NEWS & INFORMATION FOR CHEMICAL ENGINEERS, Vol. 27, No. 5, 2009…521
| 특 | 별 | 기 | 획 |
19세기부터 발전한 산업혁명은 20세기에 꽃피우게 되었다. 20세기의 산업은 풍부한 지하자원, 특히 석탄과 석유를 바탕으로 지속되었으나, 세기말에는 공해, 자원고갈, 지구온난화 등 각종 문제가 심각하게 됨에 따라 수 소경제 실현에 대한 논의가 21세기초부터 본격적으로 시작되었다. 미국을 중심으로 각국은 수소경제 실현을 위 한 전분야의 연구개발을 지난 수년간 해왔으나, 2008년말 촉발된 세계적인 경기침체 이후 수소경제에 대한 의 구심이 무게를 얻고 있다. 그러나, 수소는 지금도 정유, 비료생산, 플라스틱 등 각종 화공제품생산을 위한 원료 로 대량으로 생산되고 소비되고 있으며, 중질유개질, 합성연료생산을 위한 수소수요는 계속 늘어가고 있다. 수 소경제는 수소를 직접 연료로 사용하는 것이며, 에너지산업의 지속가능성을 최대화하기 위한 비전이다.
지속가능성은 경제, 환경, 사회의 세가지 측면에서 논의되어야 한다. 에너지산업에서 널리 받아지고 있는 지 표는 [표 1]과 같다.
표에서 알 수 있는 것처럼 지속가능성은 절대적인 지표가 아니고, 시대와 지역에 따라 변화하는 지표이다. 현 재 우리나라에서 원자력에너지를 지속가능성지표로 검토해보면, 경제와 환경측면에서 타 에너지원보다 우수하 다. 우리나라전력의 40%를 공급하고 원자력은 지난 2차례에 걸친 경제위기시 빠른 경제회복의 밑거름이 되었 다. 지금은 원자력을 전력생산에만 이용하고 있으나, 공정열, 수소를 효율적이고 경제적으로 생산할 수 있다면, 우리나라에너지 공급체계의 지속가능성은 더욱 커질 것이다.
수소생산을 위한 원자로로써 지금의 경수로보다 효율성과 안전성이 더욱 향상된 초고온가스로를 개발하고 있 다. 초고온가스로는 현재까지 개발된 고온가스로의 출구온도를 물분해수소생산이 가능한 온도까지 높인 개념으 로 미국, 일본 등 선진국과 함께 제4세대 원자력 국제공동개발로 추진하고 있다. 초고온기기제작에 사용할 수 있는 재료는 초내열합금, 세라믹복합체 등 여러가지가 개발되어 있으나, 방사능의 밀폐, 장기간 방사선 내구성 을 검증하기 위해서는 장기간의 연구개발이 필요하며, 물분해 수소생산공정도 여러가지가 개발되어 있으나, 산 업화를 위해서는 대규모로 실증되어야 하므로 2030년대 상용화를 위해 2020년대 초반을 실증목표로 설정하고 개발중이다.
지구온난화 피해가 가시화되고 석유정점이론이 현실화됨에 따라, 우선 기술 리스크가 적은 개량고온가스로를 이용한 고온수증기공급, 천연가스증기개질로 화석연료 대체가능성을 조속히 실증하고 상용화하자는 논의도 미 국, 유럽, 남아공 등에서 시작되었다. 원자력을 비전력분야에 적용하는 것은 기존 원자력산업뿐 아니라, 화공산 업, 제철산업 등 거대 산업간의 융합이며, 산업계 사이의 진입장벽이 낮춰져야 실현될 것이다. 그러나, 성공한 다면 막대한 파급효과를 기대할 수 있으며 우리나라가 먼저 성공한다면 국가의 성장동력이 될 것이다.
본 특집에서는 보다 상세한 개발내용과 초고온가스원자로기술, 초고온가스로를 이용한 물분해수소생산기술, 천연가스증기개질기술을 소개한다.
| 특 | 별 | 기 | 획 |
지속가능성과 원자력수소
장 종 화
한국원자력연구원, [email protected]
경제 측면 가격경쟁력, 자본부담능력, 기술성숙도
환경 측면 자원소비량, 수송성, 부지소요, 온실가스배출, 폐기물발생량 및 처분, 안전성 사회 측면 일자리 창출기회, 경제파급효과, 위험확산성, 대중수용성
표 1. 에너지산업의 지속가능성 지표
