세계 수소 에너지의 4 가지 전형적인 개발 모델과 계몽주의

현재, 세계 각국은 수소 산업의 발전을 가속화하고 있으며, 처음에는 독일을 대표하는' 심층 탄소 감축의 중요한 도구' 모델, 일본을 대표하는' 신흥산업 제고점' 모델, 미국을 대표하는' 중장기 전략 기술 비축' 모델, 호주를 대표하는' 자원 수출 창출의 새로운 성장점' 이라는 네 가지 전형적인 모델을 형성하고 있다. 우리나라 수소 산업의 고퀄리티 발전을 추진하는 과정에서 국제 경험을 충분히 참고해' 초심' 과' 사명', 목표와 경로를 더욱 명확히 하고 에너지 혁명을 추진하는 출발점에서' 대수소 에너지' 응용 장면을 구축하고 수소 산업 기술과 시장, 공급과 수요의 전반적인 조화를 촉진해야 한다.

수소에너지는 2 차 에너지원으로, 출처가 광범위하고, 대규모 에너지 저장에 적응하며, 용도가 광범위하며, 에너지 밀도가 높다는 장점이 있다. 수소에너지 산업이 부상하면서 세계는 수소에너지 사회의 발전 열풍을 맞았다. 유럽연합, 일본, 미국, 호주, 한국 등 경제와 국가는 수소 산업 발전을 국가 전략 고도로 끌어올리는 정책을 내놓았고, 주요 프로젝트가 잇따라 등장해 수소 산업의 글로벌 시장 구도를 더욱 확대했다. 중국에 있어서 수소 산업의 발전을 가속화하는 것도 현실적이고 절실한 의의가 있다. 구체적으로 수소 산업의 발전은 에너지 구조를 최적화하고, 에너지 전환을 촉진하고, 국가 에너지 안보를 보장하는 전략적 선택이며, 에너지 절약을 촉진하고, 지구 기후 변화에 대처하고, 녹색 발전을 실현하는 중요한 방법입니다. 주도 산업을 미리 배치하고, 전통 산업의 변화와 업그레이드를 촉진하고, 경제 발전의 새로운 운동 에너지를 육성하고, 경제의 고퀄리티 발전을 촉진하는 중요한 조치이다.

20 19 는 중국의 수소 에너지 발전의 혁신적인 해로, 눈에 띄는' 이상사진 현실' 특징을 가지고 있다. 전략인식은 기본적으로 형성되고, 탐구속도는 빨라지고, 선진 이념, 기술, 패턴이 끊임없이 등장하고 있다. 30 여 개 지방정부가 수소 산업 발전 계획/실행 계획/행동 계획을 발표했다. 수소에너지 산업원',' 수소에너지 소도시',' 수소곡' 관련 프로젝트는 총 투자천억원을 포함해 수소연료전지차를 65438+ 만대 이상 보급할 계획이다. 수소역 건설 계획은 500 개가 넘는다. 우리나라의 수소 산업 발전을 가속화하는 과정에서, 우리는 광범위하게 국제 경험을 참고할 필요가 있다. 우리는 국제 경험에 대한 연구가 정책, 조치, 행동의 단순한 총결산과 귀납적인 수준에 머물러서는 안 되며, 각국의 수소 발전 배후의 초심, 동기, 이익 구도를 깊이 분석해야 한다고 생각한다. 각국의 자원 기부, 산업 기반, 현실 수요 등의 요소를 충분히 이해하고 발전 방향, 목표, 경로, 패턴, 정책 조치 간의 논리적 관계를 찾다. 다른 말로 하자면, 우리가 무엇을 했는지만 볼 수는 없고, 우리가 왜 해야 하는지, 어떤 좋은 점이 있는지 등 심층적인 문제도 연구해야 한다는 것이다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 지혜명언)

각국의 수소 산업 발전의 출발점, 중점, 초점을 보면, 세계 각국의 실천은 대략 네 가지 유형으로 요약할 수 있는데, 이 글은 이를 네 가지 전형적인 모델, 즉 독일 모델 (프랑스, 영국, 네덜란드 등국에도 유사한 관행이 있음) 이라고 부르며 수소에너지를 심층 탈탄의 중요한 도구로 삼는다. 수소에너지를 신흥산업제고점의 일본 모델로 삼다. 수소에너지를 중장기 전략 기술 비축의 미국 모델 (캐나다의 관행과 유사) 으로, 수소에너지를 자원 수출로 새로운 성장점을 창출하는 오스트레일리아 모델 (뉴질랜드 러시아 등 국가의 관행과 유사) 으로 삼는다.

독일 모델: 심층 탈탄 추진 및 에너지 변화 촉진

최근 몇 년 동안 독일의 에너지 변화는 점점 더 많은 문제를 드러냈다. 첫째, 재생 에너지 설치 용량과 발전량이 꾸준히 증가함에 따라 전력 시스템의 안정성을 유지하는 것이 최우선 과제가 되었습니다. 20 19 년 독일 일부 지역에서 전력 공급이 중단되어 에너지 저장 및 파견 능력이 부족한 짧은 판을 드러냈다. 둘째, 전력 시스템의 공급능력을 높이기 위해 독일은 천연가스 발전을 늘렸지만 러시아 등에서 더 많은 천연가스를 수입해야 해 에너지 대외의존도가 높아졌다. 마지막으로, 에너지 변화는 더 높은 에너지 가격을 가져왔고, 에너지 변화는 점점 더 많은 논란에 직면해 있다. 에너지 변화의 딜레마와 일맥상통하는 문제는 탄소 배출 감소의 진도가 예상보다 좋지 않다는 것이다. 독일 정부는 2030 년 1990 감소보다 55% 낮은 중기 목표와 2050 년 탄소중립 달성을 위한 장기 목표를 제시했다. 하지만 20 15 부터 탄소 배출량은 20 18 년 따뜻한 겨울의 도움으로' 유턴 다운' 을 이뤄냈다. 전통적인 배출 감축 경로의 한계효과는 감소하고 있으며, 더 많은 탄소 감축 잠재력을 발굴할 수 있는 새로운 방법을 개척해야 할 필요성이 절실하다.

수소에너지의 발전은 재생 에너지를 대규모로 흡수하는 데 도움이 되며,' 감축하기 어려운 지역' 에서 심도 탈탄을 실현하는 데 도움이 된다. 전해수에 수소 생산 기술이 급속히 발전하고, 규모가 커지고, 대응 능력이 향상되고, 비용이 절감되며, 대규모로 재생에너지를 소비하는 중요한 수단이 될 것으로 예상된다. 지역 전력이 중복될 때 불필요한 전력을 전해수를 통해 수소로 전환하여' 풍력 포기',' 빛 에너지 포기',' 수력 포기' 현상을 줄이고 재생에너지 변동이 전력 시스템에 미치는 영향을 줄인다. 동시에 수소는 높은 에너지 밀도 (질량 밀도), 전기 화학적 활성 및 환원제 성질을 가지고 있으며, 다양한 응용 분야에서' 만능유' 역할을 할 수 있으며,' 어려운 배출 감축 분야' 의 화석에너지를 대규모로 대체하여 심층 탈탄의 목적을 달성할 수 있다.

심층 탈탄과 에너지 전환을 중심으로 독일은 수소 에너지의 종합 응용을 탐구하기 위해 Power-to-X 의 개념을 혁신적으로 제시했다. 특히 수소 생산단에서는 재생 가능한 전기 전해수를 이용하여 저탄소 수소 연료를 생산함으로써 대규모 녹색 수소 공급 시스템을 구축한다. 수소 응용단에서 녹색 수소는 천연가스 혼합, 분산 연료 전지 발전 또는 난방, 수소 제강, 화공, 수소 연료 전지 자동차 등 여러 분야에 적용된다. 현재 독일 정부와 네덜란드 등은 가스관 수소 혼합을 중점적으로 추진하며 수소와 천연가스 혼합가스 (HCNG) 공급망을 구축하고 있다. 이 가운데 지멘스 등 회사의 가스 터빈 방면의 기술적 우세에 힘입어 수소와 천연가스 혼합 발전 난방을 위한 시범 프로젝트를 펼쳤다. 20 19 년 말 현재 독일의 건설운영용' P-G' 시범 프로젝트 50 개, 총 설치 용량이 55MW 를 넘는다. 또한 티센크루프 그룹은 수소 제강 시범 프로젝트를 시작했으며 2022 년까지 대규모 응용 단계에 들어갈 것으로 예상된다.

일본 모델: 에너지 안보 보장 및 산업 기반 통합

일본의 에너지 안보 상황이 심각하여 에너지 수입 구도와 경로를 최적화해야 할 필요성이 절실하다. 일본의 에너지 구조는 석유와 가스에 크게 의존하고 있으며, 석유와 가스가 에너지 소비의 3 분의 2 를 차지하고 있다. 국내 에너지 자원이 상대적으로 부족하기 때문에 석유와 가스의 95% 이상을 수입해야 하기 때문이다. 에너지 지정학적 상황이 갈수록 복잡해지고 정전의 위험은 다모클레스의 검과 같다. 게다가 국제 에너지 시장 가격의 폭락까지 더해지면 일본의 에너지 안보와 경제 안보에 충격을 줄 수 있다. 20 1 1 후쿠시마 핵사고 이후 일본 원자력 발전에 대한 저항이 커지고 있다. 만약 본토의' 핵 포기' 를 실현한다면, 에너지의 대외 의존도가 높아질 것이라는 것을 의미한다. 이에 따라 일본은 현재의 에너지 소비 구도에 새로운' 진지' 를 열어 에너지 안전의 버퍼와 감압 밸브를 찾아 석유와 가스에 대한 의존에서 벗어나야 할 필요성이 절실하다.

수소에너지를 개발하면 에너지 안전 수준을 높이고 에너지 공급 중단과 가격 변동의 위험을 구분할 수 있다. 일본은 앞으로도 해외에서 수소에너지를 수입해야 하지만 주로 호주 뉴질랜드 동남아 등 국가와 지역에서 중동 북아프리카 등 전통적인 석유가스 공급원과 공간격리를 이뤄 지정학적 위험을 분화하고 있다. 동시에, 석유와 가스는 가격면에서 연관성이 높으며, 여전히' 바구니 속의 계란 하나' 에 속한다. 그러나 수소 에너지의 원천은 광범위하여 가격과 석유와 가스의 연관성이 높지 않다. 수소에너지의 수입과 소비를 늘리면 석유와 가스 가격의 동향 변동이 국내 경제에 미치는 영향을 어느 정도 차별화할 수 있다. 게다가 수소에너지는 중국의 에너지 안전 수준을 높일 수 있다. 일본은 지진 쓰나미 태풍 등 자연재해 다발 지역으로 에너지 공급이 중단되는 경우가 많다. 수소 연료 전지 자동차, 가정용 수소 연료 전지 열병합 부품 등 설비는 수소나 기타 연료를 충전할 때 한 가정의 정상적인 에너지 공급 1 2 일을 유지할 수 있다. 수소 단말기 설비의 보급도 일본의 재해 감소에 기여할 수 있다.

일본의 수소 에너지의 기본 전략은 자동차와 가정 분야의 응용에 초점을 맞추고 있는데, 이는 공업과 기술 발전의 필연적인 연장이다. 일본은 기술, 재료, 설비 등에서 우세가 뚜렷하며, 특히 기본적으로 수소 연료 전지 산업 체인을 개통했다. 수년간의 노력 끝에 일본은 동리의 탄소섬유, 가와사키 중공업의 수수소 저장 기술, 설비 등 수소 에너지 분야에서' 스텔스 챔피언' 을 만들었다. 통계에 따르면, 수소 에너지 및 연료 전지 분야에서 일본의 우선 특허는 전 세계 50% 이상을 차지하며 많은 핵심 기술에서 절대 선두에 있습니다. 특허 기술은 일본의 보호망일 뿐만 아니라 다른 나라의' 천장' 이기도 하다. 수소 연료 전지 자동차와 가정용 연료 전지 설비의 보급은 과거 시장에 대한 투자를 실현하고 현금 흐름을 얻을 수 있으며, 다른 한편으로는 적시에 정보 피드백을 받고 기술과 설비를 개선하여' 기술 촉진 산업, 산업 촉진 시장, 시장 촉진 기술' 의 선순환과 긍정적인 피드백을 형성할 수 있다.

미국 모델: 예비 전략 기술, 실제 적용 지연

미국의 수소 에너지 발전은' 두 번의 대락' 을 겪었지만 수소에너지를 중요한 전략과 기술 비축으로 삼는 작업 사고방식은 변하지 않았다. 일찍이 1970 년대에 미국 정부는 수소에너지를 에너지 독립을 실현하는 중요한 기술 노선으로 집중적인 행동과 프로젝트를 벌였지만 석유 위기의 영향이 사라지면서 열기가 식었다. 2000 년경 수소에너지는 제 2 차 발전의 물결을 맞았다. 2002 년 미국 에너지부 (DOE) 는' 국가 수소 로드맵' 을 발표하여 수소 에너지의 중장기 비전을 확립하고 대규모 과학 연구 및 시범 프로젝트를 시작했다. 그러나 셰일가스 혁명과 금융위기의 영향으로 노선도는 보류됐지만 수소에너지 관련 연구개발에 대한 연방정부의 지원은 지금까지 계속되고 있다.

지난 10 년 동안 미국 에너지부는 매년 수소 에너지 및 연료 전지에 약 1 억 달러에서 2 억 8 천만 달러를 지원했습니다. 상하원의 20 19 말 통과된 재정지출법에 따르면 2020 년 지원금은 65438 달러+0 억 5 천만 달러였다. 전반적으로 지난 50 년 동안 비바람에도 불구하고 연방정부는 수소를 중요한 전략 기술 비축으로 삼는 작업 사고방식은 변하지 않고, 과학기술 개발을 장려해 미국을 전 세계 수소에너지 기술의 제 1 계단 () 으로 유지하도록 끊임없이 독려했다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언)

셰일가스 혁명은 미국의 수소 발전 전략이 보류된 주요 원인이다. 미국은 경제, 청결, 저탄소 우세로 점차 에너지 독립과 전환을 이뤄냈지만, 셰일가스와 수소에너지는 응용측에서 겹침이 많아 수소에너지에 큰 돌출 효과를 냈다. 캘리포니아 연료전지 파트너 (CaFCP) 에 따르면 미국 수소연료전지 자동차 시장이 침체되면서 2065,438+09 년에는 65,438+02% 까지 하락했고, 발전세는 일본과 중국에 의해 추월됐다.

호주 모델: 수출 채널 확대 및 수소 무역 촉진

오스트레일리아는 줄곧 세계 최고의 자원 수출국이었고, 자원 수출도 가장 중요한 경제 성장 엔진이다. 오스트레일리아 연방광산자원부가 발표한 자료에 따르면 20 19 년 자원 수출은 전국적으로 1/3 이상의 GDP 증가에 직접적으로 기여했다. 그러나, 전통적인' 3 대 부품' (석탄, 액화천연가스, 철광석) 의 수출은 줄곧 하락하고 있다. 석탄 방면에서 오스트레일리아는 오랫동안 전 세계 석탄 무역의 1/3 이상을 차지해 왔으며, 주요 목표 시장은 동북아 지역에 집중되어 있다. 하지만 최근 몇 년 동안 중국, 한일 잇따라 석탄 감량 석탄 통제 작전을 벌여 석탄 수출 전망이 어둡다. 철광석 방면에서 중국은 60% 가 넘는 호주 수출 철광석을 구입했고, 중국 철강 생산량은 최고점에 접어들면서 전기로의 비율이 증가하여 철광석에 대한 수요를 낮출 것이다. 액화천연가스 (LNG) 방면에서 시장 수요 성장 잠재력은 여전히 상당하지만 국제 유가가 폭락하면서 LNG 의 수출 창출 능력도 크게 약화되고 있다. 세계가스망 분석에 따르면 호주 액화천연가스 수출 수입은 향후 5 년 동안 계속 위축될 것으로 전망된다.

경제의 지속 가능한 발전을 위해 오스트레일리아 정부는 신흥 시장의 수요를 확정하고 수출 경로를 넓힐 필요가 있다. 20 19, 1 1, 오스트레일리아 정부는 국가 수소 에너지 전략을 발표하고 15 개발 목표와 57 개의 공동 행동을 제정하여 2030 년까지 전 세계 수소가 되기 위해 노력하고 있습니다. 전 세계 수소 공급 기지를 건설하는 것은 오스트레일리아의 수소 에너지 발전을 위한 중요한 전략적 목표이다. 호주는 일본 한국 등국과의 수소 무역을 적극 추진하며 수소 공급 협정에 서명하면서 관련 기업들과 공동 기술 혁신을 전개하고 수소 에너지 공급망을 개선하고 공급 능력을 확대하며 비용을 절감하고 있다.

예를 들어, 오스트레일리아 정부는 가와사키, 암곡, 전력개발주식회사, 셸 석유 일본 지사로 구성된 HySTRA 와 합작하여 갈탄 수소 생산, 장거리 수소 운송, 수수소 저장 등 일련의 시범 프로젝트를 진행하고 있습니다. 2065438+2009 년 말 가와사키 중공업이 첫 번째 수수소 수송선을 내놓아 호주와 일본의 수소 공급망 마지막 조각을 완성했다. 이런' 무역기술혁신' 의 일체화 모델은 모든 참가자들의 적극성을 동원하여 호주가 자신의 수소 자원의 규모화 개발을 실현하고, 가와사키 등 기업은 저가의 수소를 얻었고, 기술개발팀은 귀중한 실험전을 얻었다.

흥미롭게도, 오스트레일리아가 제시한 저탄소 수소 에너지에는 재생 에너지 전해수뿐만 아니라 화석 에너지 (특히 석탄) (탄소 포집) 수소 생산과 저장 기술도 포함되어 있습니다. 화석에너지 수소 생산에 대해서는 논란이 있지만 석탄 수출 성장이 부진한 상황에서 현실적인 선택이다.

중국에 대한 계시: 수소에너지' 협동상보성' 의 위치를 분명히 하고 다양한 응용장면을 구축한다.

각 나라마다 수소 산업을 발전시키는' 초심' 과' 사명' 이 있다. 독일 모델은 수소 에너지를 수단으로 사용합니다. 즉, 수소 에너지를 개발하는 것은 에너지 전환과 심층 탈탄 과정의 많은 문제를 해결하기 위한 것입니다. 일본 모델은 수소에너지를 취지로 한다. 즉 수소에너지 발전은 국가 에너지 안보와 신흥산업 경쟁력과 관련된 전략적 선택이며, 시장의 기술 실현에 대한 강한 수요를 충족시킨다. 미국 모델은 수소에너지를 대체물로 사용합니다. 즉 수소에너지는 수많은 에너지 솔루션 중 하나일 뿐이며, 그 발전은 기술 진보, 비용 절감 등에 달려 있습니다. 오스트레일리아 모델은 수소에너지를 제품으로 간주하는데, 즉 전 세계' 수소풍' 을 타고 수출 제품 구조를 적극적으로 확대하여 더 많은 이익을 얻는다.

세계 수소 에너지 발전에 대한 네 가지 전형적인 모델을 분석한 결과, 각국의 수소 산업 발전은 모두 자신의 출발점과 발판을 가지고 있으며, 모두 자신의 자원 기부, 산업 기초, 현실 수요 등을 고려하고 있으며, 대부분 전략적으로 적극적이고 전술적으로 온건하며, 발전 초심을 고수하고, 맹종하지 않고, 무모하지 않는 추진 전략을 따르고 있음을 알 수 있다. 현재 우리나라 관련 부서는 국가 차원의 수소 산업 발전 전략 계획을 연구하고 있다. 우선 중국이 수소 산업을 발전시키는' 초심' 과' 사명', 목표, 경로를 분명히 해야 한다. 국제 경험을 참고하여 중국의 실제 국정과 결합해 중국 수소 산업의 전략적 포지셔닝과 발전 방향에 대해 세 가지 건의를 하였다.

첫째, 산업 포지셔닝을 명확히 하고 현대 에너지 체계에서 수소에너지의 전달체와 매체 역할을 발휘한다. 국가에너지통계보고제도' 는 수소를 에너지 통계에 포함시켜 수소에너지의 에너지 특성을 분명히 했다. 수소에너지는 곧 에너지 체계의 새로운 회원이 될 것이며, 그 발전은 반드시 에너지 혁명의 전반적인 요구에 복종하고 서비스해야 한다. 중국이 수소와 대체 관계를 맺고 있는 에너지 해결책이 많기 때문에 수소에너지는 중국에서 꼭 필요한 옵션이 아니라 대체이자 훌륭한 옵션이라는 점을 인식해야 한다. 따라서 중국 에너지 체계의 핵심 문제부터 시작해 진입 점을 정확히 찾아내 적절한 경로를 에너지 시스템에 통합해야 한다. 우리는 수소 에너지의 특징과 장점을 이용하여 재생에너지 소비에서의 역할을 발휘하고, 에너지 시스템의 유연성과 지능을 강화하고, 기존 에너지 품종과 더 잘 상호 작용하며, 결국 에너지 혁명 전략의 심층적인 시행을 추진해야 한다.

둘째, 이해의 관점을 높이고 녹색 저탄소 다각화 응용 시나리오를 점진적으로 구축하는 것이다. 20 18 이후 각 지역이 공동으로 차를 만드는 상황은 수소 연료 전지 자동차의 발전 전망에 대한 지나친 낙관과 수소 에너지에 대한 인식의 한계에서 비롯됐다. 사실, 우리나라의 수소에너지 기술 비축이 부족하여 산업 기초가 튼튼하지 않아 지역간 차이가 매우 뚜렷하다. 대부분의 지역은 기술과 설비의 시장화 능력과 조건을 갖추지 못한다. 생태문명 건설을 심화시키고 기후변화에 적극적으로 대응하는 구도에서 중국은 2030 년과 2060 년 이산화탄소 배출 최고치 탄소중립 목표를 제시했고,' 감축난이도가 큰 지역' 심층 탈탄은 중국의 미래에 큰 난제가 될 것이다. 따라서 경제적 이익, 에너지 절약 탄소 감소, 산업 발전 등의 요소를 총괄하여 수소에너지' 효율적이고 깨끗한 2 차 에너지, 유연한 지능형 에너지 전달체, 녹색 저탄소 산업 원료' 의 3 중 특성을 활용해 교통, 에너지 저장, 산업, 건축 등 분야의 다양화 응용 시나리오를 점진적으로 구축해야 한다.

셋째, 전반적인 조정을 강화하고 기술과 시장, 공급과 수요,' 급행군' 을 추진한다. 수소에너지와 연료전지는 첨단 재료, 선진 기술, 정밀 제조를 결합하여 고부가가치와 높은 문지방 특성을 겸비하고 있다. 우리는 우리나라의 수소 산업과 선진국 사이의 격차가 분명하다는 것을 분명히 깨달아야 한다. 대규모 상업화의 임계점에 이르지 못하고 가치 창출 기능이 지나치게 기대해서는 안 된다. 게다가 현재 산업이익이 외국기업에 집중되고 있는 만큼 중국은' 안전 1 위, 기술자주, 협동추진' 원칙을 고수하고, 시장 확장을 맹목적으로 추구하지 않고, 보조금을 통해 하류 수요를 강행함으로써 외국 기업에 대량의 보조금 자금을 수송하는 것을 피해야 한다. 각지에서 수소에너지 산업 발전을 계획하는 과정에서' 수요 지향' 원칙을 따라야 하며,' 상향식' 배치 생산, 저장 및 관련 인프라 건설을 추진해 수소에너지 공급망의 각 부분을 조율하여 한 부분의' 독투' 를 피해야 한다.