·수요 측면에서의 이슈
(1) 수소경제 Value Chain
(2) 수소 경제 공급 측면
가. 생산 단계
나. 저장단계
다. 운반단계
라. 충전단계
마. 수소 공급 관련 주요 이슈
(3) 수소경제 수요 측면
3) 국내 수소경제 정책 현황과 원자력 수소생산 기술 개발 현황
(1) 국내 수소경제 정책 및 수소공급 현황과 전망
가. 국내 수소경제 정책
ⅰ. ‘모빌리티, 에너지 등 수소 활용 가속화’ 부문
ⅱ. ‘Grey 수소에서 Green 수소로 수소생산 패러다임 전환’ 및 ‘안정적이고 경제성 있는 수소 유통 체계 확립’부문
ⅲ. ‘수소안전에 대한 국민인식 제고 및 수소 전주기 안전관리 체계 확립’부문
나. 국내 수소 공급 현황과 전망
ⅰ. 수소생산 방법
ⅱ. 수소 공급 현황
ⅲ. 수소 공급 전망
ⅳ. 수소 공급 관련 이슈
(2) 수소경제 활성화를 위한 수소 인프라 및 충전소 구축 방안
가. 현황
ⅰ. 「수소경제 활성화 로드맵」上 수소차·수소충전소 보급계획
ⅱ. 수소차 보급 및 수소충전소 구축 현황
나. 핵심 고려사항
ⅰ. 수소 생산·공급의 경제성 확보
ⅱ. 수소충전소 구축·이용의 편의성 제고
ⅲ. 수소의 안전성 강화
다. 목표 및 추진방향
라. 수소 수급 및 가격 안정화
ⅰ. 수소 수요전망 및 공급전략
ⅱ. 지역별 세부 공급 방안
ⅲ. 수소 가격 안정화 방안
마. 수소충전소 구축 및 운영
ⅰ. 추진전략
ⅱ. 경제성 확보 방안
ⅲ. 편의성 제고 방안
ⅳ. 안전성 강화 방안
바. 세계 최초「수소경제 육성 및 수소 안전관리법」제정
(3) 원자력 수소생산 기술의 특성
가. 원자력에 의한 수소생산 기술 방법
나. 원자력에 의한 수소생산 기술의 특성
ⅰ. 대용량 수소 생산
ⅱ. 경제적/친환경적 수소 생산
ⅲ. 친환경적 수소환원제철 생산
ⅳ. 고유 안전성
ⅴ. 재료 건전성
ⅵ. 재생에너지와의 융합성
(4) 국내 원자력 수소생산 기술개발 현황 및 전략
가. 기술개발 개요
나. 수소생산용 초고온가스로 기술개발 현황
ⅰ. 핵심설계 및 해석코드 기술
ⅱ. 피복입자 핵연료
ⅲ. 초고온 실험/기기/재료 기술
ⅳ. 수소생산공정 기술
다. 수소생산용 초고온가스로 기술개발 전략
ⅰ. 기술개발 로드맵
ⅱ. 기술개발 전략
(5) 주요국 초고온가스로 수소 개발 현황
가. 미국
나. 일본
다. 중국
(6) 정책적 시사점
가. 수소경제 대안기술
나. 실증 및 인허가 필요
다. 실증재원 확보
라. 수소관련법에 포함 필요
마. 신재생 연계가능 및 친환경 기술

 

3. 수소산업 국내·외 정책동향과 국내 지역별 추진현황
1) 국내 정책 동향
(1) 수소차 산업생태계 구축
(2) 천연가스 기반 수소제조·공급 실증센터 구축
(3) 수소경제법안 발의
(4) 수소경제활성화법안 발의
(5) 수소산업 육성을 위한 특별법안 발의
2) 해외 정책 동향
(1) 미국
가. 연료전지 R&D 프로그램
ⅰ. 프로그램 개요
ⅱ. 부문별 프로그램 세부 현황
나. 수소연료 R&D 프로그램
ⅰ. 프로그램 개요
ⅱ. 부문별 프로그램 세부 현황
다. 수소 인프라 R&D 프로그램
ⅰ. 프로그램 개요
(2) 유럽
가. 독일
ⅰ. 수소자동차
ⅱ. 수소 생산·저장 및 발전
ⅲ. 수소경제 분야 한독 협력 방안
(3) 일본
가. 일본의 수소기본전략 구상
ⅰ. 개요
ⅱ. “3E+S” 정책기조와 수소 에너지 기여
ⅲ. 일본 수소기본전략 도출 과정
나. 일본의 수소기본전략 수립 배경
ⅰ. 일본의 에너지·기후변화정책 당면과제
ⅱ. 수소의 에너지공급 기능 기대
ⅲ. 수소 에너지 활용 영역 확대
다. 일본 수소기본전략 내용
ⅰ. 저비용 수소 공급체제 구축(未이용 에너지·재생에너지 활용)
ⅱ. 국제 수소 생산·공급망 개발
ⅲ. 수소 수송·저장을 위한 Energy Career 개발
ⅳ. 재생에너지원 전력의 수소화 기술 개발
ⅴ. 지역 자원 활용 및 未이용 에너지원 활용 제고
ⅵ. 발전부문 수소 이용 확대
(4) 중국
3) 국내 지역별 추진 현황
(1) 충청남도
가. 수소 관련 추진 현황
나. 수소연료전지차 부품 실용화·산업기반 육성
다. 패키지형 수소 충전 플랫폼 모델 개발·실증
(2) 광주광역시
가. 수소산업 목표와 추진전략
나. 주요 추진사업
(3) 강원도
가. 추진배경
나. 수소산업 육성 방안
다. 세부사업 주요 내용
(4) 울산광역시
가. 추진현황
나. 수소산업 성장여건
다. 수소에너지산업 육성 전략
(5) 창원시
가. 수소에너지 순환시스템 실증단지 조성
나. 수소산업 인프라 구축 및 활성화

 

제Ⅱ장 수소경제 활성화 로드맵과 추진 방안

1. 국내·외 수소경제 추진 동향과 잠재력
1) 수소경제의 의미와 중요성
(1) 수소경제의 의미
(2) 수소경제의 경제적 함의
가. 수소경제 활성화의 전방산업 파급효과
나. 수소경제 활성화의 후방산업 파급효과
(3) 수소경제의 에너지·환경적 함의
2) 세계 각국의 수소경제 추진 동향
(1) 세계 수소경제 전망
(2) 주요 국가의 수소경제 추진 동향
가. 일본
나. 미국
다. 독일
라. 호주
마. 중국
(3) 수소차 및 연료전지 세계시장에서의 경쟁과 협력 상황
가. 수소차 및 연료전지 세계시장에서의 경쟁 심화
나. 세계 수소산업 밸류체인별 기업 및 국가 간 글로벌 협력 플랫폼 확산
ⅰ. 개별기업 간 협력 강화
ⅱ. 국가 간 글로벌 협력 플랫폼 구성 및 운영
3) 우리나라 수소경제의 잠재력과 현황
(1) 우리나라 수소경제의 잠재력
가. 우리나라 수소경제의 물적 기반
나. 우리나라 수소경제의 기술적 기반
(2) 국내 수소경제의 현 주소

 

2. 수소경제 활성화 로드맵
1) 수소경제 활성화 로드맵 개요
2) 2020년도 예산안에 반영된 수소경제 관련 주요 사업
(1) 수소차 보급 및 수소충전소 확충 사업(환경부 및 국토교통부)
(2) 수소생산기지 구축 사업(산업통상자원부)
(3) 수소 시범도시 조성 사업(국토교통부, 신규)
(4) 기타 R&D 사업 등
3) 수소경제 활성화 로드맵 관련 고려사항
(1) 수소경제 활성화 로드맵 관련 구체적 이행전략 및 재원배분 계획 등 수립
(2) 수소차 보급 목표 달성 관련 중장기적 계획 수립
(3) 수소 관련 전주기적(생산-저장·운송-활용) 기술개발의 선도적·체계적 이행
(4) 수소 안전성 확보 및 수소 안전관리 등을 위한 법제도적 기반 마련 필요

 

3. 수소경제 활성화 추진방안
1) 수소 활용부문 확대 추진방안
(1) 에너지 신기술 적용 상품 보급 확대로 인한 “학습효과”와 “규모의 경제”
가. 학습효과(Learning effects)
나. 규모의 경제(Economy of Scale)
다. 학습효과와 규모의 경제가 지닌 수소활용 부문 확대 전략과 관련한 함의
(2) 수소 수송부문 확대 추진방안-수소차
가. 수소차 시장 확대 추진방향
ⅰ. 국내산 수소차 시장 규모 전망
나. 수소 승용차 보급 확대 방안
ⅰ. 보급 목표
ⅱ. 추진 전략
다. 수소상용차 보급 확대 방안
ⅰ. 수소택시 보급 확대 방안
ⅱ. 수소버스 보급 확대 방안
ⅲ. 수소트럭 개발 및 보급 확대 방안
(3) 수소 수송부문 확대 추진방안-수소충전소 구축
가. 수소충전소 구축 추진방향
나. 구축 목표
다. 구축 추진 전략
ⅰ. 수소충전소 구축 및 운영을 위한 경제적 지원 확대
ⅱ. 수소충전소 규제완화 추진
ⅲ. 수소충전소의 기술 고도화 및 안전성 제고 추진
라. 수소충전 가격의 하향 안정화 추진
ⅰ. 수소충전 가격 목표
ⅱ. 수소충전 가격 목표 달성을 위한 추진전략
(4) 수소 수송부문 확대 추진방안-기타 수송부문 개발 지원
가. 기타 수송부문 개발 지원 분야 선정
나. 수소선박
다. 수소열차
라. 수소드론
마. 수소건설기계
(5) 수소 연료전지 부문 확대 추진방안
가. 수소 연료전지 시장 확대 추진방향
나. 발전용 연료전지 보급 확대 방안
ⅰ. 보급 목표
ⅱ. 추진 전략
다. 자가용(가정·건물용) 연료전지 보급 확대 방안
ⅰ. 보급 목표
ⅱ. 추진 전략
라 수소가스터빈 개발 지원
2) 수소의 안정적보편적 공급 시스템 구축방안
(1) 수소 생산 및 공급 시스템 구축
가. 수소 생산 및 공급 시스템 구축 방향
나. 부생수소 활용 전략
다. 추출수소 공급 시스템 구축 전략
라. 재생에너지 연계 수전해 공급 시스템 구축 전략
마. 해외 생산수소의 국내 도입 시스템 구축 전략
ⅰ. 일본 - 호주 갈탄 추출수소의 액화방식 운송 프로젝트(HySTRA 프로젝트)
ⅱ. 일본 - 브루나이 천연가스 추출수소의 액상(MCH) 방식 운송 프로젝트(SPERA 프로젝트)
ⅲ. 일본 - 호주 재생에너지 연계 수전해 수소의 액상(암모니아) 방식 운송 프로젝트
(2) 수소 저장 및 운송 시스템 구축
가. 수소 저장 및 운송 시스템 구축 방향
3) 수소경제 산업생태계 조성 및 안정성 확보 방안
(1) 수소경제 산업생태계 조성을 위한 정책적 지원 과제
가. 범부처 수소기술개발 로드맵 수립
나. 수소 전문인력 양성
다. 수소 국제표준 선점
라. 수소경제 활성화 이행 기반 구축을 위해 추진체계 및 지원기관 설립
ⅰ. 범부처 수소경제 추진체계 구성 추진
ⅱ. ‘수소산업 클러스터’조성 추진
ⅲ. 수소 도시(H2 City) 조성-2022년까지 3개 시범도시 구축 추진
마. 수소경제 제도적 기반 완비를 위해 법 제정
바. 글로벌 수소경제 협력 주도
ⅰ. 민·관 글로벌 수소경제 협력네트워크 구축
ⅱ. 해외 수소 생산 거점 구축을 위한 전략적 협력 강화
ⅲ. 수소경제 밸류체인별 분야별 기술 협력 확대
사. Hydrogen Korea 실현을 위한 수출산업화 지원
ⅰ. 수소차 수출을 위한 공공부문 지원 강화
ⅱ. 연료전지와 부품·소재 동반 진출 지원
아. 수소경제 산업생태계 강화를 위한 소재·부품분야 중소·중견기업 육성
ⅰ. 소재·부품 중소·중견기업의 혁신역량 강화
ⅱ. 투자 설비 및 운영 자금 지원
ⅲ. 중소·중견기업의 글로벌 히든챔프 성장 지원
(2) 수소경제 안전성 확보를 정책적 지원 과제
가. 체계적 안전관리 제도 마련
나. 수소 부품 및 제품 안전성 기준 강화
다. 2021년까지 ‘수소 전주기 제품 안전성 지원센터’구축
라. 수소안전 국민 인식 제고 및 신뢰 확산 추진

 

4. 수소경제 활성화 기대효과
1) 수소경제 활성화에 따른 경제적 파급효과
(1) 수소경제 매출 발생으로 인한 경제적 파급효과
가. 수소경제 활성화의 직접적인 경제적 효과
나. 수소경제 활성화로 인해 발생하게 될 직간접적인 경제적 파급효과
(2) 수소경제 신규 투자로 인한 직간접적인 경제적 파급효과
(3) 수소경제 활성화에 따른 경제적 파급효과(종합)
2) 수소경제 활성화로 인한 환경개선 효과
(1) 수소경제 활성화로 인한 온실가스(이산화탄소) 저감효과
가. 수송부문에서 발생하는 온실가스(이산화탄소) 저감량
나. 발전용 연료전지에서 발생하는 온실가스(이산화탄소) 저감량
다. 자가용 연료전지에서 발생하는 온실가스(이산화탄소) 저감량
라. 수소경제 활성화로 인한 온실가스(이산화탄소) 저감효과
(2) 수소차 보급에 따른 미세먼지 저감효과

 

제Ⅲ장 글로벌 재생에너지 연구·기술 개발 동향과 정책 방향

1. 글로벌 재생에너지 확산 동인과 한국의 계획
1) 제3차 에너지 기본 계획 요약
2) 글로벌 재생에너지 확대 동인
(1) 그리드 패리티(grid parity) 도달
(2) 계통연계의 안정성
(3) 기술의 발전
(4) 수요 증대
3) 국내의 신재생에너지 이용·보급 계획과 중점 추진 과제
(1) 2020년 정책 방향
(2) 중점 추진과제
가. 재생에너지 산업생태계 육성
ⅰ. 대규모 프로젝트 추진
ⅱ. 新 유망분야 개척
ⅲ. 효율·환경 중심 시장재편
나. 재생에너지 발전시장 혁신
ⅰ. REC 수급 안정화
ⅱ. 경쟁입찰을 단계적으로 확대
ⅲ. RE100 이행지원
다. 주민 수용성 제고
ⅰ. 계획적인 재생에너지 사업 추진
ⅱ. 주민안심 참여기반 조성
ⅲ. 홍보·교육 강화
라. 수소 경제 글로벌 위상 강화
ⅰ. 세계 최고 수준의 내수시장 확대
ⅱ. 자생력 있는 수소 생태계 조성
ⅲ. 지속가능한 수소경제 추진체계 마련
마. 신재생에너지 혁신역량 확충
ⅰ. 미래선도분야 R&D 집중 투자
ⅱ. 에너지 강소기업 육성
ⅲ. 지역 에너지혁신 인프라 확대

 

2. 신재생에너지 확산에 따른 ESS 시장·기술 분석
1) 산업 생태계 분석
(1) 에너지저장장치의 정의
(2) 에너지저장장치의 종류
(3) 에너지저장장치의 산업특징 및 구조
(4) 해외시장 현황
(5) 국내시장 현황
2) 업계 동향 분석
(1) 해외업체 동향
가. NGK(일)
나. EnSync Energy Systems(미)
다. A123 Systems, LLC(미)
라. BYD(중국)
마. Panasonic Corporation(일)
바. Tesla(미)
사. ABB Ltd.(스위스)
아. Eguana Technologies(캐나다)
(2) 국내업체 현황
가. 삼성SDI(주)
나. (주)LG화학
다. (주)코캄
라. SK이노베이션(주)
마. 효성중공업(주)
바. 두산중공업(주)
사. 현대일렉트릭(주)
아. SK D&D(주)
자. 현대에너지솔루션(주)
차. 한화에너지(주)
카. LS산전(주)
타. ㈜피앤이솔루션
3) 기술 심층 분석
(1) 에너지저장장치 기술 필요성
(2) 에너지저장장치 기술 분류
(3) 에너지저장장치 기술개발 동향
가. 양수발전
나. 압축공기저장
다. 플라이휠
라. 리튬이온전지
마. 나트륨황 전지
바. 레독스 흐름전지
사. 슈퍼커패시터
아. 초전도 자기에너지저장
자. 감열 저장
차. 잠열 저장
(4) 기술 발전 방향
(5) 기술 트렌드

 

3. 신재생에너지와 에너지저장기술 동향과 국제 표준화 동향
1) 신재생에너지와 에너지저장기술 동향
(1) 대용량 에너지저장을 위한 액체공기 에너지저장 시스템
가. 대용량 에너지저장의 필요성
나. 대용량 에너지저장장치로서의 액체공기 에너지저장 시스템
다. 액체공기 에너지저장 시스템
(2) 대용량 전력-열저장-발전 기술 동향
가. 기존 에너지 저장 기술과의 차이점
ⅰ. P2G(Power-to-Gas)의 낮은 효율
ⅱ. 양수발전 및 압축공기 저장의 지리적 한계
ⅲ. 배터리의 용량, 비용 한계
ⅳ. 대용량, 저비용, 장기 발전이 가능한 에너지 저장 기술 필요
ⅴ. 열-전력 변환 발전 기술
ⅵ. 저비용·장기 전력-열저장-발전 기술
나. 기술적 이슈
ⅰ. 전력-열 변환 구현 방식에 따른 사이클 형태
ⅱ. 열저장 방법
다. 해외 연구 동향
ⅰ. 美 DOE, DAYS 프로젝트
ⅱ. 美 Google, Malta 프로젝트
ⅲ. 日 에너지종합공학연구소, 회전발열기 축열발전
ⅳ. ABB/GE/Siemens 개념 연구
라. 국내 연구 동향
마. 기대 효과
(3) 전기에너지 연료화 기술 동향
(4) 전력계통의 신재생에너지 수용확대와 전기저장장치 동향
(5) 수소사회 실현을 위한 수소액화 플랜트 동향
가. 수소사회의 필요성
나. 저장/운송/활용 측면에서의 액체수소 경제성
다. 수소액화 공정 개요
라. 상용급 수소액화 플랜트 고효율화 방안
2) ESS(Electrical Energy Storage) 시스템 국제 표준화 동향
(1) 개요
(2) EES 시스템 국제 표준화 동향
가. IEC TC 120 개요
나. EES 시스템 계획 및 설치
다. EES 시스템의 비상전원 용도 활용 국제 표준 개발 현황
(3) 결론

 

제Ⅳ장 수소에너지/연료전지 생태계 분석 및 연구·기술 개발 동향

1. 수소에너지 산업 생태계 분석
1) 수소에너지의 일반적 개요
(1) 수소에너지의 정의
(2) 수소산업의 범위
(3) 수소에너지의 산업특징 및 구조
(4) 수소에너지 기술의 현재와 미래
(5) 수소에너지 산업의 활성화 방안
가. 의의
나. 에너지원으로서의 수소와 상용화 가능성
다. 수소에너지 상용화 제약요소
라. 수소에너지의 활성화를 위한 과제 및 시사점
2) 수소에너지 업계 환경 동향
(1) 해외 동향
가. 해외시장 현황
나. 해외업체 동향
(2) 국내 동향
가. 국내시장 현황
나. 국내업체 현황
3) 수소에너지 시장 동향
(1) 수소에너지 시장 전망
(2) 수소 생산 시장
(3) 수소 저장 및 운송 시장
(4) 수소 활용 시장
4) 수소에너지 정책 동향
(1) 수소 안전기준 정책동향
가. 미국
나. 일본
다. 독일
라. 영국
(2) 수소에너지 정책동향
가. 미국
나. EU
다. 독일
라. 프랑스
마. 일본
바. 중국
사. 국내
(3) 수소경제 주요 국가별 정책 동향
가. 일본
나. 중국
다. 유럽
라. 미국
마. 한국
(4) 수소 관련 연구개발 투자 동향
가. 미국
ⅰ. 2008~2017년간 연료전지 관련 연구 테마
ⅱ. 에너지성(DOE)의 2018년도 연료전지 관련 연구과제
나. 일본
ⅰ. 일본 연료전지 연구개발 테마 (347건) 분석(2015-2018)
ⅱ. NEDO 연료전지·수소 연구 동향
다. EU
ⅰ. Horizon 2020
ⅱ. 연료전지 관련 연구과제 현황
라. 한국
ⅰ. 기후변화대응기술사업
ⅱ. 한국에너지기술연구원(KIER)

 

2. 수소에너지 연구·기술 개발 동향
1) 수소에너지 기술 동향 개요
(1) 친환경연료 기술의 변화
가. ITF-OECD 2018 요약
나. 바이오연료
다. 암모니아
라. 수소
마. 탈탄소화
(2) 수소 생산기술
가. 대표적 수소 생산기술
나. 수소 생산 방식 구분과 최근 기술 수준 동향
다. 해양가스전 천연가스 개질 수소생산
라. 해상 재생에너지 활용 수전해 수소생산
마. 국내 수소 생산 CO2 배출량 분석
바. 미래의 수소 생산 전망
(3) 수소 저장기술
(4) 수소 운송 기술
(5) 수소 활용기술
가. 주요 수소 활용 기술
ⅰ. 연료전지
ⅱ. 연료전지 시스템 구성
ⅲ. 연료전지 종류
(6) 안전 관리
2) 친환경 CO2-free 수소생산 활성화를 위한 정책 연구 동향
(1) 친환경 CO2-free 수소 생산·공급 확대의 필요성
가. 수소경제 활성화 로드맵의 주요내용
나. 수소경제 활성화 로드맵의 수소 생산·공급전략의 추가과제
다. 친환경 CO2-free 수소 생산·공급 확대 전략의 필요성
ⅰ. 수소경제 이행 추진의 환경적 측면에서의 정당성
ⅱ. 수소전기차 보급의 온실가스 저감 효과
ⅲ. 친환경 CO2-free 수소 생산·공급확대 전략의 필요성
(2) 친환경 CO2-free 수소 생산방식 현황
가. 부생수소, 추출수소외 수소 생산방식 현황에 대한 개관
나. 수전해 수소 생산방식
ⅰ. 알칼라인 수전해 기술
ⅱ. 고분자 전해질막(PEM) 수전해 기술
ⅲ. 고체산화물 수전해(SOEC) 기술
ⅳ. 수전해 수소 생산기술 개발에 대한 정부 지원 계획
다. 생물학적 수소 생산방식
ⅰ. 광합성에 의한 수소생산 기술
ⅱ. 광합성에 의존하지 않는 수소생산 기술
라. 광화학적 수소 생산방식
ⅰ. 수분해 광촉매를 이용한 수소생산 기술
ⅱ. 광전기화학전지 수소생산 기술
마. 원자력 기반 수소 생산방식(열화학 사이클 기반 수소 생산 방식)
바. 수소 결합 화합물 분해를 통한 수소 생산방식
ⅰ. 암모니아 분해를 통한 수소 생산방식
ⅱ. 액체유기수소화합물(LOHC) 분해를 통한 수소생산 방식
(3) 친환경 CO2-free 수소생산 활성화를 위한 정책적 시사점
가. 친환경 CO2-free 수소 인증제도 도입
ⅰ. 친환경 CO2-free 수소 생산방식의 획정(劃定)
ⅱ. 친환경 CO2-free 수소 인증제도 도입
나. 재생에너지 연계 수전해 수소 대상 REC 상당액 보상
다. 친환경 CO2-free 수소 인증제 연계 발전용 연료전지 REC 가중치 조정
3) 수소에너지 기술 현황과 융합 동향
(1) 전기구동화 추세와 수소전기차
(2) 수소전기차 연료 수소의 조달 방법
(3) 기술의 융합과 경합
(4) 수소충전소 등의 기반 시설과 안전성
(5) 수소에너지의 이용확대 부문
가. 상용차(버스, 트럭)
나. 수소 전기 열차와 트램
다. 수소 드론
라. 수소 전기선박
마. 수소비행기
바. 기타
4) 액상 유·무기 화합물(LOHC, NH3) 기반 대용량 수소저장기술 연구 개발 동향
(1) 배경 및 필요성
(2) 기존의 수소저장 방법
(3) 액상유기화합물 및 암모니아 기반 수소저장
가. 액상유기수소운반체(LOHC) 기반 수소저장
나. 암모니아(NH3) 기반 수소저장
(4) 액상유기수소운반체(LOHC) 개발과 에너지 해석
가. 수소저장의 문제
나. 액상유기수소운반체
다. 액상유기수소운반체 활용 공정의 에너지 해석
라. 에너지 밀도의 비교
마. 수소자동차와 액상유기수소운반체의 개발 전망
(5) 액상유기수소운반체(LOHC) 이용 수소 저장 및 추출 촉매반응기술
가. MBP의 물리화학적 특성 및 수소 추출
나. 수소저장을 위한 촉매 및 반응시스템
다. 수소추출을 위한 촉매 및 반응시스템

 

3. 연료전지 시장 주요 이슈 및 수소산업 열공학 기술 동향
1) 연료전지 시장 주요 이슈
(1) 연료전지 기술 개요
가. 연료전지 정의 및 기대효과
나. 연료전지 기술 및 용도별 특징
(2) 연료전지 시장 동향 및 지원 정책
가. 세계 연료전지 시장 현황 및 전망
나. 국내 연료전지 시장 현황 및 전망
다. 주요 국가의 연료전지 보급 지원정책
(3) 연료전지 시장 주요 이슈
가. 발전용 연료전지 시장의 성장성
나. 수송용 연료전지 시장의 성장성
다. 연료전지 산업의 활성화를 위한 R&D 동향
(4) 연료전지 시장의 현재와 미래
가. 수소경제 활성화에 중추적 역할이 기대되는 연료전지
나. 원천 기술 개발을 통한 기술 경쟁력 강화 필요성 증대
다. 수요산업과 연계된 R&D 방향 설정 필요
2) 수소산업 열공학 기술 동향
(1) 수소 연료 전지 자동차의 미래
(2) 현대자동차 연료 전지 시스템
(3) 수소 저장 기술
가. 고압 기체 저장 방식
나. 액체 수소 저장 방식
다. 고체 수소 저장 방식
라. 액상 수소 저장 방식
(4) 수소 생산 기술 고찰
가. 수소 생산 기술
ⅰ. 수전해 방법
ⅱ. 열분해 및 열화학적 물분해
ⅲ. 광분해
ⅳ. 바이오매스
나. 탄화수소 개질 방법을 통한 수소 생산
ⅰ. 수증기 개질
ⅱ. 부분 산화
ⅲ. 자열개질
ⅳ. 가스화
다. 플라즈마 기술을 사용한 탄화수소 연료의 개질
라. 암모니아를 사용하는 수소 생산 방법
(5) 수소 연료 전지 기술 동향