악취 대명사 '암모니아' 기후위기 해결사로 주목받는 이유

백진엽 기자 / 기사승인 : 2021-07-19 13:22:06
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수소 저장 효율 높고, 연소시 탄소 발생하지 않아
발전용·선박 등 연료용으로 개발 활발
▲암모니아(NH3) 분자 모형

'암모니아'. 질소와 수소의 화합물로 고약한 냄새로 인해 사람들이 기피하는 물질이다. 하지만 이 암모니아는 인류를 굶주림에서 구해낸 물질이기도 하다. 식물이 자라는데 필수요소인 질소가 부족한 토양에 질소를 공급해주는 비료의 주성분이기 때문이다. 이런 암모니아가 최근에는 기후위기를 해결하기 위한 필수물질로 떠오르고 있다.

19일 관련업계에 따르면 최근 암모니아가 그린수소 도입 수단으로 각광받고 있다. 비료에서는 암모니아의 성분 중 질소에 주목했다면, 에너지원으로 암모니아는 포함하고 있는 수소가 중요하다.

암모니아는 수소에 비해 단위 부피당 1.7배의 수소 저장이 가능하기 때문에 경제적이고 효율적인 '수소 운반체'로 꼽히고 있다. 또 연소할 때 이산화탄소를 배출하지 않는다. 저온에서만 액화되는 수소와 달리 상온에서도 액화가 가능해 액화 처리와 유지 비용도 적게 든다. 물을 전기분해해 얻은 그린수소를 다시 질소와 융합시켜 암모니아로 만들고, 이를 필요한 상황에서 질소를 떼어내 수소 에너지로 사용하는 것이다.

국제에너지기구(IEA)와 국제재생에너지기구(IRENA)에서는 암모니아가 무탄소 연료이면서 수소 저장 운반 수단으로서 탄소중립에 중추적 역할을 할 것으로 예측하고 있다.

우리 정부 역시 무탄소 신전원 연료로 암모니아를 제시했다. 지난달 탄소중립위원회에 2050년 국내 전력의 10.6~11.6%를 무탄소 신전원으로 공급하는 내용의 '2050 탄소중립 시나리오' 검토안을 제출했는데, 그 연료로 수소와 암모니아를 선택한 것이다. 수소와 암모니아는 연소할 때 이산화탄소를 배출하지 않는다.

일본도 지난해 말 발표한 탄소중립 전략에서 2050년 전력 수요의 10%를 수소와 암모니아 발전으로 충당하겠다는 계획을 밝힌 바 있다. 2030년까지 발전용 석탄 20%를 암모니아로 대체하는 단기 목표도 제시했다.

발전연료뿐만 아니라 대형 선박 연료로 암모니아를 활용하기 위한 개발도 진행되고 있다. 삼성중공업, 현대미포조선, 대우조선해양 등 국내 조선업체들은 3~4년 후 적용을 목표로 암모니아를 연료로 한 선박을 개발중이다.

두산중공업은 이날 포스코, 포항산업과학연구원(RIST)과 함께 암모니아를 연료로 사용하는 수소터빈 개발에 나섰다고 밝혔다. 포스코는 암모니아 생산과 공급을, 포스코와 RIST는 암모니아 개질기를 개발하고, 두산중공업은 암모니아 개질 후 생성된 개질 가스를 연소하는 연소기와 수소터빈 개발을 맡게 된다.

두산중공업은 최근 한국에너지기술연구원을 비롯한 연구기관과 주요 기업들로 구성된 '탄소중립을 위한 그린 암모니아 협의체'에도 참여키로 했다. 그린 암모니아 생산에서 운송, 추출, 활용까지 이어지는 전주기 기술 개발 분야에서 협력하려는 것이다. 협의체는 구체적 협력 분야로 저가 그린 암모니아 생산, 그린 암모니아를 통한 수소 공급, 터빈·보일러·선박 연료 활용 등을 내걸었다.

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