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KWC 수소 리포트

#52 수소 경제로 가기 전 브리지 에너지원 천연가스

여러분 안녕하세요 이제 날씨가 한 껏 더워지려는지 심심치 않게 찾아오는 더위에 깜짝 놀라곤 하는데요.오늘은 브리지 에너지원에 대한 이야기를 해보며 에너지에 대한 지식을 쌓아보려고 합니다. 브리지 에너지원이 무엇일까요?브리지에너지원은 앞으로 수소경제 사회에 진입하기 위한 과정 중수소 에너지 과도기에 있는 현재수소 경제 사회로 자연스럽게 들어갈 수 있도록 다리 역할을 해주는 에너지원을 이야기 합니다. 이미지 출처 freepik길을 다니다 보면 천연가스라고 적혀있는 버스를 본 기억이 있으시죠?천연가스는 자연상태의 온도와 압력 조건에서 기체 상태로 존재하는 탄화수소를 이야기 합니다. 주성분은 메탄과 에탄으로 열량대비 석유보다 약 25% 저렴하면서 전 세계에 풍부하게 분포하고 있죠. 하지만, 최근 우크라이나와 러시아의 전쟁으로 가격이 급등 했습니다. 고유가로 많은 분이 어려움을 겪고 있는 이 시기에 또 다시 에너지의 중요성이 거론되고 있죠.하루 빨리 전쟁이 종식 되기를 바랍니다.천연가스는 석유와 달리 별도의 정유 정제 시설이 필요하지 않고분리기에 통과시키기만 하면 바로 사용할 수 있으며 전력 생산, 난방, 운동, 수소 생산등에 사용되죠. 천연가스로 수소를 생산한다니 어떻게 사용되고 있는 것일까요?천연가스는 CCUS와 연계하여 청정 블루수소를 생산하는 핵심 원료가 됩니다. 여기서 잠깐!블루수소에 대해 좀 더 알아볼까요? 블루수소는 현재 세계적으로 가장 상업적 기술이 발달되어 보편화 되어 있는 추출수소 입니다. 추출수소의 공정 과정에서는 수소 1톤 생산에 이산화탄소 약 10톤이 발생합니다. 이것은 탄소중립을 목표로 하는 세계적인 추세에 맞지 않죠. 탄소중립을 위해 이산화탄소를 포집, 활용, 저장하는 CCUS기술을 접목하여 생산한 것이 바로 블루수소인 것이죠. 브리지 에너지원으로서 주목받는 천연가스가무한한 에너지원이 아니기에 우리는 궁극적으로 2050년 탄소중립을 달성하기 위해서청정에너지인 태양광과 풍력의 비중을 80% 이상으로 높여야합니다. 하지만 청정에너지원이 기존 석탄발전을 대체하는 과정에서아직은 완벽하지 않은 기술력으로 전력수급에 문제가 발생할 수 있는데요.이때 발생한 전력수급의 공백을 LNG발전소로 대체해재생에너지로 전환하기 위한 브리지 전원으로 천연가스가 여겨지고 있음을 알 수 있습니다. 이렇게 천연가스는 수소 에너지를 생산기술을 발전 시키는 과정에서 없어서는 안될 존재이기에 탄소중립 에너지 시대로 전환하는 브리지 에너지원으로 주목받는 것이죠.수소와 재생에너지 중심의 저탄소 시대로 전환하기 위해재생에너지가 가격 경쟁력을 확보할 때까지는 천연가스가 에너지원의 안정적인 공급과 경제성을 보장하는 브리지 에너지원의 역할을 할 것이라는 데는 대부분 이견이 없습니다. 천연가스가 브리지 에너지원으로서 도움을 주고 있지만2050탄소제로 사회를 만들기 위한 과정에서언제까지나 천연가스에 의존할 수는 없습니다.우리는 빠르게 기술을 발전시켜수소가 완벽한 에너지원이 되어 브리지 에너지원 도움없이 홀로서기 할 수 있는 그날을 위해 노력해야 합니다. 참고문헌:2050 수소에너지

2022.06.17

#51 에코하우스 종착역은 수소가 아닐까?

안녕하세요. 케이워터크레프트 입니다.오늘은 에코하우스에 대해 알아보고나아가 기후위기 극복을 위해 다양한 방안을 생각하는 시간이 되었으면 합니다.에코하우스는 지역의 기후, 대지조건 등에 따라 자연에너지를 최대로 활용하는 친환경주택을 말합니다.콘크리트, 철, 유리,벽돌 등을 사용해 거대한 건물들을 우리는 쉽게 볼 수 있습니다.고층 건물이며, 유리로 감싼 빌딩은 언뜻 보면분간이 안 갈 만큼 서로 닮은 모습속에서 우리는 살고 있죠.픽사베이 무료이미지이렇게 비슷하게 생긴 고층 건물들이 소비하는 에너지 양이 엄청나다는 것을 알고 계신가요?건물 안에서 쾌적한 온도를 유지하기 위해 많은 에너지가 쓰이고 있다고 합니다.냉방, 난방, 인공조명, 인공 공기 순환, 각종 기계 장치 등에 우리가 예상하지 못하는 많은 양의 에너지가 사용되고 있는 거죠.결국 오늘날의 편리한 건물과 주택은 화석연료를 엄청나게 사용하고 있는 주범이 되었습니다.에코하우스는 다양한 자연 현상을 이용해 에너지를 아끼는데요.열의 이동을 이용하며빛과 공기를 다스리고재생에너지를 이용한다고 합니다.현재 지구의 환경을 위해 에너지를 아끼고 다양한 방법을 연구하고 있는 거죠.첫번째로 먼저 열에너지의 이동 방법을 잘 알아야 효과적으로 사용하는 데 아주 큰 도움이 된다고 합니다.열을 이동을 막는 단열재, 열을 차단하는 진공 유리창,열을 저장해두는 축열재를 적절한 곳에 사용해 에너지를 절약한다고 하네요.둘째는 빛을 이용해 에너지를 절약합니다.태양 빛은 시간에 따라 태양의 위치가 계속 바뀝니다.집광기,광선반,광파이프를 이용해최대한 건물 안으로 끌어들이기 위해 노력하는 거죠.셋째는 공기의 흐름을 이용해 에너지를 절약하는 방법입니다.공기의 흐름을 이용해 온도와 습기를 조절하고 환기를 합니다.이런 대류 현상을 잘 이용하면 보다 손쉽게 냉방이나 난방을 할 수 있습니다.픽사베이 무료이미지이러한 자연현상을 이용해 만든 건물 및 주택들을 우리는 확인 할 수 있습니다.경제적으로 많은 비용이 따르지만 왜 노력을 기울일까요?여러분은 지구의 임계점이란 말을 한번쯤은 들어 보셨을 겁니다.지구가 버텨낼 수 있는 능력의 한계를 말합니다.원래 지구는 자연 생태계에 유입된 오염 물질을 스스로 정화하는 능력을 가지고 있습니다.하지만 능력을 벗어나면 지구는 원래의 상태로 돌아갈 수 없습니다.많은 연구자들이 지구의 임계점을 산업혁명 이전을 기준으로 온도가2도 상승한 시기라고 예측하고 있습니다.여러 국가에서 화석에너서 저탄소 에너지로 전환해 2050년 까지 탄소 배출을 하지 않는 대책을 세우고 있습니다.대책만 세우고 실천을 하지 못한다면 인류는 멈춰 버리게 될 지도 모릅니다.많은 사람들이 해결 방안을 연구하고 있습니다.그중 화석에너지를최소한으로 줄이기 위해 신재생에너지 수소를 주목하고 있습니다.건물에 태양열 패널을 설치하고 태양열 패널에서 나온 전기로수전해를 통해 수소를 만들어수소 탱크에 저장해 두었다가필요시 이를 이용해 전기를 사용하는 것입니다.수소는 매우 유연한 에너지원이기에 다양한 형태로, 광범위한 영역에서 사용될 것입니다.탄소로 부터 자유로운 세상 빨리 왔으면 합니다.^^참고문헌: 지구에서 제일 멋진집 에코하우스

2022.05.31

#50 수소차 세계적 동향

안녕하세요 케이워터크레프트 입니다. 오늘은 수소차와 전기차에 대해 알아보았던 저번 시간에 이어 수소전기자동차에 대한 세계적인 동향을 살펴보려고 합니다. 2016년 12월 파리 기후변화 협약 이후 지구온난화 대책 방안으로 탄소 배출을 줄이기 위해 전 세계적으로 기존의 화석연료를 대체할 에너지원 개발 산업에 힘을 쓰고 있습니다. 수소는 연소 후에도 산소와 결합하여 다시 물로 환원되어서 배기가스로 인한 환경 오염이 없기에 가장 주목받고 있는 에너지원입니다. 친환경을 위해 필수불가결한 수소차세계는 지금 어디까지 와있을까요?중국중국 공업정보화부는 2016년 '13차 5개년 계획'에서 수소전기자동차 로드맵을 밝혔습니다. 2030년까지 수소전기자동차 100만 대, 수소충전소 1000개를 보급하는 것을 목표로 두었는데요.중국이 수소전기자동차에 집중하는 이유는 단거리와 중소형 차량에 유리한 배터리 전기자동차는 충분히 보급되었다고 판단했기 때문입니다.대기오염을 줄이기 위해서는 버스. 트럭 같은 대형 장거리 자동차에도 변화가 있어야 합니다. 중국 내연기관 부품 업체 웨이차이는 세계에서 가장먼저 연료전지를 연구한 회사는 캐나다의 발라드의 지분을 상당 부분 인수하며 수소차 산업에 큰 관심을 보이고 있는 추세입니다. 3년 전부터 친환경 자동차 시장 세계 1위를 기록하고 있는 중국인 만큼 수소차에 대한 열정은 엄청납니다. 일본일본은 2011년 동일본 대지진 이후 후쿠시마 원전 노심이 폭발한 사건이 발생한 후 에너지 안보를 위해 수소에 집중하게 되었습니다. 일본의 에너지 전환 목표는 3E+S로 에너지 안보(Energy security), 환경(environment), 경제적 효율성(Economic efficiency), 안전(safety)을 중점에 두고대체에너지를 개발 중입니다. 수소가 활성화되기 위해서는 경제적 효율성을 무시할 수 없습니다. 일본은 수소의 단가를 낮추기 위해 kg당 10달러인 수소 가격을 2030년까지 3달러로 2050까지 2달러로 낮추는 것이 목표로 두고 있습니다. 수소전기차 보급은 2030년까지 80만 대를 달성하는 것이 목표입니다. 일본은 호주와 갈탄을 수소로 만들어 일본으로 수송하는 사업을 진행하며수소의 단가를 낮추기 위해서 노력하고 있는 모습을 보이며 수소 시장에 적극적으로 참여하고 있습니다. 픽사베이 무료이미지호주 호주는 수소의 생산 중 특히 '수출'에 목표를 두고 있습니다. 태양광 발전으로 만든 전기로 물을 분해해 수소를 만들고 이동하기 편한 암모니아 형태로 변환해 운송하는 기술을 연구하고 있습니다.또한 운송 기술 분야도 집중하고 있는데요.수소는 기체 상태일 때 에너지 밀도가 3제곱 미터 당 0.08kg에 불과하나 이를 영하 253도씨로 액화하면 71kg가 됩니다. 에너지 밀도가 높다고 좋은 것은 아니나 많은 양을 효과적으로 운송하기 위해 꼭 필요한 연구입니다. 이렇게 전 세계적으로 수소 연구와 더불어 응용분야에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있는데요.그렇다면 한국에서 수소차는 어느 정도 자리를 잡았을까요?2019년 한국정부는 수소경제 활성화 로드맵을 발표하며 수출을 포함한 수소전기자동차를 2040년까지 620만 대를 보급하겠다는 목표를 세웠습니다. 또한 2040년까지 발전용 연료전지는 307Mw에서 2040sus 15GW로 수소공급은 526만 톤으로 끌어올리겠다 설명했습니다. 수소가 활성화되기 위해 가장 중요한 수소 가격은 2040년까지 kg당 3000원까지 인하할 것을 목표로 세우며 수소전기차 산업에 적극적으로 참여하고 있는 것을 볼 수 있습니다. 픽사베이 무료이미지산업의 패러다임이 변화하며"미래는 전망하는 것이 아니라 만들어가는 것"이란 말을 합니다. 친환경을 위해 수소전기자동차가 대안이 될 수 있는지는사람들을 만족시킬 수 있는 가격과 성능, 경쟁력을 확보 할 수 있는지에 달려 있습니다. 과연 실현 가능할 대안인지 의심하는 것이 아니라우리가 수소전기자동차 시장을 열고자 선도하면 미래는 실천될 것입니다. 더 깨끗한 환경을 위해 수소전기자동차는 우리의 의무임을 잊지 말고 적극적으로 수소전기차가 보급될 수 있도록 힘써야 합니다. 참고문헌:수소전기차 시대가 온다.

2022.05.23

#49 수소차와 전기차 당신의 선택은?

안녕하세요, 케이워터크레프트 입니다요즘 큰 일교차에 건강 관리에 어려움을 겪는 분들이 많은 것 같습니다. 감기 걸리지 않도록 겉옷 잘 챙겨다니며 쌀쌀한 밤에 입어주는 것이 어떨까요?오늘은 수소전기차에 대해 여러분과 알아보려고 합니다. 친환경 에너지로 수소가 주목을 받으며 수소모빌리티쇼가 개최되고 수소차에 대한 관심이 증폭하고 있습니다.수소차, 왜 화제가 되고 있는지 알아보러 가실까요?현재 도로에 있는 자동차를 보면 휘발유와 경유를 연료로 사용합니다. 경유의 장점으로는 휘발유보다 단가가 저렴하다는 것입니다. 주행거리가 많은 운전자는 비용 측면에서 경유를 선택하는 경우가 많죠. 휘발유의 경우에는 경유에 비해 연비가 좋지 않지만 진동이나 소음이 매우 적어 승차감이 우수한 편입니다. 하지만 경유와 휘발유에는 치명적인 단점이 한 가지 있습니다. 바로 매연이 많이 나온다는 거죠. 이는 대기 환경 오염에 치명적인 영향을 끼치게 됩니다. 질소 산화물을 훨씬 더 많이 내뿜는 경유차의 경우 환경개선 부담금을 지불하죠. 환경 오염 물질을 배출하지만 친환경 연료인 전가차가 아직 활성화 되지 못한 이유는 무엇일까요?그것은 아직 전가차 충전소가 대중화 되지 못했기 때문입니다. 아직은 주유소가 활성화 되어있는 환경인 만큼 충전의 부담이 있으며 한 번 완충하는데 시간이 오래 걸려 아직은 꺼리는 것이죠. 오늘은 전기자동차 중에서도 수소전기자동차에 대해 살펴보며 전기차가 활성화 되기 위해 필요한 요소들을 알아보도록 하겠습니다수소전기자동차는 연료전지 발전기와 수소연료 공급장치 등이 탑재돼 있고, 수소탱크에 수소를 싣고 다닙니다.이것은 자동차가 구동되면 수소탱크의 수소가 연료전지 안으로 들어가공기 중의 산소를 만나 전기를 만듭니다. 반면 배터리전기자동차는 원자력발전소나 화력발전소에서 만든 전기를배터리에 싣고 다니죠.수소전기자동차는 전기를 안에서 만드는 것이고배터리전기자동차는 전기를 밖에서 만드는 것입니다.이 둘의 공통점은 모두 전기 모터로 구동되는 전기자동차로 엔진이 없어 소음이 없고 연소를 하지 않아 질소산화물 등 미세먼지 배출이 없다는 장점이 있습니다.또한 온실가스인 이산화탄소를 배출하지 않는다는 점은 지구온난화로 인한 기후 변화가 화제가 되는 요즘 가장 목받고 있는 부분입니다.오염물질을 배출하지 않는 유일한 대안이 수소전기자동차와 배터리전기자동차는 2050 탄소 중립 사회를 만드는데 가장 적합한 선택지 입니다. 픽사베이 무료이미지세계적인 흐름을 보면 수소차는 승용차보다 대형 트럭에 집중하고 있습니다. 전기차의 경우 배터리만 있어 크기가 작은 승용차에 적합하지만 수소차는 배터리와 수소탱크가 함께 있어야해 전기차 보다는 공간이 더 필요합니다. 또한 차체가 큰 만큼 대형 트럭에 배터리만 사용된다면 무게와 위험성이 있어 수소전기차가 보다 적합합니다.최근 현대에선 수소 트럭 청소차를 선보였습니다.외부 공기를 정화해 산소를 공급하고, 수소와 산소를 반응시켜 전기를 생산해 정화된 공기와 물을 배출하는 원리로 구동되는 수소청소차는수소전기차의 유일한 부산물인 물을 활용한 간이 세면대 또한 만들어 오염된 손을 현장에서 바로 씻을 수 있는 환경으로 개선해 주었다고 합니다. 기존의 청소차와 달리 엔진을 사용하지 않아 기존 청소차 대비 소음이 40% 줄었으며주행중 배출되는 배기가스가 없어 매연과 미세먼지에 노출되던 환경미화원분들이 맑은 공기 속에서 작업을 진행 할 수 있게 되었습니다.2050 탄소 제로 사회가 되며 수소전기차는 선택이 아닌 필수가 될 것 입니다 더 맑은 공기를 위해 더 나은 삶을 위해우리는 수소전기차가 상용화 될 수 있도록 끊임없는 관심을 가져야 할 것 입니다.참고문헌: 수소전기차 시대가 온다.

2022.05.15

#48 중국 수소 경제 정책 및 양국 협력 방안

안녕하세요. 케이워터크레프트 입니다.오늘은 중국 수소 경제 정책에 대해 알아보고 양국이 협력하여 기후위기에 적극 대응해수소 산업이 발전하는 계기가 되었으며 합니다.중국은 2019년을 기준으로 최대 탄소 배출국이었으나 2020년 9월 22일 제75차 유엔 총회에서 2060년 탄소중립 달성을 선언했습니다. 중국의 경우 재생에너지와 수소에너지로의 전환으로 탄소중립을 실현하고자 하고 있으며 현재 중국의 수소 생산량은 연간 2천5백만 톤 정도가 됩니다.이는 전 세계 수소 생산량의 30퍼센트 정도 되는 비중을 차지하고 있지만 2천 5백만 톤의 수소 중 친환경 수소는 10만 톤 정도 밖에 되지 않습니다.대부분이 그레이 수소인 것입니다.그레이 수소의 생산량이 많다 해 걱정할 필요가 없죠.그레이 수소의 생산량이 많다는 것은 앞으로 발전 가능성이 무궁무진하다는 것을 의미하기 때문입니다. 수요와 공급 법칙에 따라 그레이수소가 많이 사용된다는 것은 중국 내 공업 과정 중에서 꾸준히 수소의 수요가 발생해 수소 에너지에 대한 인프라가 좋은 나라임을 이야기해 줍니다. 그렇다면 중국은 어떻게 그린수소의 생산량을 증가할 수 있을까요?그린수소를 만들 때 고려되어야 할 부분은 전력비용과 전해조 가격입니다. 이 두 개의 문제가 해결되어야지 수소 에너지의 단가가 낮아집니다. 최근 중국은 태양광 분야에서 재생에너지 산업을 이끌고 있습니다. 태양광을 이용해 그린수소를 생산할 수 있다는 점에 우리는 주목해야 합니다. 중국은 세계 최대 재생에너지 설비 보유국으로 발전 단가가 빠르게 하락 중이며 10년 동안 풍력은 40% 태양광은 90% 정도 단가 하락이 나타났습니다.특히 태양광 가격의 절반 정도는 3년간 급진적으로 발전단가가 낮아져 올해는 최초로 중국의 태양광의 단가가 석탄보다 낮아질 것으로 예상될 정도입니다. 이것은 태양광이 전력가격 측면에서 효율을 보이고 있다는 것이며 또한 중국은 10년 전부터 수전해 기술 연구하며 대부분 기술에서 국산화 시현을 했음에 주목해야 합니다.태양광과 수전해 방식을 통해 온실가스를 배출하지 않는 가장 친환경적인 방법으로 생산된 그린수소는 전력 가격 측면에서 뛰어난 효율을 보일 것으로 예상 됩니다.중국의 수소 생산 프로젝트에 참여하여 만들어진 수소를 국내로 도입한다면 수소를 저렴하게 확보할 수 있고, 우리나라의 수소 경제가 자립할 수 있는 요건이 갖춰지게 될 것입니다.중국과 함께 태양광, 풍력 등의 재생에너지 발전 프로젝트를 진행해 그린수소를 생산하고 프로젝트에서 생산된 수소는 우리나라 주력 시장인 수소 활용 분야에서 응용할 수 있을 것입니다. 수소 승용차와 발전용 연료전지 분야는 국내 기업이 선두를 달리고 있는 만큼 중국과 함께 수소차, 수소발전소 사업을 진행하며 기술 개발을 통한 시장 확대를 이루어 낼 수 있을 것입니다. 우리나라의 경우 기초자치단체의 이격거리 규제의 영향으로 입지규제가 늘어나고 있어 농촌지역의 태양광사업 활성화를 기대하는 것은 어려운 상황입니다. 신재생에너지원 중 에너지 강도가 크고 발전량이 많은 해상 풍력의 경우에도 여러 가지 규제로 속도를 내지 못하고 있는 중입니다. 이러한 점에서 재생에너지가 활발히 응용되고 있는 중국과의 프로젝트는 서로의 기술력을 보완해 줄 수 있는 기회가 될 것입니다. 수소는 아직 우리가 경험해 보지 못한 낮선 에너지 분야입니다. 이제 막 걸음마 단계를 떼는 과정에 있지만 21세기의 시작은 수소에너지 시장이 급성장할 수 있음을 의미합니다. 전 세계는 탄소중립을 위해 끊임없이 연구하고 있습니다. 수소에너지는 화석연료를 이어 새로운 에너지 패러다임을 열 것이고 국가는 수소 경제로의 전환에 적극적으로 참여하며 대비해야 합니다. 이런 상황 속에서 중국과 대한민국의 수소 프로젝트는 탄소중립을 좀 더 앞당길 수 있게 될 것입니다. 중국의 수소 생산 기술과 대한민국의 수소 활용 기술이 만난다면 두 나라는 수소 경제의 핵심 국으로 성장할 수 있을 것입니다. 참고자료:2050 수소에너지

2022.04.26

#47 에너지 효율 관련 기술 ESS의 한계

안녕하세요. 케이워터크레프트입니다.싸늘했던 아침과 저녁 바람도 점점 따스해 지는걸 보니 봄이 오고 있는 것 같습니다. 일교차가 큰 봄, 모두 건강 유의하세요오늘은 여러분과 같이 ESS 시스템에 대해 알아 보고 앞으로 나아가야 할 방향에 대해 논의해 볼려고 합니다.ESS는 Energy storage system의 약자로, 발전소에서 과잉 생산된 전력을 저장해 두었다가 일시적으로 전력이 부족할 때 송전해주는 저장 장치를 말합니다.전기는 생산과 동시에 흘러가버리는 특성이 있어 바로 사용하지 않으면 소진되어 버립니다.ESS는 배터리가 여러개 모여있는 큰 에너지 저장고로전기를 저장해주는 큰 배터리의 역할을 하죠. 냉. 난방기기 보급 확대, 삶의 질 향상, 각종 서비스 고도화 요구에 따라 에너지 수요는 매년 증가하였습니다. 하지만 지나친 화석연료의 사용은 환경오염의 주범이 되었죠.따라서 환경을 지키며 발전할 수 있는 새로운 에너지의 수요가 지속 발생하며 신재생에너지에 주목하고 있습니다.화석연료와 신재생에너지의 가장 큰 차이점은 '에너지의 저장'의 유무입니다. 화석연료는 에너지 저장에 용이하지만 아직까지 신재생에너지는 대용량의 에너지 저장에 어려움이 있죠 ESS는 잉여 생산된 전기를 저장하거나 신재생에너지를 활용해서 생산한 전기를 필요한 시간대에 사용가능하도록 하기위해 전기 수요가 적은 시간에 유휴 전력을 저장해두었다가 수요가 많은 시간대에 전기를 공급하여 안정적으로 전력을 활용할 수 있도록 해주는 시스템입니다. 픽사베이 무료이미지그렇다면 Ess는 배터리만으로 구성되었을까요? 아니요, ESS에는 전기를 모아두는 배터리와 배터리를 효율적으로 관리해주는 관련 장치들이 있습니다.ESS는 배터리 이외에도 생산된 전력을 변환하고 관리하기 위해 크게는PCS( Power Conversion System) ,BMS(Battery Management System),EMS(Energy Management System)로 구성되어 있습니다.PCS는 태양전지에서 발생하는 직류전기를 교류로 바꾸어 주는 역할을 하는 인버터로 구성되어 있습니다.BMS는 배터리가 안전하게 충전 또는 방전 할 수 있도록 제어하는 장치이며EMS는 전력의 생산,변화,소비 등을 제어 및 모니터링 하는 시스템 입니다.에너지 흐름 제어를 수행하고 정보를 수집 관리하여 최적의 에너지 사용을 목표로 동작하는 시스템 이죠.하지만 ESS로 재생에너지를 관리하기에는 분명히 한계가 있습니다.시간이 흐름에 따라 소모되는 에너지 및배터리 보관함이 방대하게 커지면서배터리 과충전으로 인한 화재가 종종 발생하고 있습니다.케이워터크레프트의 워터스테이션은 어떤 형태로 전력을 저장하고 있을까요?케이워터크레프트가 선택한 방법은 'P2G'방법입니다. P2G란 Power to Gas의 줄임말로, 태양광이나 풍력으로 얻은 전기를 이용해수소 또는 메탄을 생성, 저장하는 기술입니다. P2G와 ESS를 비교해 보면, P2G는 전력을 연료로 전환해 저장하는 것이고ESS는 에너지를 저장하는 기술인 것이죠. P2G는 ESS보다 에너지 저장용량이 우수해 대용량의 에너지를 저장할 수 있다는 장점이 있습니다. 이러한 장점을 활용해 워터스테이션은 전력을 가스연료 형태로 저장해대용량의 에너지를 손실 없이 장기적으로 저장할 수 있도록 설계된 것이죠. 지금까지의 ESS는 배터리 설비와 장비에 초점을 맞추어 개발되어졌습니다.하지만 단순히 설비 및 장비에 초점을 맞춘 현재의 개발방식으로는 ESS를 제대로 활용하는 데 한계가 있는 것이 사실입니다.ESS는 여러 구성요소로 구성된 시스템입니다.시스템 관점에서 보면 다양하게 활용할 수 있는 방안을 고민하고대안을 찾아야 하는 시기가 도래했다고 볼 수 있습니다.참조문헌: 알기쉬운 신재생에너지

2022.04.01

#46 그레이수소와 그린수소를 연결해주는 블루수소

앞선 시간들을 통해 수소를 생산하는 방법은 30가지 이상이며색상으로 친환경 정도를 구분하여 분류할 수 있다는 정보를 배웠습니다. 지금까지는 이산화탄소를 배출하는 그레이수소와수전해 방식을 통해 생산되어 이산화탄소를 배출하지 않는 청정 에너지인 '그린수소'를중심으로 이야기를 풀어나갔는데요. 오늘은 이산화탄소를 배출하는 그레이수소의 대안으로가장 활발히 생산되고 있는 블루수소에 대해 알아보는 시간을 가져보려고 합니다. 그레이수소는 천연가스, 석탄 등의 화석연료를 원료로 사용하며열에너지를 이용한 화학반응으로 생산되는 수소에너지 입니다.하지만 그레이수소의 사용은수소를 에너지원으로 사용해 온실가스를 배출하지 않고청정에너지 인프라를 구축하고자 하는 의도와는 거리가 있습니다.청정에너지원으로서 역할을 하기 위해서는수소 자체의 생산에서도 온실가스를 생성하지 않는 깨끗한 방식이 필요한 것이죠. 이미지 출처: freepik그레이수소에서 그린수소로 넘어가는 과도기 단계에서중단 다리 역할을 해주는 수소가 바로 블루수소입니다.블루수소는 그레이수소와 같이 기존의 화석연료를 이용해 수소를 생산하지만 CCUS 기술을 연계해 부산물로 배출되는 이산화탄소를 따로 포집해 저장하거나 이용함으로써 온실가스 배출을 막습니다. 그린수소보다 생산비용이 저렴할 뿐만아니라풍부한 천연가스 자원의 활용을 기반으로 하여 기업이 빠르게 대량 생산 체제를 구축할 수도 있지요.블루수소의 육성은 수소 에너지 인프라의 구축을 앞당겨 줄 것으로 예상됩니다. 또한 화석연료 기반의 산업에서 재생에너지 기반의 산업으로 전환되는 과정이보다 자연스러울 수 있도록 도와주는 역할을 할 것입니다.하지만 블루수소가 이산화탄소를 전혀 배출하지 않는것은 아닙니다. 그레이수소의 경우 1kg 생산 시 약 10kg의 이산화탄소가 배출되지만, 블루소소는 약 4.4kg의 이산화탄소가 배출되됩니다. 이산화탄소가 100% 포집되는 것이 아니기에전체적인 온실가스 감축 효과가 미미하다는 의견도 많습니다. 궁극적인 목표가 이산화탄소를 전혀 배출하지 않는그린수소로 에너지 전환을 이루는 것이지만,그린수소의 생산 단가가 아직은 높아대규모의 양을 확충하기 어려운 상황입니다. 재생에너지의 발전 단가와 그린수소를 생산할 수 있는 수전해 효율을 높여 최대한 빠른 시간안에 그린수소의 생산량을 증가시키는 것이 그린에너지를 활성화 시킬 수 있는 방안인데요.수전해 기술은 물의 이온화에 활용되는 전해질에 전력을 공급해 물을 산소와 수소로 분해하는 기술로, 전해질의 종류에 따라 알칼라인 수전해, 고분자 전해질 수전해 고체 산화물 수전해 방식으로 구분됩니다. 국내의 수전해 기술은 개별 단전지 성능을 높이는 데 주력하여 단전지 성능은 선진국 수준에 근접하고 있습니다.케이워터크레프트도 수전해 기술을 이용한 워터스테이션, 워터보트와 같은 제품을 개발하며수전해 기술의 효율을 높일 수 있는 방안에대해 연구하고 있습니다. 청정 에너지 과도기 시점에 있는 현재 우리는 어떤 선택을 해야 할까요?그린수소의 대안으로 여겨지고 있는 블루수소에 많은 투자를 하며 발전시켜야 할까요?그린수소에 투자를 하며 빠르게 다가올 청정 에너지 시대를 기대하는 것이 옳은 선택일까요?여러분의 의견은 어떤지 알려주세요!참조문헌: 2050 탄소배출제로, 수소가 답이다2050 수소에너지

2022.03.24

#45 [국제신문] 화석연료보다 더 긴 수소에너지 시대 온다.

최근 우크라이나와 러시아의 전쟁으로 세계가 안보와 경제에 빨간불이 켜져 대한민국 또한 불안한 국제정세를 면밀히 주목하고 있다. 특히, ℓ당 2000원에 육박하는 고유가로 많은 분이 어려움을 겪고 있는 이 시기에 또 다시 에너지의 중요성이 거론되고 있다. 현재 주요 에너지원인 화석연료는 거의 전 분야에서 사용되고 있다. 하지만 화석연료 시대가 시작된 1750년 이후 대기 중 이산화탄소의 농도는 31% 증가했다. 이로 인한 기후변화는 지구 생물권에 질적 영향을 미쳐 생물을 멸종시키고 인류를 식량난에 빠뜨리고 있다.지구의 임계점은 지구가 버텨낼 수 있는 능력의 한계를 말한다. 원래 지구는 자연 생태계에 유입된 오염 물질을 스스로 정화하는 능력을 가지고 있다. 하지만 능력을 벗어나면 지구는 원래의 상태로 돌아갈 수 없다. 많은 연구자들이 지구의 임계점을 산업혁명 이전을 기준으로 온도가 2℃ 상승한 시기라고 예측한다. 앞으로 4200억 ｔ의 이산화탄소를 사용하면 지구의 온도가 1.5℃ 상승한다고 하지만 이 양은 우리가 평균적으로 매년 배출하는 이산화탄소 양을 계산해 보았을 때 10년 치 밖에 되지 않는다. 더구나 2021년 현재 지구의 온도는 이미 1.2℃ 상승에 달했으며 이 속도로는 2030년 이전에 1.5℃ 상승에 도달할 것으로 보고 있다.전 지구적 기후변화 위기에 대응하기 위해 2018년 유엔 IPCC 총회에서는 ‘지구온난화 1.5℃ 특별 보고서’가 만장일치로 채택되었다. 여러 국가에서 화석 에너지에서 저탄소 에너지로 전환해 2050년까지 탄소 배출을 하지 않는 대책을 세우고 있다.저탄소, 친환경 에너지원이 활성화되기 위해서는 어떤 요소를 가지고 있어야 할까? 화석연료가 활성화될 수 있었던 가장 큰 이유는 에너지의 저장이다. 화석연료는 에너지원이자 에너지 매개체의 역할을 수행하기 때문에 특정 장소에 보관하다 우리가 원하는 시기와 장소에 발전을 통해 전기를 만들어 낼 수 있다. 또한 다른 지역으로 쉽게 이송시킬 수 있다. 에너지의 저장과 이송이 가능하다는 점은 화석연료 자체가 거래가 가능해져 경제적인 의미를 갖기도 한다. 이런 저장과 이송의 장점이 화석연료가 인류의 주요 에너지원으로 자리 잡을 수 있게 된 핵심요소였다.하지만 친환경 에너지로 꼽히는 풍력과 태양광은 에너지원일 뿐 매개체의 역할을 하지는 못한다. 이에 비해 MW 규모 이상의 대용량 에너지 저장에는 수소 저장 기술이 가장 우위에 있어 수소에 주목하게 되었다. 수소는 물리적 화학적으로 저장기술이 연구되고 있다. 또한 수소는 물을 수소와 산소로 분해시키는 수전해 기술을 통해 생산할 수 있다. 여기에 에너지 밀도가 휘발유의 4배, 천연가스의 3배 정도로 높아 운송수단의 연료로 적합하며 발전, 난방 등 넓은 사용범위를 가져 에너지 매개체로 사용될 수 있다.궁극적인 목표인 탄소 제로에 도달하기 위해서는 수소를 생산하는 전 과정에서 이산화탄소를 방출하지 않아야 한다. 이산화탄소 등의 온실가스를 배출하지 않고 친환경적으로 생산되는 수소를 그린수소라 한다. 그린수소의 대표적인 방법으로는 물을 전기분해하여 수소를 생산하는 방식인 수전해가 있다. 전 세계적으로 수소 생산 중 수전해를 통한 수소 생산은 4% 수준밖에 되지 않는데 아직 기술적으로 많은 연구와 실증이 필요하다. 수전해 기술이 활성화되고 그린수소가 상업적으로 널리 사용되기 위해서는 신재생에너지의 간헐성과 비용이 개선되고 수전해 기술이 발전해 생산비용이 감소해야 한다. 탄소 중립 사회를 위해서 친환경 수소사회의 시작점인 ‘그린수소’의 대용량 생산으로 수소에너지의 보편적 상용화를 이루어, 탄소로부터 자유로운 친환경에너지의 대전환을 맞이해야 한다.수소는 모든 유형의 에너지 가운데 가장 가볍고 가장 비물질적인 것으로 연소 효율도 가장 뛰어나다. 또한 매우 유연한 에너지원이기에 다양한 형태로, 광범위한 영역에서 사용될 것이다. 수소산업의 인프라가 구축되어 에너지 패러다임의 변화가 찾아온다면 산업혁명 시대를 이끈 화석연료보다 더 긴 수소에너지 시대가 열릴 것이다. 국제신문 2022년 3월 14일 [과학에세이]화석연료보다 더 긴 수소에너지지 시대 온다. http://kookje.co.kr/news2011/asp/newsbody.asp?code=1700&key=20220315.22022003552

2022.03.15

#44 에너지 개발 세계 판도가 바뀐다.

안녕하세요. 케이워터크레프트 입니다.우리는 평소 쉽고 편리하게 전기를 사용하고 있습니다.하지만 에너지를 얻기 위해 막대한 경제적 비용과 수많은 생명이 잃게 된다는 것을 알고 계시나요?석탄, 석유,천연가스를 캐는 곳에서는 아직도 적지 않은 인명피해가 발생합니다.인류 역사상 최고 수준의 과학기술을 자랑하는 지금도 전 세계에서 해마다 만 명이 넘는 사람들이 희생되고 있다고 합니다.에너지 사용으로 인해 자연재해와 기상이변도 늘고 있으며 폭염,폭우,폭설이란 단어가 뉴스에 종종 등장하고 있지만 점점 무감각 해지는 것 같습니다.우리 모두 에너지를 아껴야 하는 이유기도 합니다.픽사베이 무료이미지에너지로 인해 세계 판도가 바뀌는 일이 발생합니다.19세기 초까지 별 볼일 없던 영국이 당대 최고의 선진국이었던 중국을넘어 설 수 있었던 것은 석탄 때문 이었고 새로운 에너지를 이용해 식민지를 개척해대영제국이 탄생 되었습니다.영국에서는 공장이 들어서고 많은 사람들이 일자리를 찾아 도시로 몰려 들었죠.현재 환경 오염의 주범으로 지탄받고 있는 석탄은 이롭지 않은 에너지 입니다.하지만 석탄이 없었다면 지구상의 모든 나무는 사라졌을지도 모른다고 합니다.석탄은 예나 지금이나 불을 만드는 재료로 사용 되어지고 있으며현재도 전기 생산에 석탄을 이용하고 있고 아직도 세계 최대의 에너지원으로 석유와 어깨를 나란이 하고 있습니다.픽사베이 무료이미지이어 석유의 등장은 또 한번 세계의 판도를 바꾸는 사건이 발생합니다.석탄이 지배하던 시기가 끝나고 석유를 가진 나라가 세상을 지배하는 시대가 옵니다.세계 곳곳에 매장되어 있는 석탄과 달리 석유는 북미,중동,러시아 등 일부 지역에만 대량으로 매장되어 있어석유 이권을 차지하기 위해 전쟁도 불사하는 일이 발생하게 됩니다.석탄이 사용되었던 해상연료와 육상연료는 석유가 완전히 대체하게 됩니다.석유는 석탄의 무게 4분의 1로 같은 에너지를 낼 수 있었고저유가 석유 전생이 펼쳐지면서 석탄에 대한 가격경쟁력도 개선되어 석유가 지배하는 시대가 열리게 됩니다.2차 산업혁명을 이끈 원동력은 바로 석유 입니다.지금 현재 까지 석유는 없어서는 안될 에너지 중 하나입니다.픽사베이 무료이미지하지만 석탄,석유와 이별하면서 또 한번 세상의 판을 바꿀 에너지가 필요합니다.화석연료 사용량의 증가는 지구의 온도 상승으로 생물은 멸종 시키고 인류를 식량난에 삐뜨립니다.평균 기온이 1.5~2.5도 상승하면 생물의 20~30%가 멸종 할 것입니다.생물 멸종은 단순히 생물이 사라지는 것을 의미하는 것이 아니라 인간의 생태계에 심각한 변화를 가져 옵니다.미래 에너지의 핵심으로 왜 수소가 선택되었을 까요?화석연료가 주요 에너지원으로 자리 잡을 수 있었던 이유는 에너지의 저장이 용이하며 원하는 때에 발전을 통해 전기를 만들어 낼 수 있었기 때문입니다.또한 에너지를 필요로 하는 다른 지역으로 쉽게 이동시킬수 있죠.화석연료와 닮았지만 전혀 다른 에너지 '수소'이제는 대한민국이 에너지 세계 판도를 바꿀 준비를 해야 합니다.참조문헌: 에너지 빅뱅

2022.03.14

#43 신재생에너지 종류

안녕하세요.케이워터크레프트 입니다.앞으로 자연환경을 파괴하지 않고 우리가 살아가는 데 도움을 줄 대체 에너지를 개발하는 것은 어쩌면 우리 세대가 책임질 몫입니다.화석연료의 등장은 경제 발전과 편안한 삶을 안겨 줬지만 탄소배출로 인한 지구 온난화로극단적인 기상 이변도 초래하게 되었습니다.신재생에너지 개발이 중요한 이유는 에너지의 부족 문제를 해결하고 환경오염을 막을 수 있기 때문입니다.그럼, 신재생에너지는 무엇이며 또 종류에는 어떤 것이 있을 까요?신재생에너지는 신에너지와 재생에너지가 합쳐진 뜻 입니다.신에너지는 기존의 화석연료를 변환시켜 이용하거나 수소,산소 등의 화학 반응을 통하여 전기 또는 열을 이용하는 에너지 입니다.재생에너지는 햇빛,물,지열,강수,생물유기체 등을 포함하는 재생에너지를 변환시켜 이용하는 에너지이구요.신에너지에는 수소에너지,연료전지,석탄액화가스화 및 중질산사유 가스화가 있으며재생에너지는 태양열,태양광 발전,풍력,수력,해양에너지,지열,바이오,폐기물에너지가 있습니다.이러한 에너지 개발이 중요한 이유는 에너지의 부족 문제를 해결하고 환경오염을 막을 수 있기 때문입니다.태양 에너지는 거의 모든 에너지의 원천이라고 할 수 있습니다.그 중 태양열과 태양광 발전이 혼동이 있을 수 있겠는데요.태양열은 태양광선의 파동성질과 광열학적 성질을 이용한 분야로태양열을 흡수하고 저장하여 열변환을 통하여 건물의 냉난방 및 급탕에 활용된다고 합니다.태양광은 태양전지,모듈,축전지 및 전력변환장치를 이용하여 태양광을 직접 전기에너지로 변환시키는 기술입니다. 바이오에너지와 폐기물에너지에 대해서도 알아 보겠습니다.바이오에너지는 생물로 부터 생산됩니다. 화석연료와 달리 생물은 계속 자리기 때문에 에너지 고갈을 걱정하지 않아도 되며목재나 농산물 또는 해초 가축의 배출물이나 폐수에서 연구가 계속 되고 있습니다.폐기물에너지는 가정이나 사업장에서 발생되는 폐기물 중 에너지 함량이 높은 폐기물을 열분해에 의한오일화 기술, 성형고체연료의 제조기술, 가스화에 의한 가연성 가스 제조기술 등의가공 처리 방법을 통해 연료를 생산하고 있습니다.21세게 안에 많은 국토가 물에 잠긴 다고 합니다.상상만으로도 끔직하며 언젠가는 우리의 이야기가 될 수도 있습니다.석유나 석탄을 원료로 하는 에너지가 아닌 신재생에너지 개발에 박차를 가해야 겠습니다.알기 쉬운 수소이야기는 다음에도 유익한 내용으로 찾아 뵙겠습니다.감사합니다!참고문헌: 한국전력공사

2022.03.08

#42 화석연료와 수소에너지의 닮은 점

안녕하세요.오늘은 그린 에너지 사회로 가기위한 방법을 알아보며왜 수소에 주목할 수 밖에 없는가에 대해 알아보려고 합니다. 신재생 에너지가 활성화 되기 위한 핵심 키워드가 무엇이라고 생각하시나요?바로 '에너지의 저장'입니다.화석연료와 신재생에너지의 가장 큰 차이를 살펴보면화석연료는 에너지원이자 에너지 매개체의 역할을 합니다.하지만 풍력과 태양광 같은 재생에너지는 에너지원의 역할만 할 수 있죠.보관이 용이한 화석연료는 우리가 원할 때 발전을 통해 전기를 만들 수 있습니다.에너지를 장단기적으로 저장할 수 있을 뿐만 아니라 쉽게 이동할 수 있다는 점은 에너지를 필요로 하는 다른 지역으로 이동시킬 수 있다는 이야기이기도 합니다.저장과 이동은 화석연료가 인류의 주요 에너지원으로 자리 잡을 수 있는 핵심이라 볼 수 있습니다. 그렇다면 신재생 에너지가 활성화 되기 위해서는 어떠한 특징을 갖추어야 할까요?신재생에너지가 인류의 주요 에너지원이 될 수 있는 방법은에너지를 보관해뒀다가 필요시에 사용할 수 있고 에너지를 이동시킬 수 있도록저장이 용이해야합니다 .이것이 현재 사회가 수소에너지에 주목하는 이유입니다.수소는 저장 탱크에 저장할 수 있으며파이프라인을 이용하거나 트럭, 배와 같은 운송 수단을 이용해 이동 할 수 있죠.뿐만아니라 수소는 에너지 밀도가 높아 사용 범위가 넓은 특징을 가지고 있습니다.수소는 무게당 에너지 밀도가 휘발유의 4배 천연가스의 3배 정도가 되는데 이는 운송, 발전, 난방 등 모든 분야의 에너지 매개체로 쓰일 수 있음을 보여줍니다. 또한 수소는 물을 수소와 산소로 분해시키는 수전해 장치를 통해대량생산이 가능합니다. 수전해 장치를 통해 생산된 수소 에너지는전기와 수소 간의 전환과정에서 탄소를 배출하지 않아 완벽한 친환경 에너지입니다.연료에서 전기로 전환되는 과정에서 탄소를 배출하지 않는 것은탄소배출제로를 목표하는 현재 가장 중요한 요소이죠.현재 에너지 사회는 그린에너지 사회로 가기 위한 과도기 단계에 있다고 볼 수 있습니다. 에너지를 필요로하는 모든 분야가 친환경 에너지로 전환 되기까지오랜시간이 소요될 수 밖에 없기 때문이죠.하지만 수소의 장점을 이용해 기존의 화석연료가 사용되던 산업 분야를 그린 수소 에너지로 대체하다 보면 언젠가는 탄화수소의 도움 조차 받지 않는완벽한 그린 수소 사회가 만들어져 있을것이라는 생각이 듭니다.산업혁명 후 탄소 배출이 증가하며 발생한대기 오염과 지구 온난화 문제는 최근들어 심각하게 받아들여지고 있습니다. 대기 오염으로 인한 지구 온난화 문제를 해결하기 위해탄소 배출을 줄기기 위한 계획으로 세계는 2050 탄소 제로를 내밀고 있습니다. 탄소사회에서 재생에너지사회로 나아가는 과정에서케이워터 크레프트는 지구 온난화를 해결할 수 있는 방법을 연구하는 기업인 만큼연구적인 측면에서 뿐만 아니라 일상에서도 지구를 지키기 위해케이워터 크레프트 텀블러를 제작해 사용하며플라스틱 사용 줄이기 운동에 동참하고 있는데요!일회용품 사용이 증가하며 한 사람이 일년에 배출하는 플라스틱의 양이 어마어마 한 요즘텀블러 사용으로 환경 위기 극복을 위해 노력해 보면 좋을것 같습니다. 참고문헌: 2050 탄소배출제로, 수소가 답이다.

2022.03.04

#41'워터스테이션 3kW '가 궁금해요.

케이워터크레프트의 워터스테이션은 지구를 보존하기 위한 연구를 대표하는 제품인데요. 청정에너지 시대를 구현하고자 하는 기업의 가치관이 담긴 제품입니다. 워터스테이션은 어떻게 완벽한 친환경 에너지 그린수소를 생산하는 것일까요? 그린수소는 수소 생산과정에서 이산화탄소등의 온실가스를 배출하지 않는대표적인 친환경에너지 입니다. 그린수소를 생산하는 방법으로는 물을 전기분해 하여 수소를 생산하는 수전해 방법이 있습니다.워터스테이션은 수전해 방식을 이용하는데요!신재생에너지로부터 생산된 전력을 이용해 물을 전기분해해 수소를 생산하는 것입니다.자사가 보유한 원천기술을 기반으로 수전해 시스템을 개발하여 설비 효율(82.5%)로 친환경 그린 수소를 생산하고 있습니다.워터스테이션 3kW는 현재 실증단계를 마치고 제품 인증 상태에 있습니다.크기는 1630(w)×972(d)×1673(h)로 실내외 설치가 모두 가능한 제품입니다. 3kW가 그린수소를 생산하기 위해 시간당 2리터의 물의 양이 필요한데요. 워터스테이션에서 배출된 물은 내부에 포함되어 있는 정수 처리 장치에 따라 재사용이 가능합니다. 신재생에너지로부터 생산된 전력을 사용해 물을 분해하기 때문에워터스테이션의 운용을 위해 태양광 설치를 해야 하는 데요. 현장의 조건에 따라 태양광 패널이 추가될 수 있습니다. 장마와 같이 친환경 에너지의 특성상 전력 생산이 부족한 경우에는 자동제어를 통해 한국전력 전기 공급으로 전환해 안정적으로 전력 사용이 가능하니 갑작스럽게 전력 공급이 끊기는 걱정은 안 하셔도 됩니다!원격제어가 가능해 문제 발생 시에도 즉각 확인이 가능한 워터스테이션은 모듈 추가를 통해 원하는 용량으로 증가가 가능해케이워터크레프트에서는 10kW급을 시범 운영하며 지속적인 연구 중에 있습니다.2050 탄소 제로 사회를 만들기 위해서는수소 에너지의 효율성과 유용성이 빠르게 인정받는 것이 중요합니다. 케이워터 크레프트는 이를 위해 꾸준히 노력하며 연구에 힘쓰고 있으니수소 블로그에도 꾸준한 관심 부탁드립니다! [출처] #41'워터스테이션 3kW '가 궁금해요.|작성자 kwcraft

2022.02.24

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