청정수소 공급망 경쟁 분석: 생산에서 저장·운송으로 중심 이동

탄소집약도gCO2eq/kWh

carbon intensity

탄소집약도는 전기 1kWh를 생산할 때 배출되는 온실가스의 양을 gCO2eq/kWh(그램 이산화탄소 환산量/킬로와트시) 단위로 나타낸 지표입니다. 여기서 CO2eq(이산화탄소 환산량)는 메탄, 아산화질소 등 이산화탄소가 아닌 온실가스도 지구온난화 기여도에 따라 이산화탄소 무게로 환산해 합산한 값입니다. 같은 1kWh라도 어떤 발전원이 만들었는지에 따라 배출량이 크게 달라지기 때문에, 전력 소비량(kWh)만으로는 알 수 없는 환경 영향을 비교할 수 있게 해줍니다. 실무에서는 기업의 온실가스 배출량 산정(특히 전기 사용에 따른 간접 배출), 전기차·히트펌프 같은 전기화 설비의 배출 효과 평가, 데이터센터 입지 검토 등에 사용됩니다. 국가 단위 계통 평균 탄소집약도는 그 나라의 발전원 구성에 따라 결정되며, 같은 나라 안에서도 시간대·계절에 따라 변동합니다. 국내에서는 온실가스 배출권거래제 등에 쓰이는 전력 배출계수를 관련 기관이 주기적으로 고시하며, 이 고시값이 공식 기준이 됩니다.

액화수소°C

liquid hydrogen

액화수소는 기체 수소를 영하 253°C(-253°C, 절대온도 약 20K) 수준까지 냉각해 액체 상태로 만든 수소를 말합니다. 수소는 끓는점이 매우 낮아 액화하려면 극저온 설비가 필요하며, 이 온도는 액화천연가스(LNG)의 액화 온도인 영하 162°C보다도 훨씬 낮습니다. 액화하면 같은 부피에 훨씬 많은 수소를 담을 수 있어 한 번에 많은 양을 운송하거나 저장할 때 유리합니다. 다만 액화 과정 자체에 상당한 전력이 들어가고, 저장 중 열이 침투해 일부가 다시 기화하는 현상(보일오프)이 발생하므로 단열 성능이 중요한 설계 요소가 됩니다. 실무에서는 수소 충전소용 대량 운송, 장거리 해상 수송, 우주발사체 추진제 등에서 검토·활용됩니다.

암모니아 혼소

ammonia co-firing

암모니아 혼소는 석탄화력 발전소에서 석탄의 일부를 암모니아(NH3)로 대체해 함께 태우는 기술입니다. 암모니아 분자에는 탄소가 없어 연소해도 이산화탄소가 나오지 않으므로, 기존 발전소를 유지하면서 발전량당 이산화탄소 배출을 줄이는 수단으로 검토됩니다. 혼소율은 보통 투입 열량 기준 비율(%)로 표시하며, 열량 기준 20% 혼소는 보일러에 들어가는 열량의 20%를 암모니아가 담당한다는 뜻입니다. 다만 암모니아는 연소 속도가 느리고 질소 성분 때문에 질소산화물(NOx) 발생 가능성이 있어 전용 버너와 탈질 설비 설계가 함께 따라갑니다. 또한 감축 효과는 암모니아 자체를 어떤 방식으로 만들었는지에 좌우되므로, 원료 수소의 생산 경로까지 함께 평가합니다.