그린 암모니아란?
그린 암모니아
친환경 에너지의 새로운 패러다임
1. 그린 암모니아의 정의와 생산 방식
그린 암모니아(Green Ammonia)는 재생에너지를 이용해 생산된 수소를 원료로 하여, 탄소 배출 없이 합성된 친환경 암모니아를 의미합니다. 기존의 암모니아 생산 방식은 천연가스를 이용하는 Haber-Bosch 공정을 기반으로 하며, 이 과정에서 막대한 양의 이산화탄소(CO2)가 발생합니다.
그러나 그린 암모니아는 수소를 친환경적으로 생산하는 방식을 사용하여, 생산 과정에서 탄소 배출을 거의 없애는 것이 특징입니다.
그린 암모니아 생산의 핵심 기술은 **재생에너지 기반 전기분해(Electrolysis)**입니다.
이 과정에서 태양광, 풍력 등과 같은 재생에너지를 활용하여 물(H2O)을 전기분해 하여 수소(H2)를 생산하고, 이후 질소(N2)와 반응시켜 암모니아(NH3)를 합성합니다. Haber-Bosch 공정을 그대로 사용하지만, 수소의 생산 방식을 바꿔 탄소 배출을 최소화하는 것이 핵심입니다. 이처럼 탄소 중립적인 방법으로 생산된 암모니아를 ‘그린 암모니아’라고 하며, 이는 미래의 친환경 에너지 전환에 중요한 역할을 할 것이라 생각합니다.
2. 그린 암모니아의 장점과 한계
그린 암모니아는 친환경성과 높은 에너지 저장 효율을 기반으로 다양한 산업 분야에서 활용될 가능성이 크다고 생각합니다.
장점:
- 탄소 배출 저감: 기존의 화석연료 기반 암모니아 생산과 달리, 이산화탄소 배출 없이 암모니아를 생산할 수 있습니다.
- 에너지 저장 및 운송 용이성: 암모니아는 액체 상태에서 저장 및 운송이 가능하므로, 수소보다 인프라 구축이 용이합니다.
- 기존 인프라 활용 가능: 기존의 암모니아 저장 및 유통망을 그대로 활용할 수 있어 초기 도입 비용을 줄일 수 있습니다.
- 다양한 활용 가능성: 수소 캐리어, 연료전지 연료, 선박 및 발전용 연료 등 여러 분야에서 사용할 수 있습니다.
한계:
- 생산 비용: 기존의 화석연료 기반 암모니아보다 생산 비용이 많이 들어 경제성을 확보하기 위한 연구가 필요해보입니다.
- 기술적 과제: 재생에너지 기반 전기분해 기술이 더욱 발전해야 하고, 암모니아 합성 공정의 최적화가 요구됩니다.
- 안전성 문제: 암모니아는 독성이 있어 취급 및 운송 시 엄격한 안전 관리가 필요합니다.
3. 그린 암모니아 주요 연구 및 프로젝트
전 세계적으로 그린 암모니아 연구가 활발히 진행되고 있으며, 다양한 기업과 정부 기관이 관련 프로젝트를 추진하고 있습니다.
- 유럽연합(EU) : ‘REPowerEU’ 전략의 일환으로, 재생에너지 기반 수소 및 암모니아 산업을 적극적으로 육성하고 있습니다.
- 일본 : 이토추상사, JERA, 미쓰비시 중공업 등 대형 기업들이 암모니아 기반 발전소 및 수소 인프라 구축 프로젝트를 추진 중입니다.
- 호주 : 호주는 풍부한 재생에너지를 활용하여 글로벌 암모니아 수출 허브로 성장하려 하고 있으며, ‘Asian Renewable Energy Hub’와 같은 대형 프로젝트가 진행되고 있습니다.
- 한국 : 한국전력(KEPCO)과 현대중공업 등은 암모니아 기반 발전소 실증 사업을 추진 중이며, 2030년까지 그린 암모니아 활용 확대를 목표로 하고 있습니다.
4. 그린 암모니아 활용 분야
그린 암모니아는 다양한 산업 및 에너지 부문에서 활용될 수 있습니다.
- 1. 암모니아 혼합연소 발전소 (Ammonia Co-firing Power Plant)
- 일본 JERA: 일본 최대 발전회사인 JERA는 기존 석탄화력발전소에서 암모니아를 20%까지 혼합소(기존 연료와 혼합하여 연소)하는 실증 프로젝트를 진행 중입니다. 향후 100% 암모니아 발전이 가능하도록 기술을 개발하고 있습니다.
- 네덜란드 Vattenfall: 네덜란드에서는 기존 화력발전소에서 암모니아를 연료로 사용하는 실험이 진행되고 있습니다.
- Maersk (덴마크): 세계적인 해운 기업 머스크(Maersk)는 탄소중립 목표를 달성하기 위해 암모니아 추진 선박 개발을 검토 중입니다.
- NYK Line & 미쓰비시 중공업 (일본): 일본 해운사 NYK와 미쓰비시 중공업은 2028년까지 암모니아 연료 추진 선박을 상용화하는 것을 목표로 하고 있습니다.
- MAN Energy Solutions: 독일의 MAN Energy Solutions는 암모니아 연료를 사용하는 대형 선박용 엔진을 개발 중입니다.
- 한국-사우디 협력 프로젝트: 한국의 현대오일뱅크와 사우디 아람코는 사우디에서 생산된 블루/그린 암모니아를 한국으로 운반하여 수소로 변환하는 프로젝트를 진행 중입니다.
- 호주의 수소 수출 프로젝트: 호주 정부와 기업들은 풍부한 재생에너지를 활용하여 그린 암모니아를 생산하고, 이를 일본 및 한국 등에 수출하는 방안을 추진하고 있습니다.
- Yara International (노르웨이): 세계 최대 비료 회사 중 하나인 Yara는 기존의 화석연료 기반 암모니아 대신, 재생에너지로 생산된 그린 암모니아를 활용한 친환경 비료를 개발하고 있습니다.
- CF Industries (미국): 미국의 CF Industries는 탄소 배출 없는 비료 생산을 위해 재생에너지 기반 암모니아 공장을 가동할 계획입니다.
- Siemens Energy & Fortescue (독일-호주 협력): 호주의 풍력 및 태양광 발전을 활용해 대규모 그린 암모니아 생산시설을 구축하는 프로젝트를 추진 중입니다.
- EU HySHIP 프로젝트: 유럽연합은 암모니아 연료 추진 선박과 항만 인프라 개발을 목표로 하는 HySHIP 프로젝트를 지원하고 있습니다.
5. 그린 암모니아 관련 주요 기업과 산업 동향
그린 암모니아 시장이 성장하면서 관련 기업들도 빠르게 움직이는 것 같습니다.
- Yara International (노르웨이): 세계 최대 암모니아 생산업체 중 하나로, 그린 암모니아 생산 및 연구개발을 적극 추진 중입니다.
- Siemens Energy (독일): 전기분해 기술을 활용한 그린 암모니아 생산 기술 개발에 앞장서고 있습니다.
- Mitsubishi Heavy Industries (일본): 일본 내 암모니아 기반 발전소 프로젝트 및 국제 협력을 주도하고 있습니다.
- Fortescue Future Industries (호주): 대규모 태양광 및 풍력 에너지를 활용한 그린 암모니아 생산 프로젝트를 진행 중입니다.
- 한국전력 (KEPCO): 국내 그린 암모니아 도입을 위한 실증 연구를 추진하고 있으며, 2030년 이후 본격적인 상용화를 목표로 하고 있습니다.
그린 암모니아는 탄소 중립을 위한 중요한 대안 에너지원으로 자리 잡고 있으며,
향후 기술 발전과 정책적 지원이 강화될 경우 글로벌 에너지 시장에서 큰 역할을 할 것으로 기대되네요!