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Aug 17, 2023

메탄 열분해: 청록색 수소 생산의 잠재력 발굴, IDTechEx 보고서

보스턴, 2023년 6월 2일 /PRNewswire/ -- 빠르게 진화하는 환경 속에서

보스턴, 2023년 6월 2일 /PRNewswire/ -- 빠르게 진화하는 수소 환경에서 저탄소 수소 생산에 대한 전 세계적 추진은 지속 가능하고 확장 가능하며 경제적으로 실행 가능한 기술의 탐색을 가속화하고 있습니다. 청색 및 녹색 수소가 중장기 탈탄소화를 위한 탁월한 옵션으로 주목받고 있는 반면, 메탄 열분해를 통해 생성되는 덜 알려진 청록색 수소는 기술 및 상업적 시연 측면에서 발전해 왔습니다. 그렇다면 미래 수소경제에서 메탄 열분해는 어디에 적합하며, 그 역할은 얼마나 중요할까요?

이 기사에서는 이 주제를 탐구하고 다양한 메탄 열분해 기술, 그 장점, 단점 및 이 산업을 형성하는 주요 상업 활동을 자세히 살펴봅니다. 메탄 열분해 및 블루 수소 시장에 대한 포괄적인 탐색을 보려면 IDTechEx의 새로운 시장 보고서인 "블루 수소 생산 및 시장(2023-2033년): 기술, 예측, 기업"을 참조하세요.

청색수소와 녹색수소의 비교

수소 생산 스펙트럼에서 청색 및 녹색 수소는 저탄소 미래를 위한 핵심 솔루션으로 부상했습니다. 블루수소는 천연가스를 증기로 개질하거나 산소로 부분적으로 산화시키는 동시에 공정에서 배출되는 CO2를 포집하고 저장함으로써 생산됩니다. 반면, 그린수소는 풍력, 태양광 등 신재생에너지원을 동력으로 하여 물을 전기분해해 생성함으로써 Scope 1, 2 배출 측면에서 Carbon-Free를 구현합니다.

그러나 청록색 수소는 수소 생산에 대해 다른 접근 방식을 제공합니다. 이는 직접적인 CO2를 방출하지 않고 고온에서 메탄이 수소와 고체 탄소로 분해되는 과정인 메탄 열분해를 통해 생성됩니다. 이로 인해 청록색 수소는 탄소 포집 및 저장(CCS)이 필요 없기 때문에 청색 수소보다 환경 친화적인 옵션이 됩니다.

녹색 수소에 비해 청록색 수소 생산은 풍부하고 현재 더 저렴한 천연가스를 공급원료로 사용하기 때문에 일반적으로 더 비용 효율적이고 확장하기 쉽습니다. 또한 이 공정은 열역학적으로 물 전기분해보다 에너지 집약도가 훨씬 낮기 때문에 생성된 H2 몰당 약 7배 적은 에너지가 필요합니다. 이는 많은 메탄 열분해 공정 변형이 완전히 전기화되어 범위 2 배출을 제거할 수 있다는 점을 고려하면 특히 유리합니다. 바이오가스를 공급원료로 사용하면 잠재적으로 공정을 탄소 음성으로 만들 수 있습니다.

이 공정에서는 또한 등급에 따라 다양한 산업에서 잠재적으로 활용될 수 있는 고체 탄소 부산물이 생성됩니다. 고무 블랙은 고무 강화 재료로 사용되며 특수 블랙은 폴리머, 잉크, 코팅 생산에 사용될 수 있습니다. , 배터리 재료 및 기타 여러 응용 분야. 토양 첨가제로서의 용도를 조사하기 위한 연구도 진행 중입니다. 일부 메탄 열분해 공정에서는 탄화수소, 흑연 또는 그래핀과 같은 고급 탄소를 생산할 수도 있습니다. 이러한 제품의 생성은 열분해 플랜트 운영자에게 유용한 수익원을 제공할 수 있습니다.

메탄 열분해 공정의 스펙트럼

IDTechEx는 세 가지 광범위한 유형의 메탄 열분해 공정을 확인했습니다. 전반적으로 이러한 프로세스는 작동 원리, 장단점, 개발 단계 및 이를 개발하는 플레이어의 상대적 수 측면에서 모두 상당히 다릅니다. 물론 플라즈마 촉매 공정과 같은 더 많은 변형이 있습니다.

열적: 매우 높은 온도(1000-1400°C)를 사용하는 비촉매 열분해. 가열은 반응기 벽이나 열교환 튜브(연소가 사용되는 경우)를 통해 공급됩니다. 이 공정을 개발하는 회사로는 BASF(반응기 벽 저항 가열) 및 Ekona Power(테일 가스 연소에 의한 가열)가 있습니다.

촉매: 기포탑의 용융 촉매 또는 유동층 반응기의 촉매 입자를 사용하는 열촉매 공정. 이 공정을 개발하는 업체로는 씨제로(용융염촉매), 헤이저그룹(고체철광석촉매) 등이 있다.