출처:afdc.energy.gov
수소(H2)는 국내의 다양한 자원에서 생산할 수 있는 대체 연료입니다. 운송 연료로서의 수소 시장은 초기 단계에 있지만 정부와 업계는 연료 전지 전기 자동차(FCEV)의 광범위한 사용을 위해 깨끗하고 경제적이며 안전한 수소 생산 및 보급을 위해 노력하고 있습니다. 경량 FCEV는 이제 국내 및 전 세계 현지화 지역의 소비자 시장에 제한된 수량으로 제공됩니다. 시장은 또한 버스, 자재 취급 장비(예: 지게차), 지상 지원 장비, 중형 및 대형 트럭, 해양 선박 및 고정식 애플리케이션을 위해 개발되고 있습니다. 자세한 내용은 연료 속성 및 수소 분석 리소스 센터를 참조하십시오.
수소는 우리 환경에 풍부합니다. 그것은 물(H2O), 탄화수소(예: 메탄, CH4) 및 기타 유기물에 저장됩니다. 수소를 연료로 사용하는 한 가지 문제는 이러한 화합물에서 수소를 효율적으로 추출하는 것입니다.
현재 미국에서 생산되는 수소의 대부분은 수소를 추출하기 위해 고온의 증기와 천연 가스를 결합하는 증기 개질 방식입니다. 물에서 전기분해를 통해 수소를 생산할 수도 있습니다. 이것은 에너지 집약적이지만 바람이나 태양열과 같은 재생 에너지를 사용하고 다른 종류의 에너지 생산과 관련된 유해한 배출을 피할 수 있습니다.
매년 미국에서 생산되는 거의 모든 수소는 석유 정제, 금속 처리, 비료 생산 및 식품 가공에 사용됩니다.
수소의 생산은 공기 질에 영향을 미치는 배출물을 발생시킬 수 있지만, 수소로 달리는 FCEV는 배출 가스로 수증기와 따뜻한 공기만 배출하므로 무공해 차량으로 간주됩니다. 주요 연구 개발 노력은 이러한 차량과 인프라를 광범위하게 사용할 수 있도록 하는 데 목표를 두고 있습니다. 이로 인해 소형 생산 차량이 소매 소비자에게 출시되고 캘리포니아에서는 중형 및 대형 버스와 트럭이 초기에 구현되고 북동부 주에서는 차량이 제공됩니다.
수소 및 연료 전지 기술 사무소에서 수소 및 연료 전지에 대해 자세히 알아보십시오.
대체 연료로서의 수소
수소는 1992년 에너지 정책법에 따라 대체 연료로 간주됩니다. 대체 운송 연료로서 수소에 대한 관심은 무공해 차량의 연료 전지에 동력을 공급할 수 있는 능력, 국내 생산 가능성 및 연료 전지의 빠른 충전 시간에서 비롯됩니다. 고효율. 실제로 전기 모터와 결합된 연료 전지는 가솔린으로 작동하는 내연 기관보다 2~3배 더 효율적입니다. 수소는 내연 기관의 연료로도 사용할 수 있습니다. 그러나 FCEV와 달리 배기 가스가 배출되고 효율성이 떨어집니다. 연료 전지에 대해 자세히 알아보십시오.
수소 가스 2.2파운드(1kg)의 에너지는 휘발유 1갤런(6.2파운드, 2.8kg)의 에너지와 거의 같습니다. 수소는 체적 에너지 밀도가 낮기 때문에 기존 차량의 주행 범위를 달성하기 위해 압축 가스로 차량에 저장됩니다. 대부분의 현재 애플리케이션은 평방 인치당 5000 또는 10000 파운드(psi)로 수소를 저장할 수 있는 고압 탱크를 사용합니다. 예를 들어 자동차 제조업체에서 생산하고 대리점에서 판매하는 FCEV에는 10,000 psi 탱크가 있습니다. 대부분 주유소에 함께 위치한 소매 디스펜서는 약 5분 안에 이러한 탱크를 채울 수 있습니다. 연료 전지 전기 버스는 현재 채우는 데 10~15분이 걸리는 5,000 psi 탱크를 사용합니다. 수소를 금속 수 소화물 또는 저온 흡수제 물질과 같은 물질과 화학적으로 결합시키는 것을 포함하여 수소를 저장하는 다른 방법이 개발 중입니다. 수소 저장에 대해 자세히 알아보세요.
National Renewable Energy Laboratory에서 수집 및 분석한 소매 수소 충전소의 데이터에 따르면 FCEV에 연료를 공급하는 데 소요되는 평균 시간은 4분 미만입니다.
캘리포니아는 FCEV를 위한 수소 충전소 건설에서 전국을 선도하고 있습니다. -2021 중반 기준으로 47개의 소매 수소 충전소가 캘리포니아와 하와이에 1개 공개되었으며 55개가 캘리포니아에서 다양한 건설 또는 계획 단계에 있습니다. 이 스테이션은 8,000개 이상의 FCEV를 제공합니다. 캘리포니아는 청정 교통 프로그램(Clean Transportation Program)을 통해 수소 인프라 구축을 위한 자금을 계속 제공하고 있습니다. 캘리포니아 에너지 위원회는 2023년까지 연간 최대 2,000만 달러를 할당할 수 있는 권한이 있으며 이러한 무공해 차량을 지원하고 장려하기 위해 초기 100개의 공공 충전소에 투자하고 있습니다. 또한 북동부 주에는 14개의 소매점이 계획되어 있으며 그 중 일부는 이미 차량 고객에게 서비스를 제공하고 있습니다.
자동차 제조업체는 수소 충전소가 있는 지역에 거주하는 소비자에게만 FCEV를 제공하고 있습니다. 캘리포니아와 전국의 비소매점에서도 버스를 포함한 FCEV 차량을 계속 서비스하고 있습니다. 여러 유통 센터는 정상적인 운영에서 자재 취급 차량에 연료를 공급하기 위해 수소를 사용하고 있습니다. 또한 기존의 소형 주유소보다 훨씬 더 많은 용량의 주유소가 필요한 라인 운반 트럭과 같은 대형 차량의 생산과 관련하여 몇 가지 발표가 있었습니다. 미국 전역의 수소 충전소를 찾아보세요.
