플라스틱 폐기물이 깨끗한 수소 금광이 됩니다

[이매진]

플라스틱 폐기물이 깨끗한 수소 금광이 됩니다

https://oilprice.com/Energy/Energy-General/Plastic-Waste-Becomes-Clean-Hydrogen-Goldmine.html

Plastic Waste Becomes Clean Hydrogen Goldmine | OilPrice.com

작성자: Haley Zaremba - 2023년 10월 26일, 오후 3시(CDT)

• 라이스 대학의 플래시 줄 가열(Flash Joule Heating)이라는 기술은 분류되지 않거나 세척되지 않은 플라스틱 폐기물을 깨끗한 수소와 귀중한 그래핀으로 변환할 수 있습니다.
• 시장 가치의 5%에 불과한 가격으로 판매된다면 생산된 그래핀은 재생 가능한 에너지로 구동되는 공정을 통해 수소를 본질적으로 무료로 만들 수 있습니다.
• 녹색 수소는 특히 고열 산업 응용 분야에서 탈탄소화에 대한 상당한 잠재력을 제공하지만, 녹색 수소를 생산하려면 막대한 양의 청정 에너지가 필요하므로 채택에 대한 균형 잡힌 접근 방식이 필요합니다.

폐플라스틱을 고부가가치 그래핀으로 전환하는 데 중점을 둔 연구는 초기 산업을 변화시키고 더 큰 규모로 계획된 탈탄소화 경로를 긍정적으로 변경할 수 있는 수소 생산의 새로운 방법을 열었습니다. 전 세계적으로 약 63억 톤에 달하는 플라스틱 폐기물을 재활용  하는 동시에 청정 연료로 사용할 수 있는 고수율 수소 가스를 제공하는 동시에 그래핀을 최종 제품으로 생산하는 획기적인 발전은 환경에 대한 상생이 될 수 있습니다.  전체 프로세스를 경제적으로 실행 가능하게 만듭니다. 이 획기적인 내용은 Advanced Materials의 새로운 논문에 자세히 설명되어 있습니다  .

지금까지는 가연성 화석 연료에 비해 상대적으로 비용이 많이 드는 녹색 수소를 생성하는 과정이 산업을 상업적 규모로 발전시키는 데 주요 장벽이었습니다. 이미 많은 양의 수소가 생산되어 산업 분야에서 사용되고 있지만, 이 중 극소수만이 회색수소, 즉 석탄과 가스를 포함한 화석 연료에서 생산되는 수소입니다. 녹색수소는 청정 에너지로 생산되며 현재 수소 시장의 일부에 불과합니다. 

그러나 그래 핀 생산 의 부산물로 녹색 수소가 생산된다면   청정 연료는 그 자체로 비용을 지불하고 여전히 상당한 이익을 창출합니다. Rice에서 획기적인 연구를 주도한 Kevin Wyss는 “우리는 종류별로 분류하거나 세척할 필요가 없는 혼합 폐플라스틱을 포함한 폐플라스틱을 고수율 수소 가스와 고부가가치 그래핀으로 전환했습니다.”라고 말했습니다  . 보도 자료 . "만약 생산된 그래핀이 현재 시장 가치의 5%, 즉 95% 할인된 가격으로 판매된다면 깨끗한 수소는 무료로 생산될 수 있습니다." 물론, 생산된 수소가 '친환경'이 되려면 프로세스에 재생 에너지를 사용하여 전력을 공급해야 합니다.

이 공정에는 Rice에서 개발한 플래시 줄 가열(Flash Joule Heating)이라는 기술이 포함됩니다. Singularity Hub는 “플라스틱을 색종이 크기 조각으로 갈아서 전도성 물질과 혼합한 다음 튜브에 넣은 다음 매우 높은 전압을 통과시키는 작업이 포함됩니다.”라고 최근 보고  했습니다 . "이것은 단 4초 만에 혼합물을 화씨 약 5,000도까지 가열하여 플라스틱의 탄소 원자가 그래핀으로 융합되고 휘발성 가스 혼합물을 방출하게 합니다." 이들 가스 중에는 극히 순수한 수소가 상당량 포함되어 있었습니다. 더욱이, 가스의 모든 탄소가 그래핀으로 변환되기 때문에 이 공정에서는 이산화탄소가 전혀 배출되지 않습니다. 

느린 시작에도 불구하고, 녹색 수소 산업은 철강  , 해운  등 특히 정화가 어려운 산업에서 사용될 수 있기 때문에 글로벌 탈탄소화 노력에 큰 가능성을 가지고  있습니다 . 태양광 및 풍력 에너지와 달리 수소는 가연성 연료원으로 사용될 수 있습니다. 즉, 산업용 용광로의 화석 연료를 대체할 수 있으며, 연소 시 수증기만 남깁니다. 고열 산업 응용 분야에서 대규모 교체가 가져올 수 있는 잠재적인 영향은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. 블룸버그 그린(Bloomberg Green)은 지난해 보고서에서 “현재 섭씨 1,500도(화씨 2,732도)에 달하는 용광로에 사용되는 화석 연료를 수소 가스로 교체하면 현재 산업에서 발생하는 전 세계 이산화탄소 배출량의 20%를 크게 줄일 수 있다”고 썼습니다. 제목은 ' 왜 수소가 친환경 에너지에서 가장 뜨거운가'입니다 .

그러나 이러한 중공업을 모두 그린수소로 하루빨리 전환하는 것이 환경에 대한 명백한 승리인 것처럼 보이지만 현실은 그리  간단하지 않습니다 . 녹색 수소를 생산하려면 엄청난 양의 청정 에너지가 필요하며 이는 다른 응용 분야에 더 잘 사용될 수 있습니다. 국제재생에너지기구(IRENA)의 2022년 보고서는 "   수소의 무분별한 사용"에 대해 경고하면서 정책 입안자들에게 녹색 수소의 과도한 사용은 "탈탄소화 세계의 요구 사항에 부합하지 않을 수 있다"는 점을 고려하도록 경고했습니다. 따라서 너무 많은 녹색 에너지를 수소 생산으로 전환하면 실제로 탈탄소화 운동 전체가 둔화될 수 있습니다. 

따라서 다양한 맥락에서 신중한 비용 편익 분석을 통해 녹색 수소 규모를 평가해야 합니다. 그러나 플라스틱 폐기물을 추가로 제거하고 수익을 창출하면 확실히 목록에 새로운 이점이 풍부하게 추가됩니다. 

Oilprice.com의 Haley Zaremba 작성