5월 8일, 오스트리아의 RAG는 루벤스도르프의 옛 가스 저장소 부지에 세계 최초의 지하 수소 저장 시범 프로젝트를 시작했습니다. 이 시범 프로젝트는 120만 세제곱미터의 수소를 저장할 예정이며, 이는 4.2GWh의 전력에 해당합니다. 저장될 수소는 커민스가 공급하는 2MW급 양성자 교환막 전지(PEM)에서 생산되며, 초기에는 저장에 필요한 수소량을 생산하기 위해 기저부하로 가동될 예정입니다. 프로젝트 후반에는 전지가 더욱 유연하게 운영되어 남는 재생에너지 전력을 전력망으로 공급할 계획입니다.
수소 경제 발전의 중요한 이정표로서, 이번 시범 프로젝트는 계절별 에너지 저장을 위한 지하 수소 저장의 잠재력을 입증하고 대규모 수소 에너지 보급의 발판을 마련할 것입니다. 아직 해결해야 할 과제가 많지만, 이는 더욱 지속 가능하고 탈탄소화된 에너지 시스템을 향한 중요한 첫걸음임이 분명합니다.
지하 수소 저장이란 지하 지질 구조를 이용하여 수소 에너지를 대규모로 저장하는 기술을 말합니다. 재생 에너지원을 이용해 전기를 생산하고 수소를 생성한 후, 생성된 수소를 염동굴, 고갈된 석유 및 가스 매장지, 대수층, 암반 동굴 등의 지하 지질 구조에 주입하여 수소 에너지를 저장합니다. 필요할 경우, 지하 수소 저장소에서 수소를 추출하여 가스 생산, 발전 또는 기타 용도로 사용할 수 있습니다.
수소 에너지는 기체, 액체, 표면 흡착, 수소화물 또는 수소 탑재체를 이용한 액체 등 다양한 형태로 저장할 수 있습니다. 그러나 보조 전력망의 원활한 운영과 완벽한 수소 에너지 네트워크 구축을 위해서는 현재로서는 지하 수소 저장만이 실현 가능한 유일한 방법입니다. 파이프라인이나 탱크와 같은 지상 수소 저장 방식은 저장 및 방출 용량이 며칠 정도로 제한적입니다. 수주 또는 수개월 규모의 에너지 저장을 위해서는 지하 수소 저장이 필수적입니다. 지하 수소 저장은 수개월 동안의 에너지 수요를 충족할 수 있으며, 필요할 때 직접 추출하여 사용하거나 전기로 변환할 수 있습니다.
하지만 지하 수소 저장에는 여러 가지 어려움이 있습니다.
첫째, 기술 발전 속도가 느리다.
현재 고갈된 가스전 및 대수층에 수소를 저장하는 데 필요한 연구, 개발 및 실증은 더디게 진행되고 있습니다. 고갈된 가스전에 남아 있는 천연가스의 영향, 대수층 및 고갈된 가스전에서 발생할 수 있는 오염물질 및 수소 손실을 유발하는 현장 세균 반응, 그리고 수소의 특성에 따라 영향을 받을 수 있는 저장 밀폐성의 영향 등을 평가하기 위한 추가 연구가 필요합니다.
둘째, 프로젝트 건설 기간이 길다.
지하 가스 저장 프로젝트는 상당한 건설 기간이 필요합니다. 소금 동굴이나 고갈된 가스 저장소의 경우 5~10년, 대수층 저장의 경우 10~12년이 소요됩니다. 수소 저장 프로젝트의 경우 이보다 더 긴 시간이 걸릴 수 있습니다.
3. 지질 조건에 의해 제한됨
지역의 지질 환경은 지하 가스 저장 시설의 잠재력을 결정합니다. 잠재력이 제한적인 지역에서는 수소를 화학 변환 공정을 통해 액체 운반체 형태로 대규모 저장할 수 있지만, 에너지 변환 효율 또한 저하됩니다.
수소 에너지는 낮은 효율과 높은 비용으로 인해 대규모로 적용되지는 못했지만, 다양한 중요 분야의 탈탄소화에 핵심적인 역할을 할 수 있기 때문에 향후 발전 가능성이 매우 높다.
게시 시간: 2023년 5월 11일