다가올 수소 경제시대 암모니아가 핵심이다.

앞으로 다가올 수소 경제에서 암모니아는 수소를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 방법이 되고 있습니다.

생산한 수소를 암모니아로 만들어 저장하고 이동시킨 다음 다시 수소로 만들어 사용하는 방식이죠.

"수소(생산) --> 암모니아 --> 수소(사용)"

 

 

사진출처: iStock

 

그렇다면 왜 굳이 수소를 암모니아로 만들었다가 다시 수소로 만들어 사용하는 걸까요?

거기엔 아주 중요한 사실이 있습니다.

 

 

먼저, 수소의 장-단점을 알아야 이 모든 부분이 설명이 되는데요.

 

 

수소의 장점으로는...

무공해입니다. 공해가 없어요.

물을 전기 분해하면 수소가 발생하는데 이때, 이산화탄소가 전혀 배출되지 않습니다.

그리고 무한대에 가까운 양이 존재합니다. 어디에?

지구 표면의 약 70%, 우주의 75%가 수소로 이루어져 있습니다. 환상적이죠. 

 

 

그렇다면, 수소의 단점으로는...

액화가 어려움. 끝!

 

 

이게 땡이야?라고 생각하시겠죠? ㅎㅎ

네! 그게 답니다. 하지만 이 액화의 어려움으로 치명적인 문제가 발생합니다.

 

 

하나씩 알아보겠습니다.

수소는? 기체죠. 기체 중에서도 가장 가볍습니다.

중학교 과학시간에 배웠던 원소주기율표에 제일 첫 번째 원소가 수소잖아요.

 

주기율표

 

이렇게 가벼운 기체인 수소를 열심히 공장에서 만들었다고 칩시다.

그럼 통이나 그릇에 저장을 해야 되겠죠? 그죠? (그냥 날려 보내면 안 되잖아요. ㅡㅡ;;)

그래서 저장을 했더니...

허허... 기체라 그런지 꽤나 큰 통이었는데 얼마 안 들어가더랍니다.

기체는 부피가 커서 적은 양에도 통이 금방 차 버리는 거죠.

 

 

이거 안 되겠다 싶어, 그럼 액체로 만들어 부피를 줄이고 많이 집어넣자고 생각한 거죠. (일리 있음!)

그래서 이제 액화를 시작합니다...

그런데 이게 영하 30도, 40도 수준이 아니라 자그마치 영하 253도로 낮춰야 그제야 액체가 되는 거예요. ㅎㄷㄷ

(그 온도인데 얼지도 않아요)

 

 

뭐 어쨌든 액화를 시켜서 저장에는 성공을 해요.

그다음엔 이렇게 액화시킨 수소 물을 여기저기 옮겨야겠죠?

에너지로 사용을 하려면 이 동네 저 동네 다 날라줘야 되니까요.

그랬더니 온도 영하 253도를 계속 유지시켜줘야 되는 거예요.

조금이라도 온도가 올라버려 기화되면 그대로 휘발~ 휘발~ (참 까다롭습니다...)

 

 

이래버리니까 온도 낮추는 기술 + 온도 낮춘 채 이동하는데 필요한 운송수단의 개발 등등

비용이 무지막지하게 드는 겁니다.

나라끼리 바다로, 하늘로 주고받고 해야 한다고 생각해보시면 비용이 장난 아니겠죠?

유통과정에서 비용이 많이 들면 에너지값은 뭐 말할 것도 없이 비싸지게 됩니다. 즉, 경제성이 안 좋아지는 거죠. (폭망)

 

 

그래서 이 문제를 어떻게 하면 좋을까... 고민 고민하다가 암모니아가 눈에 딱 들어오게 되는 겁니다.

암모니아는 질소 1개에 수소 3개가 달라붙어 만들어진 건데요.

톡 쏘는 냄새 드럽게 강한 그 녀석입니다.

 

암모니아 화학식: N(질소) 1개 + H(수소) 3개

 

왜? 암모니아는 어떻길래? 뭐가 좋은데?

 

 

단순합니다. 액화가 매우 쉽습니다.

암모니아를 액화시키려면 영하 33 도면 됩니다. 수소는 -253도였죠? 거기에 비하면 훨씬 쉬운 거예요.

게다가 기압을 8 기압으로 높여주면 영상 25도에서도 액체 상태가 유지됩니다. 획기적이죠!

 

 

이렇게 수소를 암모니아로 만들면 여기저기 쉽게 옮긴 후 다시 수소로 만들어 사용할 수 있게 됩니다.

그러면 유통 비용이 팍팍 줄죠. 경제적이다 이 말입니다.

그리고 암모니아는 전 세계적으로 농업용 비료로 예전부터 쭉 사용되고 있기 때문에 이미 운송 수단이나 유통 인프라가 잘 구축되어 있는 상황이에요. 더더욱 나무 고무 유리한 상황!

 

 

다만, 암모니아는 기존 연료에 비해 4배가량 큰 저장탱크가 필요하고,

독성으로 인해 누출 시 오염원이 될 수 있는 단점이 있기도 합니다.

하지만 오랫동안 사용되어온 물질이라 각국마다 적절한 법안이 마련되어 있어 현재로선 그 어떤 방법보다 효율적으로 관리될 수 있다는 시각이 지배적입니다.

 

 

그렇다면 이런 수소의 암모니아화를 위해 전 세계가 발 벗고 나선 상황에서 우리나라는 뭘 하고 있을까요?

 

 

2019년 1월, 산업통상자원부 수소경제 활성화 로드맵 발표

2020년 6월, 그린 수소 해외 사업단을 발족

2021년 5월, 그린 암모니아 해상 운송, 벙커링 컨소시엄이 구성

2021년 7월, 18개 기관 및 기업들로 구성된 그린 암모니아 협의채 결성

등등...

 

 

2050년까지, 탄소 중립 목표를 달성하기 위해 그린 암모니아의 생산, 운송, 추출, 활용에 이르는 전 주기 기술 개발을 위해 여러 가지 사안을 마련하고 실행에 옮기고 있습니다.

 

 

특히, 2019년에 발표한 수소경제 활성화 로드맵에서 수소 공급 목표를

2030년: 연간 194만 톤

2040년: 연간 526만 톤으로 설정했고요.

 

 

이 목표를 달성하기 위해 국내 수소생산은 물론, 해외로부터 그린 수소 수입 또한 불가피할 것입니다.

그럼 이때, 그린 암모니아는 가장 효율적인 수소 캐리어가 되겠죠.

 

 

글로벌 에너지 기업들

 

세계적인 글로벌 석유기업들도 그린 수소와 그린 암모니아 사업에 활발히 진출하고 있다고 합니다.

현재 수소기술로 Top을 달리는 우리나라이기에 뒤처지지 말고 기술 개발에 힘써야 할 것입니다.

저 같은 개미도 관심을 갖고 응원해야겠습니다.

 

 

참 그리고 글 막바지에 갑자기 그린 수소, 그린 암모니아라고 하면서 그린이라고 표시를 했지요?

그린! 친환경 에너지라는 말입니다. 말 그대로 환경에 친화적이어야 한다는 건데...

뭐 별거 없습니다.

"생산부터 유통, 사용까지 전 과정에 걸쳐 무공해여야 한다"라는 겁니다.

이 부분은 따로 좀 더 자세하게 따로 정리할 예정입니다.

 

 

마지막으로 지금까지의 내용을 딱 3가지로 정리하고 마치겠습니다.

• 화석연료는 가고 수소가 온다.
• 수소 자체로는 다루기가 매우 어렵다. >> 비용이 엄청남
• 그래서 암모니아로 변환 후 유통한다. >> 비용이 훨씬 쌈

 

 

이상입니다.

수소와 암모니아의 관계에 대해 조금이나마 도움이 되셨으면 좋겠습니다.

설명이 다소 부족했을 수 있으나 어디까지나 개인적으로 공부한 내용을 스스로 정리하기 위한

글이니 너그럽게 이해해주세요.

읽어주셔서 감사합니다.