수소는 가정에서 천연가스를 대체할 수 있는 최선의 선택입니까? 숫자를 보면서

최근 천연가스를 대체할 수 있는 수소에 대한 이야기가 많이 나오고 있습니다. 이 계획은 H2를 천연가스 전력망에 점진적으로 추가하는 것입니다. H2는 사용 가능한 경우 "과도한" 재생 가능 전기를 사용하여 물에서 만들어집니다.

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차트 제공 Lazard

작성자: Paul Martin, 화학 공정 개발 전문가

최근 천연가스를 대체할 수 있는 수소에 대한 이야기가 많이 나오고 있습니다. 이 계획은 H2를 천연가스 전력망에 점진적으로 추가하는 것입니다. H2는 사용 가능한 경우 "과도한" 재생 가능 전기를 사용하여 물에서 만들어집니다. 그러나 궁극적으로는 천연가스 대신 현재와 동일한 배관 및 유통망을 사용하여 순수한 수소를 가정에 공급해야 한다고 생각하는 사람들이 있습니다. 그들의 생각에는 우리가 해야 할 일은 모든 보일러, 용광로, 스토브 쿡탑, 오븐을 다시 분사하는 것뿐이며 우리는 경주에 나설 것입니다. 값비싼 자본을 모두 버릴 필요가 없습니다. 연료만 바꾸면 됩니다! 무색, 무취의 수소를 태워 수증기만 만들게 되고, 지구 온난화 문제 해결에 한발 더 가까워질 것입니다.

좋은 것 같아요! 어디서 서명하나요?

잠깐만요 – 너무 빠르지는 않아요!

이 계획에 대한 첫 번째이자 가장 명백한 비판은 효율성입니다. 천연가스로 시작하든 전기로 시작하든 상관없이, 할 수 있는 최선의 방법은 공급 에너지(메탄의 저발열량(LHV), 즉 전기의 kWh)의 약 70%를 제품 수소의 LHV로 변환하는 것입니다. 가장 좋은 경우입니다. 대안이 천연가스나 전기를 직접 사용하는 것이라면 수소는 그 방정식에 손실만 가져옵니다.

분명히 여기서의 전체 아이디어는 파이프 끝에서 발생하는 연소와 관련된 화석 온실가스(GHG) 배출을 제거하는 것입니다. 수소는 그렇게 할 수 있는 옵션을 제공합니다. 혐기성 소화에서 바이오메탄으로 시작할 수 있으므로 수소를 만들 때 배출되는 CO2는 자연 탄소 순환의 일부일 뿐입니다. 또는 수소플랜트에서 화석천연가스를 원료로 수소를 만들 때 발생하는 CO2의 전부 또는 일부를 포집하거나, 메탄을 열분해하여 탄소를 연소 이외의 용도로 부산물로 판매하거나, 풍력이나 태양열, 원자력, 수력, 지열 등에서 전해조에 공급하는 전기입니다. 이러한 모든 방법을 통해 버너에 화석 GHG 배출이 없는 연료를 사용할 수 있습니다. 즉, 이상적으로는 이를 감당할 수 있다고 가정합니다.

물론 바이오가스에서 나오는 메탄을 전력망에 공급할 수도 있습니다. 하지만 저는 바이오가스가 화석화 이후의 미래에 우리에게 정말로 필요한 연료 사용을 위한 중요한 연료가 될 것이라고 확신하지만, 누구도 그렇게 될 것이라고 설득하려고 해서는 안 됩니다. 기존 천연가스 공급량을 대체할 수 있을 만큼 충분한 바이오가스 또는 그 공급량의 일부일 수도 있습니다. 따라서 버너를 유지하고 화석 온실가스를 배출하지 않으려면 수소가 유일한 선택인 것 같습니다. 이것이 바로 천연가스 산업이 전 세계 정부에 말하고 있는 내용입니다.

물론 이들 가스회사와 전해조 공급업체는 사리사욕을 염두에 두지 않고 조언을 제공하는 것은 아니다. 그들은 사업을 계속하는 데 필요한 위치에서 시작하고 있으며 귀하는 버너를 충분히 공정하게 유지해야 합니다! 확실한 대안은 버너를 전기로 직접 교체하고 손실이 많은 수소 중개인을 없애는 것입니다. 하지만 그렇게 하면 사업을 중단하게 됩니다. 가정 난방 및 가정용 온수의 경우에도 열 펌프는 수소로의 전환 손실을 30% 절감할 뿐만 아니라 공급하는 전기 1kWh당 약 3kWh 상당의 열을 제공합니다. 훨씬 더 효율적입니다. 그러나 저렴하지는 않습니다. 열 펌프 비용은 꽤 많이 듭니다. 재생 가능한 전기는 날이 갈수록 저렴해지고 있지만 그리드 전기는 여전히 에너지 단위당 천연가스 비용의 큰 배수로 판매됩니다. 탄소세가 부과되기 때문입니다. 이는 부적절하며 일부 지역에서는 여전히 화석 연료가 전력망에 전력을 공급하기 때문입니다.

쿡탑의 경우 인덕션 히터는 화염보다 훨씬 더 나은 성능을 제공합니다. 오래된 알루미늄 냄비와 팬 몇 개를 버려야 할 수도 있지만 그렇지 않으면 그 변화에 매우 만족할 것입니다. 그리고 오븐은 훨씬 더 나은 온도 제어 기능을 갖춘 기존의 저항 히터와 잘 작동합니다.