수소 사회가 실현되지 않는 4가지 이유
전기 자동차가 각광받으며, 연료전지 자동차의 베일이 옅어지고 있다. 10 년 전에 발표 된 경제산업성의 「연료 전지 전략 연구회 보고서에서 2010 년에는 5 만대의 연료 전지 자동차가 달릴 것으로 계획하고 있었다. 물론 현재 시판되고 있는 연료전지차는 없다. 연료 전지로 달리는 자동차라는 개념 자체가 허구라고 생각하는 블로그의 저자는 이 분야에 막대한 예산을 쏟아 붓는 것에 반대한다.
연료 전지의 기술적 과제 해결 이전에 가연성이 강한 물질이라는 점을 제외하고도 수소를 연료로 사용하는 것에는 근본적인 문제가 있다.
1) 이차 에너지원인 수소 가스
수소 가스 자원은 지구상에 존재하지 않으며, 수소는 어떤 화합물에서 에너지를 사용하여 뽑아내는 이차 에너지이다. 즉 전기와 같다. 그것을 연료 전지에서 전기로 바꾸는 것은 이차 에너지인 수소를 이용하여 다시 이차 에너지(이럴 경우 3차)인 전기를 만드는 너무 많은 공정이 생긴다. 수소를 화석 연료 (탄화수소)에서 꺼내면, 화석 연료 단독으로 사용하는 것보다 종합효율은 오히려 낮고, CO2도 발생한다.
2) 효율성의 문제 : 태양 광이나 풍력과 같은 재생 에너지를 사용하여 전기 분해로 물에서 수소를 추출하는 방법
신재생에너지를 이용해서 전기 분해로 얻는 수소를 이용하여 연료 전지에서 전기를 만든 과정이다. 즉, 재생 에너지 → 전기 → 수소 → 전기는 변환환하는 것이다. 전기 -> 수소에서 70 % 정도, 수소 -> 전기 50 % 정도의 이상적 효율로 계산하면, 총효율은 35 %로 2/3의 에너지가 손실된다. 실제로 야쿠시마에서 열린 실증 실험에서는 종합 효율이 22 %이었다 ( 「야쿠시마 수소 스테이션 프로젝트 활동보고」2006 년 3 월 )
3) 부피/에너지 밀도
수소의 부피/에너지 밀도는 가솔린의 1/3000로 가솔린과 같은 에너지를 탑재하려면 3000 분의 1로 압축 (또는 액화)해야한다. 그러기 위해서는 극저온 및 초고압이 필요하며, 큰 에너지를 사용하게 된다. 여기서 또 상당한 에너지 손실이 생긴다.
4) 소수의 누출
수소는 우주에서 가장 가볍고 작은 물질로 극히 미세한 공극에도 빠져 버린다. 만약 천연가스나 휘발유처럼 파이프 라인을 사용하면 대량의 수소가 대기 중으로 누출되는 것이다. 그리고 수소는 대기권을 뚫고 우주 공간에 확산된다.
일본 정부와 기업이 고집하는 이유 :
1. 수요량이 적은 시간에 발생하는 잉여 전력을 이용하여 수소로 변환하려는 생각.
그러나 에너지 저장으로는 효율이 너무 낮고, 비용면에서도 전망은 없을 것이다.
2. '원자력 수소'라는 키워드.
원자력 발전에 의한 전기로 물을 분해하는 것은 앞서 서술한 것과 같이 비효율적이다. 그런데 고온의 가스( 900 ℃ 이상)에서 나오는의 열을 이용한 고온 열화학 분해하는 기술을 사용하면 에너지 변환 효율의 상한은 카르노 효율이 되기 때문에 이론적으로 60 % 이상의 변환 효율을 기대할 수 있다.
즉 수소 사회 = 원자력 사회라는 구도로 이끌려는 느낌이 든다. 그러나 원자력도 수소 생산에는 기술적으로 해결해야 할 과제가 쌓여있다. 만약 실현했다고해도 사용 후 핵연료 문제는 남게 된다. 그럼에도 수소의 이용을 진행하는 것은 원자력를 평화적 이용이라며 꿈의에너지라고 예찬했던 초기를 떠올리게 만든다.
추신: 2015 년 8 월 4 일 " '수소 사회'는 왜 문제인가」『「水素社会」はなぜ問題か』를 저술했습니다.
여기에서 언급 한 수소 사회 수소 에너지의 문제점을 알기 쉽게 해설하고 있습니다. 꼭 읽어 보시기 바랍니다.
(2015 년 8 월 4 일기)
수소에너지 개발에 반대하는 일본 블로그 내용을 번역 편집함.
(출처 :http://greenerw.exblog.jp/15156360)
