수소는 지난 몇 년간 잠재적인 친환경 에너지 벡터로 떠올랐으며, 향후 수소 관련 자동화 기술의 필요성이 크게 높아질 것으로 기대된다.

에머슨에서 전 세계적으로 운영하는 에머슨 환경 지속가능성 프로그램의 책임자인 아나 곤잘레스 에르난데스(Ana Gonzalez Hernandez)가 진행한 프레젠테이션에서 유망한 탈탄소 솔루션의 몇 가지 주요 특성에 주목한 바 있다. 수소는 무독성, 비금속성, 무취, 무색의 가연성 높은 이원자 기체이자 우주에 가장 풍부한 분자로, 가장 가벼운 원소이며 따라서 단위 부피당 에너지 밀도가 낮다는 것이다.

수소는 에너지원이 아닌, 에너지 운반체 역할을 한다. 즉, 전자가 아닌 화학 결합을 통해 에너지가 운반되지만, 수소의 잠재적인 탈탄소 역할은 전기와 유사하다. 이러한 차이점은 수소가 일부 경우에 있어 전기를 능가할 수 있는 근거를 뒷받침한다. (또는 그 반대도 마찬가지).

수소와 전기는 다음과 같은 특징이 있다.

•다양한 에너지원 및 기술로 생산할 수 있다.

•운송부터 산업용 난방까지 최종 사용 분야가 다양하다.

•석탄, 오일 또는 천연가스에서 생산되는 경우, CO2 농도가 높다.

•연소 또는 사용 시 온실기체, 입자, 황산화물, 지상 오존을 배출하지 않는다.

현재 수소는 석유 정제 및 암모니아 생산 시 화학적 공급 원료로 수요가 가장 높다. 전 세계적으로 생산되는 수소의 약 33%가 정제 공장에서, 27%가 암모니아 합성 시, 약 11%가 메탄올 생산 시 사용된다. 순수한 형태의 수소는 에너지 전달체 또는 산업용 원자재로 사용할 수 있다. 또한, 다른 투입 재료와 결합하여 수소 기반의 연료 및 공급 원료로 언급된 물질을 생산할 수도 있다. 한번 생산된 수소는 연료전지, 수소 보일러 등 화학물질 또는 가스 터빈에서 다양한 방식으로 전기와 열을 만들 수 있다.

기존의 수소는 화석 연료에서 생산되었으나, 미래의 수소는 바람, 태양, 수력 또는 원자력 에너지와 같이 재생 가능한/저탄소 에너지원에 의존해야 한다. 저탄소 수소 생산은 주로 전기 분해(또는 녹색 수소)와 탄소 포집 및 활용 또는 저장(CCUS, carbon capture and utilization or storage 또는 청색 수소)와 결합한 종래의 화석 연료 생산으로 이루어진다.

국제에너지기구(IEA, International Energy Agency)에서 발표한 2050까지 탄소 중립 달성 보고서에 따르면, 수소에 대한 수요는 현재 9,000만t에서 2050년 5억 3,000만t까지 거의 6배까지 증가한다. 전반적으로, 2050년이 되면 전 세계 최종 에너지 수요의 약 13%를 수소 기반 연료가 차지할 것으로 예상된다. 처음에는 수소를 에너지 전달체로 사용하면서 새로운 전달 및 분배 인프라를 즉시 구축할 필요가 없는 방식으로 기존의 화석 에너지 사용을 저탄소 또는 녹색 수소로 전환하는 데 초점을 뒀지만, 2030년 이후 저탄소 수소의 사용량은 모든 부문에서 빠르게 확장될 것이다.

자동화 기술은 수소 생산부터 운송, 분배, 활용에 이르기까지 화수소 공급망 전반에 걸쳐 중요한 역할을 한다. 대용량 녹색 수소 생산에 필요한 산업용 전해조의 경우, 안전하고 신뢰할 수 있는 운영을 위해 제어, 안전성 및 자산 관리 시스템과 소프트웨어가 있어야 하며, 생산 공정뿐만 아니라 분배 및 소비 종점에는 공정 측정 장치, 밸브, 압력 조절기 및 기타 장치가 필요하다.

수소 미래는 전반에 걸쳐 매우 흥미롭고 전도유망한 산업이며, 에머슨은 분자 생성, 운송, 분배, 관리 및 저장 분야에 있어 폭넓은 경험을 보유하고 있다. 녹색 및 청색 수소 생산과 분배를 확대하기 위한 길에는 수많은 어려움이 있지만, 계속해서 자동화 및 계기 기술은 발전하고 있다.