[초점] 암모니아(NH₃) 연소 터빈 부상… 수소경제와 전력망의 연결고리

[투데이에너지 김은국 기자]   청정수소 운반체로 각광받는 암모니아(NH₃)가 이제 단순 수소 캐리어(carrier)를 넘어 발전용 연료로 주목받고 있다.

암모니아를 수소로 분해(크래킹, cracking)하지 않고 직접 연소하는 터빈 기술이 부상하면서, 연료 효율성과 시스템 단순화 측면에서 매력도가 커지고 있다.

특히 수소 추출 시 평균 15% 수준의 에너지 손실이 발생하는 점을 감안하면, 암모니아를 직접 연소하는 방식은 연료 이용률을 극대화하는 대안으로 주목받는다. 이로 인해 암모니아는 ‘저탄소 전환기 연료’로서 현실적이고 실현 가능한 옵션이 되고 있다.

■ LNG 발전소 인프라, 암모니아 터빈으로 전환 가능성

암모니아 연소 터빈 기술은 기존 LNG 가스터빈 발전소의 인프라를 대체할 수 있는 잠재력도 갖췄다. 이미 세계 주요 가스터빈 제조사들은 암모니아 연소 기술 상용화를 위한 실증 단계를 밟고 있으며, 기존 LNG 인프라의 개조 또는 혼소(Co-firing) 기술로의 확장이 가능한 것으로 평가된다.

즉, 기존 LNG 발전소에 암모니아 연료를 도입할 경우 설비 전면 교체 없이도 탄소배출을 줄일 수 있어 경제적·환경적 이점이 크다. 전력 수급의 유연성을 확보하고, 에너지 안보를 강화할 수 있는 중요한 기술적 기반이 된다.

■ 전력망 유연성 확보 위해 암모니아 필수… 수소보다 우위 있는 대체제

암모니아는 액체 상태에서 저장 및 운송이 가능하고, 전력 수요가 급증할 때 즉시 연료로 활용할 수 있다는 점에서 수소보다 높은 유연성을 제공한다. 이는 변동성이 큰 재생에너지와 상보적인 관계를 형성할 수 있어, 전력망 안정화와 에너지 믹스 다변화에 중요한 역할을 할 것으로 보인다.

또한 일본, 한국, 사우디아라비아 등 주요국들은 암모니아를 기존 화력발전소에 혼합 연료로 활용하는 기술개발을 국가 전략으로 추진 중이며, 중장기적으로는 100% 암모니아 연소가 가능한 발전소 구축까지 겨냥하고 있다.