본 총설은 탄소중립 및 에너지순환을 실현하기 위한 재생에너지로부터 그린수소 생산 전략 중 하나인 바이오수소 생산 및 정제법에 관해 소개하고자 한다. 바이오수소는 생물질과 미생물과 같은 재생에너지원을 이용하며, 상온 및 상압 등의 마일드한 실험조건에서 작동하여 에너지소비 및 공정비용이 적게 드는 친환경 공정으로 알려져 있다. 하지만, 이러한 바이오 수소를 상업적으로 이용하기 위해서는 해결해야 할 중요한 도전적인 과제가 존재한다. 특히, 바이오수소는 생물반응기내의 복합한 화학반응으로 합성되어, 낮은 수소생산 속도 및 반응기내 다양한 혼합물이 존재하여, 바이오수소 고순도화를 위해서 연속공정 형태의 분리 및 정제 기술이 반드시 필요하다. 이를 위해, 저온 증류법, 압력 흡착법, 분리막법 등을 비롯한 다양한 분리 및 정제 기술이 고순도 바이오수소를 얻기 위해 제안되었다. 본 총설에서는 바이오수소 생산 및 정제 연계화를 위한 비 다공성 고분자 분리막의 가능성에 대해 소개하고자 한다.

국제사회는 글로벌 기후위기 극복을 위해 2050년까지 탄소중립(Net Zero)을 목표로 다양한 탈탄소 에너지원 개발을 지속하고 있다. 우리 정부에서도 ‘재생에너지 3020’ 정책을 수립하고 태양광이나 풍력을 이용한 에너지 개발계획을 추진함에 따라 해상 풍력발전단 지와 같이 연안해역에서 기존에는 볼 수 없었던 대규모 해양개발사업이 추진되고 있다. 해양시설물은 선박의 입장에서 볼 때는 항행 장 애물의 일종이며, 해양시설물 설치에 따라 좁아진 수역에서 선박 간 충돌사고 발생 또는 선박과 해양시설물의 접촉사고 발생시 환경오염 및 인명피해 등의 발생이 우려된다. 이에 국내외의 해상풍력발전단지 개발계획을 살펴보고 풍력단지에서 선박의 안전한 통항을 보장하기 위한 제도적 장치가 완비되어 있는지 분석하였으며, 해외의 입법 사례와 국내 법규를 비교하여 법적 사각지대를 해소하기 위한 새로운 법령안을 제안함으로써 대한민국의 관할해역에서 해양시설물의 안전한 운영과 선박의 안전한 통항을 기대하였다.

The crisis of climate change aroused international needs to reduce the greenhouse gas emission in energy sector. Government of South Korea formulated an agenda of carbon neutrality through announcing 2050 Net-Zero Carbon Scenario A and B in October 2021. As the power supply from renewable energy increases, it becomes a core element to take into account the daily intermittency of renewable energy in analyzing the upcoming energy plans. However, the existing yearly Load Duration Curve is insufficient for applying day and night power change in daily scale into energy mix analysis, since it derives the energy mix for whole year on the basis of classifying annual base load and peak load. Therefore, a new energy mix simulation model based on the daily power load and supply simulation is needed for the future energy analysis. In this study we developed a new model which simulates the average power supply and demand daily (over a 24 hour period) for each season. The model calculates the excess and shortage power during day and night by integrating each energy’s daily power pattern. The 2050 Net-Zero Carbon Scenario A was used for the model verification, during which the same amounts of power production from each energy source were applied: nuclear, renewable, carbon-free gas turbine, fuel cell and byproduct gas. Total power demand pattern and renewable energy production pattern were drawn from the data of 2017 power production, and Pumped-storage Hydroelectricity and Energy Storage System were used as day-to-night conversion. Detailed assumptions for each energy were based on the Basis of Calculation for Net-Zero Carbon Scenario from Government. The model was verified with three cases which were divided depending on the method of hydrogen production and whether the Curtailment and Conversion Loss (CCL) of renewable energy were considered or not. Case 1 assumed production of hydrogen occurred for 24 hours while not considering CCL, had 0% relative error in comparison of total annual power production, and case 2, considering CCL, had a 1.741% relative error. Case 3 assumed production of hydrogen occurred only during daytime with excess power and CCL consideration, yielded 0.493% relative error in total amount of hydrogen production, confirming that the model sufficiently describes the Government’s Scenario A with the input of total power production. This model is expected to be used for analyzing further energy mix with different ratios of each energy source, with special focus on nuclear and renewable energy sources.