에너지
수소가 여전히 미래의 연료가 될 수 있는 이유
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Hydrogen은 오랫동안 미래의 잠재 연료로 주목되어 왔습니다. 내연기관(ICE)을 구동하는 화석 연료의 필요성을 없애고, 쉽게 접근할 수 있는 청정 연소 대안을 제공합니다. 흥미롭게도, 과학자들이 전 세계에서 새로운 수소 공급원을 발견하면서 이 미래가 점점 현실에 가까워지고 있습니다. 일부는 지구의 자연 방출을 통해, 일부는 폐쇄된 시추공에 효소를 도입함으로써 얻어집니다.
수소 연료전지 기술을 개발하는 기업들
다음은 수소 연료전지와 수소 내연기관 개발에 전념하는 부서를 보유한 기업들입니다.
Cummins Inc. (NASDAQ: CMI)
1919년에 설립된 Cummins Inc. (CMI ) 는 전력 솔루션 분야의 글로벌 리더로 성장했습니다. 인디애나주 콜럼버스에 본사를 두고 있으며, 디젤 및 대체 연료 엔진, 전기 및 하이브리드 파워트레인, 관련 부품 등 다양한 전력 제품을 설계, 제조, 판매 및 서비스하는 것으로 유명합니다. Cummins는 엔진, 유통, 부품, 전력 시스템, 그리고 뉴 파워의 다섯 개 독립 부문을 통해 운영됩니다.
최근 몇 년간 Cummins는 특히 수소에 중점을 두고 보다 지속 가능한 에너지 솔루션으로 적극 전환하고 있습니다. 2019년에 출범한 뉴 파워 부문은 전동화 파워트레인, 첨단 배터리 기술, 연료전지 및 수소 생산 개발에 전념하고 있습니다.
Cummins가 수소 분야로 전환하는 데 있어 중요한 이정표는 2019년 Hydrogenics Corporation 인수였습니다. 연료전지 및 수소 생산 기술의 선두 주자인 Hydrogenics를 Cummins의 운영에 통합함으로써, 수소 기반 솔루션에 대한 회사의 약속이 크게 진전되었습니다.
전략적 파트너십과 투자를 통해 Cummins는 수소 경제의 최전선에 자신을 위치시키고 전력 시스템 및 부품에 대한 광범위한 전문성을 활용하고 있습니다. 회사의 수소에 대한 집중은 지속 가능성과 탈탄소화에 대한 헌신을 강조합니다.
시가총액: $34.34B
주가수익비율 (P/E): 13.73
주당순이익 (EPS): $17.74
작성 시점에 Cummins (CMI)는 위의 지표를 보유하고 있었으며, 대부분의 주요 투자 기관에서 ‘매수’ 등급을 받고 있습니다.
Plug Power Inc. (NASDAQ: PLUG)
Plug Power Inc. (PLUG ) 는 1997년에 설립되어 뉴욕 주 라담에 본사를 두고 있으며, 수소 연료전지 기술 개발의 선구적인 기업입니다. 이 회사는 전기 모터에 전력을 공급하는 수소 연료전지 시스템을 설계, 개발, 제조 및 상용화하며, 주로 전동 모빌리티 분야에서 사용됩니다.
Plug Power의 혁신적인 연료전지 시스템은 창고 및 물류 센터에서 사용되는 포크리프트와 같은 전기 구동 차량 및 장비의 기존 배터리를 대체하도록 설계되었습니다. 이 회사의 제품 라인에는 물류 전기 차량에 전력을 공급하는 수소 연료 PEM 연료전지 시스템인 GenDrive가 포함됩니다.
최근 몇 년간 Plug Power는 물류용 연료전지 외에도 보다 넓은 시장을 목표로 사업을 확대했습니다. 여기에는 고정식 전력 시스템, 배달 차량 플릿, 그리고 항공 분야까지 포함됩니다. United Hydrogen 및 Giner ELX와 같은 전략적 인수는 수소 생산, 액화 및 유통 능력을 강화하여 수소 경제에서의 입지를 더욱 공고히 했습니다.
Plug Power의 수소 연료전지 기술에 대한 헌신은 지속 가능한 에너지 솔루션에 대한 의지와 더 친환경적인 미래에 대한 비전을 강조합니다.
시가총액: $7.09B
전방 주가수익비율 (P/E) 1년: -12.14
주당순이익 (EPS): $-1.33
작성 시점에 Plug Power (PLUG)는 위의 지표를 보유하고 있었으며, 대부분의 주요 투자 기관에서 ‘강력 매수’ 등급을 받고 있습니다.
수소란 무엇인가?
수소는 우주에서 가장 단순하고 풍부한 원소입니다. 표준 조건에서 무색, 무취, 무미의 기체이며, 전자와 양성자 하나씩만 가지고 있어 가장 가벼운 원소입니다.
수소는 전자 배치 때문에 매우 반응성이 높습니다. 최외각 껍질에 전자 하나만 가지고 있어, 안정적인 헬륨과 같은 전자 배치를 위해서는 두 개가 필요합니다. 따라서 수소는 외부 전자를 필요로 하는 다른 원소와 결합하려는 경향이 강합니다. 예를 들어 산소와 결합해 물(H₂O)을 만들거나, 또 다른 수소 원자와 결합해 수소 분자(H₂)를 형성합니다. 이러한 다른 원소와 결합하려는 성향이 수소를 매우 반응적으로 만드는 이유입니다.
수소는 에너지 부문을 포함한 다양한 산업에서 널리 사용됩니다. 특히 연료전지에서 에너지를 생산할 때 물만 부산물로 배출되기 때문에 청정 연료 원천으로 주목받고 있습니다.
수소는 어떻게 연료로 사용되는가?
수소는 여러 방식으로 연료로 활용될 수 있습니다:
- 연료전지: 연료전지에서는 수소와 산소를 결합해 전기를 생산하며, 부산물은 물과 열뿐입니다. 이 과정은 청정하고 효율적이며, 건물 전력 공급부터 전기차에 이르기까지 다양한 분야에 적용될 수 있습니다.
- 내연기관: 수소는 가솔린이나 디젤과 거의 동일한 방식으로 내연기관에서 사용할 수 있습니다. 그러나 이는 덜 일반적이며, 연료전지를 이용하는 것보다 효율이 낮은 경우가 많습니다.
- 발전: 수소는 터빈에서 연소되어 전기를 생산할 수 있으며, 이는 천연가스 터빈과 유사한 방식입니다.
- 에너지 저장: 수소는 에너지 저장 매체 역할을 할 수 있습니다. 풍력이나 태양광과 같은 과잉 재생 에너지를 전기분해를 통해 수소로 전환하고, 이를 저장했다가 에너지 수요가 높거나 재생 에너지 생산이 낮은 시기에 활용할 수 있습니다.
수소를 연료로 사용할 때의 주요 장점은 연소되거나 연료전지에서 사용될 때 물만 생성되어, 온실가스 배출에 기여하지 않는 청정 에너지 원천이 된다는 점입니다.
수소 연료가 중요한 이유
수소를 연료로 전환하는 것이 중요한 이유는 다음과 같습니다:
- 환경 영향: 연료전지에서 수소를 연료로 사용할 경우 부산물은 물뿐이므로 청정 에너지 원천이 됩니다. 이는 온실가스 배출을 크게 감소시키고 기후 변화 완화에 기여할 수 있습니다.
- 에너지 안보: 수소는 물, 천연가스, 바이오매스 등 다양한 자원으로 생산될 수 있습니다. 이러한 에너지 원천의 다양화는 에너지 안보를 강화하고 화석 연료 의존도를 낮출 수 있습니다.
- 다재다능성: 수소는 차량 구동, 가정 난방, 전력 생산 등 광범위한 분야에 활용될 수 있습니다. 이러한 다재다능성은 지속 가능한 에너지 미래에서 수소가 중요한 역할을 할 가능성을 높입니다.
하지만 수소를 연료로 사용할 때는 전통적으로 에너지 집약적인 생산 과정, 저장 및 운송의 어려움, 그리고 대규모 인프라 구축 필요성 등 여러 도전 과제도 존재합니다. 이러한 과제에도 불구하고 수소가 제공하는 잠재적 이점은 보다 지속 가능한 에너지 시스템으로 전환하는 데 있어 중요한 초점 영역이 됩니다.
수소 공급원
앞서 언급했듯이 수소의 원자 구조는 매우 반응성이 높습니다. 이 특성 때문에 순수한 수소가 자연에서 찾기 어렵다고 오랫동안 생각해 왔으며, 전기분해와 같은 기술에 의존해 공급을 확보해 왔습니다. 그러나 최근 몇 년간 이러한 인식이 잘못됐을 가능성을 시사하는 여러 발전이 있었습니다.
석유 시추공 효소
인류는 19세기 중반부터 석유 시추를 해왔으며, 그 결과 전 세계에 수많은 폐쇄 및 고갈된 시추공이 존재합니다. 흥미롭게도 과학자들은 이러한 시추공이 석유는 고갈되었지만, 이제는 더 지속 가능한 연료인 수소를 추출할 수 있는 기회가 남아 있음을 발견했습니다.
이는 Cemvita Factor와 같은 기업이 개발한 특수 효소 덕분에 가능해졌습니다. 이 효소는 고갈된 시추공에 투입되면 남아 있는 탄화수소를 다양한 성분으로 분해하는데, 그 중 하나가 수소입니다. 회사는 이 과정을 통해 생성된 수소를 ‘Gold Hydrogen’이라고 부릅니다.
천연 수소 매장량
고갈된 시추공에 효소를 도입하는 접근법은 기존 자원을 재활성화하는 훌륭한 방법이지만, 이것이 유일한 공급 방식은 아닙니다. 최근 몇 년간 프랑스에서 거대한 천연 수소 매장량이 발견되었다는 보도와 지질학적 수소가 차세대 에너지로 부상한다는 연구가 있었습니다. 이러한 매장량이 확인된 주요 국가로는 다음이 있습니다,
- 호주
- 캐나다
- 프랑스
- 독일
- 일본
- 러시아
- 뉴질랜드
과학자들은 아직도 수소가 어디에서 유래되는지, 매장량 규모, 그리고 추출 시 주변 환경에 미치는 영향 등에 대해 연구 중입니다. 그럼에도 불구하고 이러한 매장량은 수소를 연료로 광범위하게 채택하는 데 큰 잠재력을 가지고 있습니다.
마무리
전반적으로 수소는 화석 연료에 대한 지속적인 의존을 대체하거나 보완할 수 있는 매력적인 대안으로 남아 있습니다. 다행히도 전 세계 과학자들의 독창적인 노력 덕분에 자연 및 처리된 시추공을 통해 보다 저렴하고 풍부한 수소 공급에 곧 접근할 수 있게 될 것입니다. 이 경우 수소 생산 비용이 감소하여 Cummins 및 Plug Power와 같은 기업이 솔루션을 개발하기에 더욱 매력적인 연료가 될 것입니다.
