글로벌 환경문제와 관련하여 차세대 에너지원으로 수소가 주목받고 있습니다. 수소를 에너지원로 사용했을 경우 물(H2O)만 발생하기 때문에 가장 친환경적인 에너지원이라 할 수 있습니다.
그러나 이 수소를 만들기위해 사용되는 에너지가 이산화탄소를 발생하는 석탄 등이 사용된다면 생산된 수 소 또한 친환경에너지가 될 수 없습니다.
그래서 수소경제를 말할때 수소 사용법과 함께 수소생산에 쓰이는 에너지를 친환경에너지로 사용하여 생산했는가와 가연성과 폭발 위험으로 다루기 힘든 수소를 어떻게 운반할 수 있겠는가가 수소경제의 핵심 논의로 진행되고 있습니다.
수소경제에서 수소를 다루기 쉬운 암모니아로 변환하여 운반할 수 있겠는가가 이 포스팅의 주요 주제입니다. 대신증권의 리포트를 중심으로 정리했습니다.
암모니아에 대하여
암모니아는 분자식 NH3의 무색 화합물입니다. 원래 질산비료의 생산을 위해 사용하였으나, 현재는 수소경제와 맞물려 수소의 저장 및 운송 수단으로 부각되고 있습니다.
암모니아는 지구상에 가장 흔한 물질이지만 가연성이 높고, 폭발 위험과 부피도 크고, 또한 독특하고 자극적인 냄새와 부식성이 강한 유해물질로서 전문적인 처리기술이 필요합니다.
암모니아가 수소 경제에서 주목받는 이유는 수소와 질소의 합성으로 생산되기때문에 수소를 물질 변환한 형태에 해당하여 부피를 줄이고 운송비가 저렴하기 때문입니다. 수소 캐리어(Carrier)로서 암모니아의 가치가 주목받은 이유입니다.
수소 생산, 유통(저장/운송), 사용 방식
수소 생산방식에는 보통 3가지가 언급됩니다. 부생수소, 개질수소, 수전해 수소입니다. 현재 수소 생산방식 중 가장 큰 비중은 개질수소가 차지하고 있습니다.
부생수소는 석유화학 공정이나 철강 등을 만드는 과정에서 부수적으로 나오는 수소를 포집한 것입니다. 개질수소는 천연가스를 고온, 고압에서 분해하여 얻는 수소이고, 수전해수소는 물(H2O)을 전기 분해하여 수소를 발생시킵니다.
흔히 그레이/블루/그린 수소로 불리는 것은 수소의 생산과정에서 화석연료를 사용하여 생산했다면 그레이 수소, 철강 공장 등에서 발생한 수소를 포집했다면 블루수소, 수소 생산을 위해 사용된 에너지가 신재생에너지만 사용된 경우 그린 수소로 언급되고 있습니다.
수소 유통은 생산된 수소를 저장 또는 사용처까지 운송하는 과정을 말합니다.
수소 사용은 수소를 이용하여 전기 등 다른 에너지의 생산을 말합니다.
암모니아의 역할
수소경제 내에서 암모니아의 역할은 운송과 저장에 해당하는 유통부문과 밀접한 관계가 있습니다. 수소를 운반하는 방식은 기체와 액체가 있습니다. 기체는 고압탱크, 파이프라인 등으로 이동시킵니다. 섭씨 -235도의 극저온 상체에서 액화한 수소 액체를 운반합니다.
또 따른 운반방식으로 화학적으로 물질 변환 방식입니다. 수소를 합성하여 액체유기수소화합물이나 암모니아로 변화하여 운반하는 것입니다. 수소 운송에 있어서 거리별 운송비용, 액화비용, 액화 후 재변환 비용 등을 고려하여 결정될 것으로 보입니다.
대신증권은 결국 수소생산원가 차이로 국가별, 지역별 장거리/대규모 운송이 필연적인 상황이 된다면, 비용측면에서 가장 우수한 암모니아가 차세대 수소 캐리어가 될 것으로 전망합니다.
이는 수소를 생산함에 있어서 수소 생산성의 차이가 불가피하기 때문입니다. 직접 생산하여 곧바로 사용하면 가장 효율적이지만, 그린 수소를 생산하는 과정에서 환경에 따른 생산원가의 편차는 국가별/지역별로 크게 나타날 것으로 예상합니다.
전력비와 설치비가 생산원가의 90%이상 차지하는 수소생산에 있어서 더 저렴한 신재생에너지 발전이 지속적으로 가능한 지역이 수소생산의 글로벌 공급을 담당할 확률이 높다는 분석입니다.
신재생에너지의 지속적인 발전을 위한 환경적 요인으로 인해 그린 수소의 원가는 크게 차이가 날 것이고, 이에 국가별 운송수단이 중요해질 것이란 전망입니다. 원거리 운송에 장점을 가진 암모니아를 주목하는 이유입니다.
암모니아를 분해하여 수소를 추출하는 경우 질소와 수소만 생성되기때문에 탄소가 배출되지 않습니다. 다만 대규모 상업 생산기술은 아직 연구단계입니다. 현재 연구는 2025~2030년 전후로 상용화가 가능할 전망입니다.
한국 암모니아 관련 기업
한국 암모니아 관련 기업에 대해 그린암모니아 기술개발 협의체 출범했습니다. 대신증권 보고서는 암모니아의 생산시설 건설과 유통에 있어 역할과 기여를 할 수 있는 기업을 지목하고 있습니다.
1) 삼성엔지니어링 ; 그린암모니아 관련 생산, 이송, 추출, 활용 중 합성과 분해 등 암모니아 변환 분야 담당 가능. 중대형 암모니아 생산플랜트 경험 보유, 관련 원천기술 보유 라이선스 회사, 에너지 기업들과 협력 네트워크 구축 등의 장점.
2) 롯데정밀화학 ; 국내 암모니아 유통 70% 담당. 비료사업은 중단했으나 기존 암모니아 인프라 활용하여 트레이딩 사업 영위. 해외 그린수소 국내도입 과정에서 핵심적 역할 가능성 기대
3) 이외 관련종목 ; 한국조선해양, 롯데케미칼, 한화솔루션
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