하루 최대 수소 생산량
640kg/일
Waste-to-Hydrogen
지역에서 버려진 것을
지역을 움직이는 힘으로
Waste-to-Hydrogen(W2H) 기술은 유기성 폐기물에서 발생한 바이오가스를 활용하여 수소를 생산하는 자원순환형 수소 생산 기술입니다. 일상에서 발생하는 폐기물을 다시 자원으로 전환해 활용할 수 있게 하며, 지역 기반의 에너지 자립을 실현합니다.
Why W2H?
폐기물의 새로운
가치의 발견
유기성 폐기물로 새로운 에너지를 만들어 지역의 에너지 공급 문제를 해결합니다.
W2H는 자원의 새로운
쓸모를 찾아 도시가 필요로 하는 에너지로 바꾸는 순환을 만들어갑니다.
-
폐기물에서 발생하는 바이오가스가
일상을 움직이는 수소 에너지로지역의 폐기물 특성과 수소 수요에 맞춰 수소 생산 모델 최적화를 지원합니다. 인도네시아의 경우, 매립지에서 발생하는 가스를 활용해 에너지원화 함으로써 국가의 폐기물 처리와 에너지 공급에 기여하는 사업 모델을 제공합니다.
-
지역에서 발생한 바이오가스가
지역에서 쓰이는 에너지로W2H 기술은 폐기물을 활용한 수소 생산으로 지리적 한계를 극복하고 분산형 에너지 자립 체계로 지산지소 에너지 모델을 실현합니다.
W2H in Numbers
지역 맞춤형 수소 생산
솔루션
W2H는 지역 내 음식물 쓰레기, 하수 슬러지, 가축 분뇨 등 유기성 폐기물에서 발생한 바이오가스를 순도 99.97%
이상의 고순도 수소로 전환합니다.
각 지역의 폐기물 처리 환경과 수소 수요를 연결해, 폐기물이 다시
지역의 에너지로 순환하는 자원순환형 수소 생태계를 만들어갑니다.
-
약 60 톤/일 현대건설과 현대로템이 참여한 첫 W2H 연구개발 국책 사업으로 충주시에서 발생하는 약 60톤의 음식물 쓰레기를 활용하여 생산된 바이오가스를 통해 하루 약 500kg의 수소를 생산하고 있습니다.
-
음식물 쓰레기
약 60톤
-
바이오가스
생산
-
수소
약 500kg/일
넥쏘
100대 충전
-
-
약 120 톤/일 청주 공공하수처리시설에서는 대규모 생활하수와 일부 산업폐수가 처리되고 있으며, 이 과정에서 발생하는 하수 슬러지 중 약 120톤 규모를 활용해 생산된 바이오가스를 통해 하루 약 500kg의 수소를 생산하고 있습니다.
-
하수 슬러지
약 120톤
-
바이오가스
생산
-
수소
약 500kg/일
넥쏘
100대 충전
-
-
약 10,000 Nm3/일 홍콩 매립지에서는 대규모 유기성 폐기물을 포함한 쓰레기가 처리되며, 이 과정에서 발생하는 매립지 가스 중 일부(약 10,000Nm3)를 활용하여 하루 약 1,000kg의 수소를 생산할 계획입니다.
-
매립지 가스
10,000Nm3
-
바이오가스
생산
-
수소
약 1,000kg/일
넥쏘
200대 충전
-
※ 수소 생산량은 원료 바이오가스의 성상 및 운영 조건에 따라 변동될 수 있습니다.
Production Process
W2H는 어떻게 수소를
생산하나요?
원료인 유기성 폐기물의 특성에 따라 서로 다른 전처리 과정을 거친 후, 바이오가스 포집, 정제·고질화, 개질, 수소 정제의 과정을 통해 고순도 수소로 전환됩니다.
영상 재생에 따라 단계가 자동으로 펼쳐집니다.
-
안정적인 혐기 소화가 이루어지도록 유기성 폐기물을 파쇄·선별해 이물질을 제거하고, 공정에 적합한 상태로 가공합니다.
- 음식물 쓰레기: 수거된 음식물 쓰레기에서 이물질을 제거하고 입자를 균질화해 바이오가스 생산에 적합한 원료로 전환합니다.
- 하수 슬러지: 하수 처리 과정에서 발생한 슬러지를 수분 및 고형물 특성에 맞게 조정해 바이오가스 생산에 적합한 상태로 만듭니다.
- 매립지 가스: 수분, 황화수소, 실록산 등 불순물을 제거해 가스를 안정적인 연료 및 공정 투입이 가능한 상태로 정제합니다.
-
전처리된 유기성 폐기물을 산소가 없는 환경에서 미생물에 의해 분해해 메탄(CH4)과 이산화탄소(CO2)로 구성된 바이오가스를 생산합니다. 이 과정에서 폐기물이 에너지 자원으로 전환되는 기반이 형성됩니다.
-
생산된 바이오가스에서 황화수소(H2S), 수분(H2O), 실록산(Siloxane) 등 불순물을 제거하는 전처리 공정을 거친 후 정제 공정을 거칩니다. 정제 공정에서는 멤브레인 방식을 적용하여 이산화탄소(CO2)를 분리함으로써, 메탄 함량 95% 이상의 고순도 바이오메탄을 생산합니다. 이를 통해 가스 품질을 안정적으로 확보하고, 천연가스 대체 연료로 활용하거나 수소 생산 공정의 원료 가스로 활용할 수 있습니다.
-
수소 생산 공정은 현대로템의 수소추출기를 활용하며, SMR(Steam Methane Reforming) 공정을 통해 수소를 생산합니다. 바이오메탄과 수증기를 고온에서 촉매 반응시키는 SMR 공정을 통해 수소(H2)와 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2)가 포함된 개질가스를 생성합니다. 이어서 WGS(Water Gas Shift) 공정을 통해 일산화탄소(CO)와 수증기(H2O)를 반응시켜 추가적인 수소(H2)를 생산하고, 일산화탄소(CO)를 이산화탄소(CO2)로 전환함으로써 공정 내 피독물질을 저감하는 동시에 수소 수율을 극대화합니다.
-
메탄전환 및 CO전환 반응을 통해 생성된 개질가스는 정제 공정을 거쳐 고순도 수소로 생산됩니다. 이 과정에서 PSA(Pressure Swing Adsorption) 기술을 활용하여 수소(H2)와 오프가스를 분리하고, 99.97% 이상의 고순도 수소를 확보합니다. 이렇게 정제된 수소는 산업용과 친환경 모빌리티 등 다양한 분야에서 활용됩니다.
-
수소 정제 과정에서 발생하는 오프가스(CH4, H2, CO2 등)는 SMR 공정의 열원으로 재활용되어 에너지 효율을 높입니다. 또한, 바이오메탄 생산 과정에서 분리된 이산화탄소(CO2)는 액화탄산 설비를 통해 산업용 가스, 드라이아이스 등으로 활용하는 방안이 검토되고 있습니다.
Key Facility
수소추출기
리포머(Reformer)로도 불리는 수소추출기는 바이오메탄 또는 천연가스의 주성분인 메탄과 수증기를 반응시켜 수소가 포함된 가스를 생산하고, 분리·정제 과정을 통해 고순도 수소를 추출합니다.
현대로템의 소형 수소추출기 한 대는 하루에 수소 640kg을 생산 가능하며, 이는 수소전기차 ‘넥쏘’ 기준으로 약
116대를 충전할 수 있는 양입니다.
나아가 현대로템은 지금보다 더 많은 수소를 생산할 수 있는 중대형급
수소추출기도 개발할 계획입니다.
-
원료
천연가스,
바이오메탄 -
정제 후 수소 순도
99.97%이상
-
부품 국산화율 (*25년 말 기준)
86.5%
스키드형 시스템 구성
압축·개질·
정제 통합
| 생산 | 버너 | 반응기에 필요한 열량 공급 |
|---|---|---|
| 개질기 | 메탄 + 물 → 일산화탄소 + 수소 | |
| 일산화탄소 전이 반응기 | 일산화탄소 + 물 → 이산화탄소 + 수소 | |
| 정제 | 흡착탑 | 개질가스 내 수소 분리 |
| 유틸 리티 |
냉각장치 | 냉각수 유지 및 공급 |
원료 투입 → 개질기
- CH4
- H2O
- CO / CO2
- H2
버너를 통해 메탄과 물이 개질 촉매층을 지나며
일산화탄소와 수소가 생성됩니다.
일산화탄소 전이 반응기
- CH4
- H2O
- CO / CO2
- H2
일산화탄소와 물이 다시 반응해
이산화탄소로 바뀌며 수소 비율이 늘어납니다.
흡착탑
- CH4
- H2O
- CO / CO2
- H2
이산화탄소가 포함된 불순물을 흡착·제거해
고순도 수소를 분리합니다.
고순도 수소
- CH4
- H2O
- CO / CO2
- H2
정제를 마친 수소가 저장되며
99.97% 이상되는 순도를 인증받아 공급됩니다.
Business
자원순환형(W2H)
수소 생산
-
W2H 청주
하수 처리장에서 생산되는 수소
참여 그룹사
-
W2H 파주
국내 최대 규모 수전해, 청정수소 생산의 시작
참여 그룹사
-
W2H 인도네시아
매립지 환경개선 및 수소 생태계 조성
참여 그룹사
-
W2H 홍콩
매립지 가스로 생산하는 수소
참여 그룹사
-
HY-Green 300 수소추출기 판매
소형 수소추출기 생산 및 판매
참여 그룹사
FAQ
Waste-to-Hydrogen에
대한 궁금증
-
유기성 폐기물이 분해되는 과정에서 발생하는 메탄은 이산화탄소보다 약 28배 높은 온실효과를 유발합니다. Waste-to-Hydrogen(W2H) 기술은 이러한 메탄을 대기 중으로 배출하지 않고 회수하여 수소로 전환함으로써 온실가스 배출 저감에 기여하고 자원순환 기반의 청정에너지 생산이라는 새로운 가치를 창출합니다.
유기성 폐기물(음식물 폐기물, 하수 슬러지 및 가축분뇨 등)에서 발생하는 바이오가스를 정제·고질화한 후 수소 생산 원료로 활용함으로써, 폐기물 유래 자원의 고부가가치화와 청정수소 생산을 실현하여, 자원순환형 에너지 생태계 구축에 기여합니다.
Waste-to-Hydrogen 기술은 '분산형 에너지 시스템' 구축을 가능하게 합니다. 해외에서 에너지를 수입할 필요 없이, 각 지역의 유기성 폐기물에서 발생하는 바이오가스를 활용해 그 지역에서 필요한 수소를 직접 생산할 수 있습니다. 이는 에너지 수입 의존도를 낮추고 지역 경제의 자립성을 높이는 동시에, 운송비용 절감과 온실가스 배출 저감에 기여합니다. 특히 에너지 자원이 부족한 지역에서 자체 자원으로 청정 에너지를 확보할 수 있는 솔루션을 제공합니다.
-
현대로템의 수소추출기는 바이오가스를 활용하여 99.97% 이상의 고순도로 수소를 생산하며, 생산된 수소는 수소 충전 및 공급 인프라와 연계하여 산업용은 물론 수소전기차 등 각종 모빌리티 분야에 활용될 수 있습니다. 현대차그룹이 직접 운영하는 첫 번째 자원순환형 온사이트(On-site) 수소충전소인 HTWO ENERGY 청주는 청주 지역에서 발생한 하수 슬러지로부터 생성된 바이오가스를 활용해 수소를 생산하고, 인근 수소충전소를 비롯한 충청북도 지역의 수소 수요처에 공급하고 있습니다.
-
수소추출기(Steam Methane Reformer, SMR)는 천연가스 또는 바이오메탄을 원료로 수소를 생산하는 설비입니다. 수소 생산은 크게 ① 개질공정(Steam Methane Reforming), ② WGS(Water Gas Shift) 공정, ③ PSA(Pressure Swing Adsorption) 정제 공정의 3단계를 통해 이루어집니다.
첫 번째 개질공정(SMR)에서는 원료의 주성분인 메탄(CH4)을 수증기와 함께 약 800℃의 고온에서 촉매와 반응시켜 수소와 일산화탄소를 생성합니다.
두 번째 WGS(Water Gas Shift) 공정에서는 생성된 일산화탄소를 수증기와 반응시켜 추가적인 수소와 이산화탄소로 전환합니다. 이를 통해 수소 생산량을 더욱 높일 수 있습니다.
마지막 PSA(Pressure Swing Adsorption) 정제 공정에서는 수소 이외의 성분을 제거하여 99.99% 이상의 고순도 수소를 생산합니다.
또한, PSA 공정에서 수소를 분리·정제한 후 남는 가스(오프가스)는 개질공정의 열원으로 재활용되어 에너지 손실을 최소화하고 수소 생산 효율을 높이고 있습니다. -
아니요, 수소추출기로 생산된 수소가 모두 청정수소에 해당하는 것은 아닙니다. 수소의 청정성은 수소를 생산하는 기술뿐만 아니라 사용 원료와 생산 과정에서의 온실가스 배출량에 따라 결정됩니다.
예를 들어, 천연가스를 원료로 생산한 수소는 일반적으로 그레이수소로 분류됩니다. 반면, 천연가스를 원료로 생산하더라도 탄소 포집·저장(CCS) 기술을 적용해 온실가스 배출량을 줄인 경우에는 블루수소로 분류될 수 있습니다.
또한, 국내에서는 유기성 폐기물(음식물 폐기물, 하수 슬러지 및 가축분뇨 등)에서 발생한 바이오가스를 정제·고질화한 바이오메탄을 원료로 활용하는 경우에는 청정수소로 인정하고 있습니다.
바이오가스 기반 수소 생산은 유기성 폐기물에서 발생하는 바이오가스를 에너지원으로 활용하는 방식으로, 미활용 자원을 활용하여 자원순환 및 온실가스 배출 저감에 기여할 수 있습니다.
-
수소추출기는 바이오메탄만 사용할 수 있는 설비가 아닙니다. 일반적으로 천연가스를 원료로 사용하며, 바이오메탄 역시 동일한 원리로 활용할 수 있습니다.
수소추출기(SMR)는 메탄(CH4)을 주성분으로 하는 가스를 원료로 수소를 생산하는 설비입니다. 따라서 천연가스뿐만 아니라 유기성 폐기물에서 발생한 바이오가스, 매립지가스(LFG), 제철소 부생가스(COG) 등도 원료 특성에 맞는 전처리 및 정제 과정을 거쳐 활용할 수 있습니다.
즉, 수소추출기는 메탄을 주성분으로 하는 다양한 가스를 활용할 수 있으며, 원료 특성에 맞는 전처리 및 정제 공정을 통해 천연가스는 물론 바이오가스, 매립지가스, 부생가스 등 다양한 공급원을 수소 생산에 활용할 수 있습니다.
Contact