[투데이에너지]
정부는 탄소중립 실현과 에너지 안보 강화, 산업 경쟁력 제고를 위해 무탄소 암모니아의 연료 혹은 원료로의 활용을 추진하고 있으며 발전, 산업, 수송 등 다양한 분야에서 관련 기술 개발이 진행 중이다. 또한, 2030 국가 온실가스 감축 목표(NDC)와 제10·11차 전력수급기본계획(전 기본) 발표 이후 무탄소 암모니아를 활용한 석탄-암모니아 혼소 발전의 중요성이 대두되고 있다.
최근 공개된 제11차 전기본에 따르면, 수소· 암모니아 발전량은 2030년 15.5 TWh로 기존 계획 대비 증가했으며, 2038년에는 43.9 TWh로 두 배 이상 확대될 전망이다. 올해 4월 발생한 스페인-포르투갈 대정전 사태와 같이, 재생에 너지의 변동성으로 전력 수급의 안정성이 우려 되는 상황에서, 수소 및 암모니아와 같은 무탄소 연료 기반의 ‘무탄소 신전원’ 기술은 탄소중립 달성에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.
석탄-암모니아 혼소 발전은 올해 안으로 미분탄 화력(신보령 2호기, 당진 9호기)과 순환유동층 화력(여수화력 1·2호기, 삼척 1호기)에서 기존 SCR(선택적 환원 촉매) 설비의 암모니아 공급 인프라를 활용해 1~3% 혼소율 파일럿 테스 트가 진행된다. 이후 대용량 암모니아 공급 인프라를 구축하고, 2027-2028년까지 20% 혼소 운전 최적화와 실증을 목표로 하고 있다. 특히 삼척 빛드림 1호기는 청정수소 발전 의무화 제도(CHPS) 경쟁입찰을 통해 연간 750GWh의 공급 물량을 확보하며, 20% 암모니아 혼소발전 전력을 2028년부터 15년간 공급할 계획이다.
이외에도 석탄화력 50% 암모니아 혼소 시스 템, 40MW 이하 분산형 및 40MW 이상 중대형 암모니아 가스터빈 그리고 암모니아 연료전지등 다양한 암모니아 발전 기술이 개발되고 있거나 계획 중이다.
산업 분야에서는 저탄소 철강 생산을 위해 제선 및 하공정에서 기존 화석연료 대신 암모니아를 활용하는 기술이 개발 중이다. 한국에너지기 술연구원은 100% 암모니아 전소 기술과 암모니아 직접환원철(DRI) 기술을 개발하고 있으며, 이는 철강산업의 탄소중립 실현에 기여할 것으로 기대된다. 국내 산업공정 에너지원의 약 78% 가 화석연료인 만큼, 암모니아로의 전환은 온실 가스 감축에 직접적 효과가 있을 것이다. 산업 일반 분야에서도 암모니아를 산업용 보일러와 공업로 연료로 활용하는 기술 개발이 집중적으로 이뤄지고 있는데, 암모니아의 안정적 연소, 암모니아 슬립 및 NOx 저감, 연료 실링 등 핵심 기술 개발과 1MW급 무탄소 연소 시스템 최적 화가 추진 중이다.
석유화학산업의 핵심인 NCC(나프타 분해) 공정은 메탄을 에너지원으로 사용하여 막대한 이산화탄소를 배출하는데, 이를 암모니아로 대체 하는 기술 역시 개발되고 있다. 암모니아를 연료로 활용하는 기술인 만큼 타 산업 분야와 동일하게 암모니아 연소 안정화, 부식성 대응 인프라와 NOx 저감 기술이 주요 해결 과제이다.
수송 분야에서는 국제해사기구(IMO)에서 제시한 온실가스 감축 목표 달성을 위해 암모니아 연료 내연기관 기술 개발이 중요해지고 있다.
이처럼 암모니아는 발전, 산업, 수송 등 모든 분야에서 대한민국의 탄소중립 실현을 위한 핵심 동력으로 주목받고 있다. 물론 암모니아의 가격 경쟁력, 안정적인 수급, 금속 부식성과 독성 등안전 문제, 그리고 이에 따른 주민 수용성 확보등 여러 과제가 남아 있다.
그러나 2024년 제정된 ‘국가자원안보 특별법’, 인프라 확충, 법·제도 개선, 안전관리 강화 등 다양한 정책적 노력이 이어지면서 이러한 문제들은 점차 해소될 것이다. 또한, 저장 및 배관 안전 기준 강화, 저장탱크 이격 거리 합리화 등 안전 체계가 마련되고, 부식성과 독성 문제 역시 기술적으로 극복될 수 있을 것이다.이 같은 노력과 암모니아를 활용하는 기술 개발을 바탕으로 암모니아의 안정적 활용과 탄소 중립 실현에 긍정적 기여가 기대된다.