# data[].attributes.body
질문유형:분석적 질문

질문: 수소에너지를 개발하게된 원인은 무엇인가요?

답: 석탄이 동력과 에너지로 활용됨, 이로서 대량생산이 가능해짐. 그러나 석탄사용으로 인한 환경오혐 심화됨. 현재까지 온실가스 배출량 증가로 지구온난화가 심해지면서 지속가능 에너지/ 친환경

에너지 관심 증가로 수소 에너지 개발 시작

# data[].attributes.headline
수소에너지와 전통 화석 연료를 비교했을 때 장단점은 무엇인가?

# data[].attributes.subject
수소에너지와 전통 화석 연료를 비교했을 때 장단점은 무엇인가?

# data[].attributes.body
분석적 질문

답:

수소에너지 장단점

1.장점)수소에너지는 미래 지향적,친환경적

2.단점)현재는 대부분 화석연료에서 수소를 추출하기 때문에 여전히 이산화탄소 발생,경제성 낮음

전통화석연료 장던점

1.장점)전통화석연료는 현재 활용 유리,경제성 높음

2.단점)환경적 한계 큼

# data[].attributes.body
논쟁적 질문

질문: 수소에너지가 현재 사용되는 석탄연료를 모두 대체할 수 있을까?

답: 현재는 부족하지만 장기적인 관점으로 봤을때는 가능성이 있다고 생각한다.

# data[].attributes.body
질문 유형

분석적 질문

질문

순수한 수소를 얻기 위한 방법은 무엇이 있을까?

그중 현시점에서 제일 효율적인 방법은 무엇이고 그것의 한계는??

질문에 대한 답

부생수소 얻기, 물 전기분해, 천연가스로부터 수소 추출 이 있고 그중 천연가스로부터 얻는 것이 가장 경제적, 효율적이다. 하지만 탄소로부터 수소를 떼어내기 때문에 환경적 문제가 발생한다.

# data[].attributes.body
질문 유형 : 논쟁적 질문

질문 : 수소 연료가 아직 완벽하지 않은 현재, 수소 연료를 도입하는 게 이르지는 않을까?

질문에 대한 답 :

<이르다> : 현재 현실적으로 가능한 공정 과정으로 수소원료를 얻기 위해서는 환경부담이 크다. 때문에 충분히 고려해본 후 도입해야한다.

<이르지 않다> : 현재 과학기술로 충분히 발전시킬 수 있고, 환경 문제가 계속해서 심각해지고 있는 만큼 최대한 빠른 시일 내에, 결과가 처음엔 좋지 않더라도 도입하는 게 좋다.

# data[].attributes.headline
수소 에너지가 친환경 에너지라고 불리는 이유는?

# data[].attributes.subject
수소 에너지가 친환경 에너지라고 불리는 이유는?

# data[].attributes.body
개념적 질문

답:

수소를 연소시켰을 때 부산물로 물만 생성하고 온실가스 배출이 없기 때문이다.

연소 없이 전기를 생산

그린 수소로 분류됨 지속가능이 높아짐

# data[].attributes.attachment_link.title
연료 전지 - 자바실험실

# data[].attributes.attachment_link.description
연료 전지 연료전지는 수소가 산화되어 물이 생성되는 반응의 화학 에너지를 전기 에너지로 전환하는 장치입니다. 연료 전지는 열 손실이 작아서, 기존의 연료 방식보다 에너지 효율이 높습니다. 연료 전지는 수소가 공급되는 연료 전극(-), 산소가 공급되는 공기 전극(+), 두 전극 사이의 전

# data[].attributes.attachment_link.title
‘색’다른 수소, 그리고 CCUS! | GS칼텍스 미디어허브

# data[].attributes.attachment_link.description
무색, 무취, 무미의 수소. 그런데 수소에 ‘색’이 있다는 사실을 알고 계시나요? 기후 위기로부터 지구를 구할 대안으로 떠오른 ‘블루수소’와 이를 생산하기 위해 꼭 필요한 기술인 CCUS를 소개합니다.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
인류는 산업혁명 이후 탄소경제 속에서 비약적 발전을 이뤄냈다. 하지만 무분별한 화석연료의 사용은 인류를 위협하는 부메랑이 되어 심각한 환경오염이 발생하고 있다. 전 세계적으로 나타나는 이상기후와 심각한 지구온난화 현상에서 벗어나기 위해서는 '탈(脫)탄소경제'로의 전환이 필수적이다. 기후변화의 근본적인 원인은 화석연료 사용 증가로 공기 중 급격히 늘어난 온실가스인데, 그 중 절대적 비중을 차지하는 것이 이산화탄소이기 때문이다.

일상 속 에너지 절감을 통해 탄소 배출량을 줄이려고 노력을 하고 있지만, 턱없이 부족한 상황이다. 우리가 사용하는 전기의 대부분이 여전히 화석연료로부터 얻고 있기 때문이다. 이에 전 세계가 주목하는 에너지 전환은 크게 두 가지 방식이 있다. 태양광, 풍력 등 자연의 힘을 이용해 전기를 생산하는 재생에너지와 수소에 화학반응을 일으켜 전기를 생산하는 수소에너지를 활용하는 것이다.

다만, 우리나라 지형 특성상 태양광 · 풍력 · 수력 등과 같은 자연을 이용한 재생에너지는 날씨와 지역에 따라 생산량을 제어하기가 어려운 단점이 있다. 그와 달리 수소에너지는 에너지 안보, 환경 등 다양한 측면에서 많은 장점을 갖고 있다. 오염물질을 전혀 배출하지 않는 청정에너지원으로 온실가스 배출 문제의 근본적이 해결책이 될 수 있고, 우리나라와 같이 에너지수입 의존도가 97%에 달하는 자원빈국에서는 수소에너지가 에너지 자립의 중요한 대안이 될 것이다.

이러한 장점으로 인해 세계 주요국 뿐 아니라 우리나라 역시 탄소중립*시대의 핵심에너지로 수소를 주목하고 있다. 세계적 컨설팅 기업 맥킨지가 발표한 수소 관련 보고서 'Hydrogen Meet Digital'에 따르면, 2050년 국내 수소 사용량은 약 1,690만톤에 달할 것이라고 전망했다. 이는 2015년(약 240만톤) 대비 약 7배가 늘어나는 것으로, 연간 최종 에너지 수요의 약 21%를 수소에너지의 의존한다는 것이다. 특히, 우리나라는 수소연료전지 발전 상용화에 성공했고, 수소전기차 및 발전용 수소연료전지 보급 1위를 기록할 정도로 수소경제 구축에 앞장서고 있다.

*탄소중립이란? 인간사회에서 배출되는 이산화탄소의 실질적인 배출량이 0이 되도록 하는 것을 말한다. 탄소중립 실현을 통해서 지구온난화를 막고 이에 따른 이상기후 현상을 막는 것이 주요목적이다.

그렇다면, 모든 수소 에너지가 청정 에너지원일까? 반드시 그렇지만은 않다. 수소는 생산방식과 친환경성 정도에 따라서 로 구분 가능하다.

현재 생산되는 대부분의 수소 약 96%가 로, 천연가스를 고온·고압 수증기와 반응시켜 수소를 추출하는 방식이다. 그레이수소 1톤 생산할 때 이산화탄소 10톤이 발생하는 단점이 있지만 가장 저렴한 비용으로 인해 가장 많이 사용하고 있다.

는 CCS 기술*을 이용해 그레이 수소 생산과정 중 만들어지는 이산화탄소를 다시 활용하거나 저장한다. 따라서 그레이 수소보다는 이산화탄소 배출이 적어 친환경성이 높고 그린수소보다는 기술경쟁력이 확보되어 있어서 현재 현실적인 대안으로 주목받고 있다. 다만 이산화탄소 배출을 완전히 제거하지 못하기 때문에 한계가 존재한다.

*CCS(Carbon Capture and Storage) : 대기 중에 있는 이산화탄소뿐 아니라 산업 공정에서 발생하는 이산화탄소를 포집해 활용하거나 저장하는 기술

는 물의 전기분해를 통해서 얻어지는 수소로, 생산 과정에서 이산화탄소 배출이 전혀 없어 궁극적인 친환경 수소라 할 수 있다. 여기서 중요한 것은 화석연료가 아닌 신재생에너지 발전을 통해 얻은 전기를 사용한다는 것이다.

그린수소 생산의 핵심 기술로 '수전해 시스템'이 꼽힌다. 수전해는 전기로 물을 분해해 산소와 수소를 생산하는 친환경적 방법이다. 그러나 우리나라는 아직 수전해 설비의 효율이 상대적으로 낮고 핵심 소재 기술이 부족해 상용화에 어려움을 겪고 있다.

현재 그린수소가 화석연료 기반 수소 대비 단가가 높은 이유 중 하나도 수전해 설비 비용이 높기 때문이다. 현재 우리나라 그린수소의 평균가격은 kg당 약 1만원으로 그레이 수소(약 5000원)보다 비싸다. 우리나라는 아직 수전해 기술 관련 시장이 크지 않기 때문에 국산 수전해 설비의 효율이 경쟁국에 비해 낮고 핵심 소재 기술도 부족한 실정이다.

수소는 매년 수요 증가는 물론, 활용 분야도 석유화학산업 중심에서 수송, 발전 분야까지 확대될 것으로 전망되는 차세대 에너지원이다. 따라서 정부와 기업은 차세대 그린수소 분야의 국산 수전해 설비 기술 경쟁력을 높이고 관련 시장을 확대해 비용 절감에 더욱 힘써야 한다.

대표적으로, 우리나라 철강기업 포스코가 2050년까지 수소 500만 톤 생산체제를 구축해 미래 청정에너지인 수소 사업을 개척하겠다는 비전을 선포한 바 있다. 이에 따라 수소를 활용한 철강 생산 기술인 '수소환원제철공법' 연구와 수소를 '생산-운송-저장-활용' 하는데 필요한 강재 개발, 부생수소 생산 설비 증대, 수소 생산 핵심기술 개발 등 다양한 역량 강화에 힘쓰고 있다. 그린수소 유통 및 인프라 구축 등 다양한 사업 기회를 모색해 수소 경제 사회의 최대 수소 수요업체이자, 생산업체로 도약하기 위한 대규모 투자를 벌일 것으로 보인다.

앞으로도 우리나라 대표 그린수소 선도기업으로 자리매김하기 위한 포스코의 행보를 기대해 본다.

# data[].attributes.attachment_link.title
[궁금한 THE 이야기] ② 탄소 없는 삶, 수소로 실현 가능하다?

# data[].attributes.attachment_link.description
탄소중립 실현에 중요한 역할을 할 수소에너지에 대해 자세히 알아본다.

# data[].attributes.headline
우리 모둠의 최고 질문과 답 2가지 올리고 발표하기 

# data[].attributes.subject
우리 모둠의 최고 질문과 답 2가지 올리고 발표하기 

# data[].attributes.body
1) 질문 유형

2) 질문

3) 답

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
인류가 수소를 하나의 원소로 인식하게 된 것은 언제일까? 에너지원으로서 수소의 역사는 약 300년 전으로 거슬러 올라간다. 1783년 프랑스 화학자 앙투안 라부아지에(Antoine-Laurent de Lavoisier)가 실험을 통해 물을 수소와 산소로 분해하는데 처음으로 성공했으며, 역으로 수소를 태우면 물이 생성된다는 사실도 밝혀냈다. 그는 이 검증을 통해 '물을 만들어내는 신비로운 원소'라는 의미에서 '수소'로 이 원소의 이름을 명명한 최초의 인류가 되었다.

수소를 대표하는 가장 큰 특징은 '가장 가볍다'와 '매우 풍부하다'로 볼 수 있다. 수소는 원자번호 1번, 원소기호 H의 원자로 지구 상 가장 가벼운 무색, 무미, 무취의 기체이다. 우리 몸의 대부분을 차지하는 물(H ₂ 0)의 구성 원소이기도 하며, 질량 기준으로 우주의 75%를 차지할 만큼 풍부해 '영구 원료'라 표현해도 무방할 정도로 고갈 우려가 없다.

또한, 수소는 공기와 혼합한 후 불꽃을 튀겨주면 폭발적인 연소반응을 보일 정도로 대표적인 가연성 물질이다. 연소 시 소량의 물과 극소량의 질소산화물(NOx)을 제외하고는 오염물질이 전혀 배출되지 않는다. 특히 지구 온난화의 주범인 이산화탄소를 생성하지 않기 때문에 친환경 에너지솔루션으로 주목받고 있다.

수소의 장점을 활용해 연료전지의 연료로 이용하면 편리하게 전기 에너지를 얻을 수 있다. 수소연료전지는 물을 전기분해하는 반응의 역반응을 이용한 장치이다. 물을 전기분해하면 전극에서 수소와 산소가 발생하는데, 반대로 수소를 공기 중의 산소와 반응시키면 전기와 열, 그리고 물이 발생한다.

일반적으로 연료를 태워 전력을 생산하는 과정과 달리, 수소연료전지는 화학 에너지를 전기 에너지로 직접 변환하기 때문에 매우 효율적이다. 이 수소연료전지를 발 빠르게 사용한 곳이 있는데, 바로 미국 항공우주국(NASA)였다. NASA는 1969년 7월 인류 최초로 달 착륙에 성공한 아폴로 11호에 수소연료전지 3대를 탑재한 바 있다.

우주선 1대당 최대 2,300W까지 전력을 생산할 수 있었던 아폴로 11호의 수소연료전지는 우주선 내 무수히 많은 기기를 작동시킬 전기를 생산했고, 이 과정에서 분해한 물은 우주비행사의 생명수가 되었다. 즉, 자원 순환이 가능한 점을 이용해 필요에 따라 효율적으로 사용한 수소연료전지가 달 착륙 성공에 큰 역할을 한 것이다.

우주 기술 분야에 활용되던 수소에너지는 공기보다 밀도가 낮은 수소의 특성으로 수소 자동차에 사용되고 있다. 석유파동 이후, 화석 연료 가격이 폭등하고 고갈 공포까지 더해지자 국제적으로 대안 에너지를 탐색하면서 수소 자동차에 대한 관심은 더욱 고조되었다.

수소 자동차는 전기차에 비해 상대적으로 짧은 충전 시간과 긴 주행거리가 강점이면서 배기가스의 주성분이 물이기 때문에 높은 발전효율과 친환경성을 동시에 잡고 있다. 비용 효율 등의 문제를 해결해 시장성을 갖춘다면 대기 오염을 일으키는 휘발유, 디젤 자동차의 대안으로 제격일 것이다. 수소 자동차의 시장성을 확보하기 위해서는 충전 인프라의 확충이 우선적으로 요구된다. 운영 효율성까지 개선한다면 수소 자동차의 대중화는 앞당겨질 수 있다.

한편, 수소에너지는 석탄, 석유, 가스와 달리 전기처럼 만들어 내야 하는 2차 에너지다. 수소를 추출하는 방법은 정유 및 제철 공장 등의 부생수소를 활용하는 방법, 화석연료를 개질*하여 얻거나 신재생에너지를 활용한 물의 전기분해 방식 등 크게 세 가지로 나눌 수 있다.
* 개질(reforming): 석유를 정제하는 공정으로, 열이나 촉매의 작용에 의해 탄화수소의 구조를 변화시켜 부가가치가 높은 화학제품을 생산하는 것

현재 수소는 화석연료의 수증기 개질을 통해 주로 생산되지만, 친환경적이면서 경제성까지 갖춘 수소 제조가 가능해지면 '수소에너지의 시대'가 펼쳐질 것이다. 세계 에너지 기구 IEA에 따르면, 세계 수소에너지 사용량은 2020년 약 9천만 톤에서 2030년 2억 톤으로 증가할 것으로 전망하고 있다. 아직은 주위에서 수소에너지를 찾기 어렵지만,. 수소는 산업용 기초 원료부터 발전·수송·산업·건물 부문 등 다양한 분야에서 에너지원으로 활약하고 있다. 수소 열차, 선박, 드론과 같은 운송수단, 중장비, 친환경 도심 발전소 등이 그 사례다.

세계 각국이 화석연료 중심의 에너지 시스템에서 수소를 주 에너지원으로 사용하는 '수소경제(Hydrogen Economy)'로 전환하는 추세로, 수소 운송산업, 수소 충전 인프라 산업, 재생에너지와 수소생산 산업, 수소연료전지 발전 산업 등으로 이루어진 새로운 생태계가 곧 도래할 것으로 보인다. 무한한 가능성을 가진 수소에너지를 통해 하루라도 빨리 인류가 당면한 에너지 및 기후변화 문제를 동시에 해결해주는 지속 가능한 친환경에너지 시스템의 구축을 기대해 본다.

# data[].attributes.attachment_link.title
[궁금한 THE 이야기] ① 수소는 에너지를 어떻게 만들어 낼까?

# data[].attributes.attachment_link.description
유해한 공해물질을 배출하지 않아 차세대 청정에너지로 부상 중인 수소에너지에 대해 자세히 알아본다.

# data[].attributes.headline
[기록자]수소 연료 전지가 사용되는 공학, 산업의 예를 찾아 사진 1장과 간략한 설명을 작성하시오. 

# data[].attributes.subject
[기록자]수소 연료 전지가 사용되는 공학, 산업의 예를 찾아 사진 1장과 간략한 설명을 작성하시오. 

# data[].attributes.attachment_link.title
[과학실험] 수소연료전지

# data[].attributes.headline
미래 수소 도시 구상 프로젝트 

# data[].attributes.subject
미래 수소 도시 구상 프로젝트 

# data[].attributes.body
1. 모둠에서 구상한 작품 사진 올리기

2. 우리 모둠 미래 수소 간단한 설명

1)도시 이름과 슬로건:

2)에너지 생산 및 사용 방식

3)친환경적 장점 3가지