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美, 청정수소 에너지 기술개발 집중
2021-08-04 미국 시카고무역관 배성봉

- 미국 에너지부, 청정수소 기술개발 5250만 달러 지원 -
- 저탄소 수소 생산경로 개발 통한 청정에너지로의 전환 기대 -




7월 7일 미국 에너지부(Department of Energy)는 차세대 청정수소 기술 개발 프로젝트를 진행하는 기업 및 기관에 총 5250만 달러의 기금을 지원하기로 했다. 지원금은 지난 6월 온실가스 배출 감소를 위해 미국 에너지부에서 출범한 Energy Earthshots Initiative와 31개의 청정수소 기술 개발 프로젝트를 지원한다.


미 에너지부, 청정수소 관련 연구개발 지원


미국은 연간 약 1000만 톤의 수소를 생산한다. 물, 천연가스, 바이오매스, 석탄 등의 다양한 물질에 결합되어 있는 수소를 분리해 에너지원으로 사용하는데 미국 대부분의 수소는 천연가스(개질수소)와 석유(부생수소)에서 생산되고 있다. 이로 인한 탄소 배출량이 상당해 미국의 청정에너지 전환에 있어 저탄소 수소 생산 경로(Pathway) 개발은 꼭 필요한 투자이다.


미국의 수소 경제 전환 프로젝트는 미국 에너지부 주관으로 진행된다. 이번 발표는 미국 에너지부 산하의 EERE(Department of Energy Efficiency and Renewable Energy)가 3600만 달러, FECM(Office of Fossil Energy and Carbon Management)가 1650만 달러를 지원한다.


EERE는 청정수소 생산 및 저장 관련 프로젝트 19개를 지원한다. 특히 '수전해 제조(물에 전력을 공급해 수소를 생산하는 친환경 기술) 개선 및 조립 간소화를 통한 수소 생산비용 절감'과 '생물학적 및 전기화학적 접근 방식의 수소 생산' 연구에 집중한다. 효율성 및 내구성이 강화된 연료전지 발전 모듈 및 부품 개발, 수소생산 경로, 수소 공급망 및 연료보급 기술, 수소 에너지저장 기술, 연료전지 시스템 성능 및 비용 평가를 위한 분석 연구 등이 이에 해당한다.


EERE 연구개발 기업 및 기관 현황

(단위: US$)

기업 및 기관명

소재지

투자금

주제 1: FUEL CELL R&D FOR HEAVY-DUTY APPLICATIONS

소주제 1A – LOW-COST, DURABLE BIPOLAR PLATES AND INNOVATIVE, LOW-COST AIR MANAGEMENT COMPONENTS

General Motors

Pontiac, MI

1,998,642

NeoGraf Solutions

Lakewood, OH

1,643,157

Plus Power

Latham, NY

1,838,486

Raytheon Technologies Research Center

East Hartford, CT

1,252,404

Treadstone Technologies

Princeton, NJ

1,415,162

주제 1: FUEL CELL R&D FOR HEAVY-DUTY APPLICATIONS

소주제 1B – INNOVATIVE, LOW-COST AIR MANAGEMENT COMPONENTS 

Caterpillar

Mossville, IL

2,000,000

Eaton Corporation

Southfield, MI

2,000,000

Mahle Powertrain

Plymouth, MI 

1,600,000

R&D Dynamics Corporation

Bloomfield, CT

1,600,000

주제 2: EFFICIENT AND INNOVATIVE HYDROGEN PRODUCTION

소주제 2A – HIGH TEMPERATURE ELECTROLYZER MANUFACTURING R&D

Cummins

Milpitas, CA

5,000,000

Nextech Materials

Lewis Center, OH

3,333,257

주제 2: EFFICIENT AND INNOVATIVE HYDROGEN PRODUCTION

소주제 2B – INNOVATIVE HYDROGEN PRODUCTION FROM BIOMASS WASTE STREAMS 

Pennsylvania State University

University Park, PA

1,000,000

Southern Company Services

Birmingham, AL

997,897

주제 3: HIGH-FLOW FUELING APPLICATIONS

소주제 3A – DOMESTIC SUPPLY CHAIN FOR HIGH-FLOW HYDROGEN FUELING STATIONS 

Czero

Fort Collins, CO

2,729,167 

Gas Technology Institute

Des Plaines, IL

1,998,186

Nikola Corporation

Phoenix, AZ

2,010,214

Strategic Analysis

Arlington, VA

$3,499,956

자료: 미 에너지부, KOTRA 시카고 무역관 자료정리


FECM은 ‘수소의 생산 비용, 성능, 내구성 등을 평가하는 데 도움이 되는 고온용 가역성 연료전지(RSOC, Reversible solid oxide cell)의 열화 메커니즘 및 경로’와 같은 보다 기술적인 영역에 초점을 둔 프로젝트 12개를 지원한다. 가역성 연료전지는 대용량 에너지 저장에 적용할 수 있는 에너지 장치이다. 가역성 연료전지 시스템을 활용한 수소 생산의 효율성, 신뢰성, 내구성 평가와  수소 생산 비용 절감을 위한 가역성 연료전지 기술의 미세구조 개선 및 소재 개선 등의 연구를 지원한다. 수소와 천연가스 혼합연소를 위한 가스터빈 연소 시스템 개발에 대한 연구도 지원한다.


FECM 프로젝트 기업 및 기관 현황

(단위: US$)

기업 및 기관명

소재지

투자금

Georgia Institute of Technology

 Atlanta, GA 

1,000,000

Massachusetts Institute of Technology

 Cambridge, MA 

1,000,000

OxEon Energy

 North Salt Lake, UT 

 999,526

The Regents of the University of California, San Diego

 La Jolla, CA 

   999,913

University of Louisiana at Lafayette

 Lafayette, LA 

1,000,000

University of South Carolina

 Columbia, SC 

 1,000,000

West Virginia University Research Corporation

 Morgantown, WV 

 1,000,000

Worcester Polytechnic Institute

 Worcester, MA 

    999, 973 

Linde

 Danbury, CT 

 1,498,778

Phillips 66

 Houston, TX 

  959,089

Tallgrass MLP Operations

 Johnson, KS 

 1,499,374

Solar Turbines Incorporated

 San Diego, CA 

 4,500,000

자료: 미 에너지부, KOTRA 시카고 무역관 자료정리


이번 미국 에너지부의 연구개발 지원 계획은 지난 6월 출범한 Energy Earthshots Initiative에 대한 내용도 포함하고 있다. Energy Earthshots Initiative는 저렴한 청정에너지의 보급과 개발 촉진을 위한 기술 투자 계획의 일환이다. 미국 에너지 장관 Jennifer M. Granholm은 이를 통해 청정에너지 기술 개발을 가로막는 장벽을 제거함으로써 바이든 행정부의 2050 탄소제로 목표를 적극 지원하겠다고 말했다.


Energy Earthshots Initiative의 첫 번째 프로젝트로 알려진 Hydrogen shot(수소 샷)은 재생에너지를 활용한 청정수소 생산비용을 킬로그램 당 약 5달러에서 10년 내 1달러로 낮춰 현재 수소 생산비용의 약 80%까지 절감하는 것을 목표로 한다. 일명 "1 1 1(1 Dollar, 1Kg, 1 Decade)"로 부른다.


미국 에너지부는 향후 Hydrogen shot의 목표를 달성하게 된다면 청정수소 사용량이 현재보다 최소 5배 이상 증가할 것으로 예상한다. 또한, 수소 생산 비용 절감으로 철강 제조, 청정 암모니아, 에너지 저장장치, 대형트럭 시장 등에 새로운 동력을 불어 넣을 것이라 알렸다. 2050년까지 이산화탄소 배출량 16% 저감 효과와 2030년까지 1400억 달러의 반사이익과 70만 개의 일자리 창출도 기대하고 있다.


우리 기업, 미국 다운스트림 기술 활용해야


미국 산업조사기관과의 인터뷰에 따르면 “미국은 이미 1,600마일의 수소 공급 파이프라인을 갖추었다. 이번 미국 에너지부의 투자는 인프라 확장보다는 이미 가지고 있는 수소 인프라를 활용한 수소경제(수소를 생산 및 운반·저장 후 수소를 전력으로 전환하여 소비하는 경제) 연구 및 개발 투자에 집중하고 있다.”고 말했다.


미국은 수소의 생산, 저장, 운송 분야에 강점을 가진 업스트림 분야 기술 선진국이다. 최근 액화수소 플랜트 및 수소 충전소 건설 핵심 기술을 보유한 미국 업스트림 수소 기업에 우리 기업이 1조6000억 원을 투자한 바 있다. 다운스트림인 수소차와 연료전지에 강점을 가진 우리나라와 업스트림에 강점을 가진 미국 기업과의 상호 협력이 향후 기대된다.



자료: International Energy Agency, U.S. Department of Energy, Electrive, Green Car Congress, Axios, Marketplace, Power-eng, WSJ, CNBC, KOTRA 시카고 무역관 자료 종합

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