국내 연구진이 국제에너지기구(IEA)의 분석 모형을 바탕으로 우리나라에 맞게 수소에너지를 최적으로 활용할 수 있는 전략을 제시했다. 한국에너지기술연구원은 연구원 소속 국가기후기술정책센터 박상용 박사 연구팀과 포항공과대학교 산업경영공학과 최동구 교수 공동 연구팀이 우리나라 환경에 최적화된 에너지시스템 모형을 개발하고 수소에너지의 최적 활용 전략을 제시했다고 10일 밝혓다. 연구진은 IEA의 에너지시스템 분석 모형인 'TIMES'을 기반으로 우리나라의 에너지 환경을 반영한 'KIER-TIMES' 모형을 개발하는데 성공했다. 또, 이를 기반으로 2050년 국가 탄소중립 달성을 위한 수소에너지의 최적 비중을 예측했다. KIER-TIMES 모형에는 우리나라의 에너지 수급 현황, 미래 에너지 수요, 전력수급계획, 에너지 가격 등이 반영됐다. 특히 정부의 '2050 탄소중립 시나리오 최종안'에서 제시된 2050년 최종에너지 수요 등 다양한 전제조건을 반영해 정부 정책과의 일관성을 높였다. 또, 전제조건이 바뀔 때 결괏값이 얼마나 민감하게 변하는지 확인하는 민감도 검사를 시행해 정부 정책의 조건 변화에도 적용할 수 있도록 신뢰성을 확보했다. 개발된 모델을 통해 분석한 결과, 2050년까지 국가 탄소중립을 달성하기 위해서는 전체 에너지의 27%를 수소에너지로 공급해야 하는 것으로 나타났다. 또 최종 소비되는 에너지 수요 측면에서도 수소에너지의 비중이 25%까지 증가해야 할 것으로 예측됐다. 이외에도 연구진은 개발된 모델을 활용해 시나리오에서 제안된 수소의 수입 비중, 수전해 기술의 효율 향상, 이산화탄소 포집 기술 활용 방안을 심층 분석했다. 공동 연구를 주도한 박상용 박사는 “이번 연구는 국제적 기준에 부합하는 방법론을 이용해 우리나라의 에너지 환경을 고려한 수소에너지의 역할과 최적 활용 전략을 도출했다는 데 의미가 있다"며 “KIER-TIMES 모형을 확장해 섹터커플링 기술들의 탄소중립 기여도를 분석하고 보급, 확산하는 연구를 진행할 계획"이라고 밝혔다. 이원희 기자 wonhee4544@ekn.kr

경동나비엔이 10일부터 13일까지 4일간 일산 킨텍스에서 개최되는 '제78회 코베 베이비페어'에 참가해 '쾌적한 생활환경'을 만드는 나비엔 환기청정기와 숙면매트를 선보인다. 코베 베이비페어는 국내 최대 규모의 영유아 전시회로 400여개의 다양한 브랜드가 참여한다. 경동나비엔은 이번 베이비페어에서 '나비엔이 전해주는 쾌적한 공기와 온도'를 주제로 환기청정기와 숙면매트가 제공하는 실내 공기질 통합 관리의 필요성과 숙면의 중요성을 알릴 계획이다. 환기청정기는 공기청정은 물론 환기까지 가능한 제품으로, 실내 공기질 관리 시장의 새로운 솔루션으로 주목받고 있다. 오염된 공기는 외부로 배출하고, 'UV-LED'가 탑재된 청정 필터시스템을 통과한 깨끗한 공기를 실내로 공급하는 원리이다. 나비엔 숙면매트는 0.5도(℃) 단위의 세밀한 온도 조절 기술로 최적의 숙면온도를 구현한다. 이번 베이비페어에서 선보이는 숙면매트 중 대표 제품은 인공지능(AI) 숙면기술이 적용된 '나비엔 숙면매트 온수(EMW720)'와 편리한 사용과 안전성이 특징인 '나비엔 숙면매트 카본(EME551D)'이다. 김용범 경동나비엔 영업마케팅 총괄임원은 “이번 코베 베이비페어를 통해 영유아 자녀를 둔 부모들에게 경동나비엔의 환기청정기와 숙면매트의 가치를 전달하고자 한다"며 “앞으로도 경동나비엔은 고객의 쾌적한 생활환경을 위해 다양한 제품을 선보일 것"이라고 말했다. 경동나비엔은 오는 31일부터 코엑스에서 진행되는 '제80회 코베 베이비페어'에도 참가해 환기청정기와 숙면매트를 선보일 계획이다. 이원희 기자 wonhee4544@ekn.kr

▲ 윤포식(향년 86세)씨 별세 이정희씨 남편상, 윤인섭(개인사업).윤우섭(한국가스안전공사 홍보소통실장) 부친상, 이영미.김명화.김금덕씨 시부상=의성 성심요양병원 장례식장 특실, 발인 12일 오전 9시, (054)-833-4479 이원희 기자 wonhee4544@ekn.kr

환경단체 에코나우(대표 하지원)와 신한은행(은행장 정상혁)은 전국 지역아동센터의 아동·청소년을 대상으로 환경교육인 '신한 생물다양성 꿈나무 프렌즈' 교육을 실시했다고 지난 8일 밝혔다. 신한 생물다양성 꿈나무 프렌즈 사업은 환경에 대한 교육 기회가 상대적으로 부족한 취약계층 아동들에게 '생물다양성'에 대한 개념과 가치를 알리고 이를 지키기 위한 실천 방법을 찾아 친환경적으로 생각·행동하게끔 유도하는 ESG(환경·사회·지배구조) 실천 교육 프로그램이다. 전국에서 신청한 167개 지역아동센터 중 50개 센터를 선정해 1300여명의 아동・청소년을 대상으로 8월과 9월 두 달간 운영했다. 실천 프로그램의 일환으로 지역적·사회적 확산을 위한 '실천 다짐 포스터·영상 공모전'도 열었다. 공모전 참가 아동들은 △대모산에서 자라는 코스모스를 보호하기 위한 약속 △제주도 돌고래 보전을 위한 플라스틱 사용 금지 △은행나무를 지키기 위한 에너지 절약 △맹꽁이 서식지 지키기 실천방안 등을 영상과 그림으로 담아냈다. 우수 참가자에게는 수원 서호공원 새 탐조 등의 생태탐사 기회도 제공했다. 우수센터로 선발된 천왕숲우리동네키움센터 관계자는 “공모전 영상을 제작하는 과정과 탐조활동을 통해 아동들의 생태감수성이 크게 성장한 것을 느낄 수 있었다"며 “이번 프로그램을 계기로 센터에서도 생물다양성 보전 실천 활동을 계속 실천해 나갈 것"이라고 말했다. 이원희 기자 wonhee4544@ekn.kr

지난해는 최근 30년 중 가장 건조하고 50년 만에 빙하가 가장 많이 줄어든 해였던 것으로 분석됐다. 예상하기 힘든 폭우 이후 이어지는 가뭄 등 이상기후 현상으로 전 세계 수자원 공급에 비상이 걸렸다. 9일 세계기상기구(WMO) 세계수자원현황보고서에 따르면 지난해 전 세계 하천은 최근 33년 동안 가장 건조했고 빙하는 6000억톤 이상 사라져 50년 만에 가장 큰 손실을 입었다. 지난해는 여태까지 가장 더운 해로 기록되기도 했다. 높은 기온으로 대기가 수분을 급격히 흡수하면서 폭우를 일으키고 폭우 이후에는 오랜 가뭄이 찾아왔다. WMO는 이로 인해 지역 사회, 농업, 생태계에서 사용할 수 있는 물의 양이 줄어들어 전 세계 물 공급에 차질을 빚을 것으로 전망했다. 셀레스트 사울로 WMO 사무총장은 “기온 상승의 결과로 우리는 물이 너무 많거나 너무 적은 문제에 직면하고 있다"며 “더 따뜻한 대기는 더 많은 수분을 보유해 폭우를 일으키고 토양의 더 빠른 증발과 건조는 가뭄 상황을 악화시킨다"고 밝혔다. 이어 “점점 더 극심해지는 홍수와 가뭄은 생태계, 경제에 큰 피해를 입힌다"며 “녹아내리는 빙하는 수백만명의 사람들의 물 안보를 위협한다. 하지만 우리는 필요한 조치를 취하지 않고 있다"고 지적했다. 실제로 WMO 보고서에 따르면 지난해 9월 리비아에서 발생한 대홍수로 두 개 댐이 무너져 1만1000명 이상이 사망했다. 반면, 미국 남부, 중앙 아메리카, 아르헨티나, 우루과이, 페루, 브라질은 광범위한 가뭄이 발생했다. 아마존과 티티카카 호수는 역대 가장 낮은 수위가 관찰됐다. 마찬가지로 미시시피와 아마존 유역은 기록적인 저수위를 기록했다. 아시아와 오세아니아에서는 갠지스, 브라마푸트라, 메콩강 유역이 거의 정상보다 낮은 수위를 보였다. 가뭄으로 인해 아르헨티나는 국내총생산(GDP)의 3%의 손실이 발생한 것으로 추정됐다. 빙하는 지난 2022년 9월~2023년 8월의 예비 데이터에 따르면 50년간의 관측 중 가장 심각한 6000억톤 이상이 사라졌다. WMO는 빙하의 손실은 주로 북미 서부와 유럽 알프스에서 발생했고, 스위스의 빙하는 지난 2년 동안 남은 부피의 약 10%를 잃었다고 분석했다. 북반구의 적설량은 늦은 봄과 여름에 감소하고 있다. 지난해 5월 적설량은 기록상 1967년 이후 8번째로 낮았고 이중 북미의 5월 적설량은 같은 기간 중 가장 낮았다. WMO는 유엔 수자원보고서를 인용하며 현재 전 세계 인구 36억명이 1년에 최소 한 달 동안은 물을 제대로 이용하지 못하고 있으며 2050년에는 이같은 인구가 50억명으로 늘어날 것으로 예상했다. 이원희 기자 wonhee4544@ekn.kr

재생에너지 날 행사 개최를 누가 주도할지를 두고 갈라졌던 재생에너지 협·단체들이 다시 뭉쳐 공동으로 재생에너지의 날 행사를 개최하기로 했다. 9일 재생에너지 업계에 따르면 한국재생에너지산업발전협의회와 한국태양광산업협회 등 재생에너지 협단체는 재생에너지의 날 추진위원회를 구성, 오는 23일 14시 서울 여의도 국회의원회관 대회의실에서 '제6회 재생에너지의 날 기념식'을 개최한다. 그동안 태양광산업협회는 재생에너지산업발전협의회가 지나치게 야당 성향으로 기울여져 있다 보고 재생에너지산업발전협의회와 분리해서 재생에너지의 날 행사를 추진하려 했다. 하지만 재생에너지 날 행사가 두 군데서 열려서 재생에너지 업계가 갈라지는 모습을 보일 수는 없기에 단체 간 합의를 이룬 것으로 보여진다. 이번 재생에너지의 날 기념식은 주호영 국회부의장, 김정호 산업통상자원중소벤처기업위원회 의원 등 20여명 여·야 국회의원이 공동 주최하며, 재생에너지의 날 추진위원회 주관으로 진행된다. 국회의장, 여·야 당대표, 산업통상자원부 장관, 국회 산업통상자원중소벤처기업위원장 등 20~30명의 여·야 국회의원, 재생에너지 협단체장, 재생에너지 기업 대표 등 주요 에너지 유관 단체의 인사들이 행사에 참석할 예정이다. 기념식에서는 재생에너지 산업발전과 보급에 공헌한 '유공자 표창'이 진행될 예정이며, 대한민국 재생에너지를 대표하는 상징적인 인물(또는 기업, 단체)을 선정해 '한국 재생에너지 대상'을 수여할 계획이다. 아울러 재생에너지 산업의 동향과 미래를 조망할 수 있는 강연도 마련된다. 재생에너지의 날 추진위원회 관계자는 “재생에너지는 탄소중립 실현의 핵심 솔루션으로, 산업 육성, 기술 혁신, 에너지 안보 실현을 통해 대한민국의 산업과 경제의 경쟁력을 강화하는 원동력이 돼야 한다"며 “이번 재생에너지의 날 행사를 기점으로 100만 재생에너지인들의 단합된 모습을 통해 재생에너지 산업이 도약의 계기를 되찾길 바란다"고 밝혔다. 이원희 기자 wonhee4544@ekn.kr

한국순환자원유통제원센터가 올바른 분리배출 실천을 독려하는 공모전을 성공적으로 마쳤다. 유통지원센터가 주최하고 환경부가 후원한 '내가 잘 버리면 끝나지 않는 내버엔딩 스토리' 영상 공모전 시상식이 지난 8일 서울 한국프레스센터 매화홀에서 성황리에 개최됐다. 이번 공모전은 짧은 영상을 통해 일상 속 분리배출의 올바른 방법과 그것이 삶에 미치는 긍정적인 영향에 대한 메시지를 국민들에게 전달하는 것을 목적으로 진행됐다. '생활 속 올바른 분리배출 실천 방법과 나만의 팁', '올바른 분리배출이 우리 삶에 미치는 영향'을 주제로 한 이번 공모전은 일반영상 부문 수상 12팀 중 대상 1팀은 환경부 장관상 및 상금 500만원, 금상 2팀은 환경부 장관상 및 상금 300만원이 수여됐다. 그 외 은상 3팀과 동상 6팀은 각각 센터 이사장상 및 상금 100만원, 센터 이사장상 및 상금 50만원씩 수여됐다. 숏폼영상 부문 수상 9팀 중 우수상 3팀은 센터 이사장상 및 상금 60만원이 수여됐다. 그 외 장려상 6팀은 센터 이사장상 및 상금 20만원이 수여됐다. 이명환 유통지원센터 이이사장은 “이번 공모전을 통해 자원순환에 관심을 가지고 올바른 분리배출이 우리 사회에 하나의 문화로써 정착하는 계기가 되길 바란다"고 밝혔다. 이원희 기자 wonhee4544@ekn.kr

극지연구소는 해양수산부와 8일(화) 인천 연수구에 있는 극지연구소에서 남극과학기지 월동연구대 발대식을 개최했다고 9일 밝혔다. 월동연구대는 기지당 18명으로 구성되며, 남극 하계기간이 시작되는 다음달부터 내년 12월까지 남극 현장연구 활동과 기지운영 임무를 수행하게 된다. 월동연구대는 기지 생활을 위한 훈련과 소양 교육을 받은 다음, 장보고 월동대는 11월 3일, 세종 월동대는 11월 29일에 각각 출국할 예정이다. 남극세종과학기지는 1988년 킹조지섬에 세워진 우리나라 최초의 남극과학기지로, 기후변화의 영향에 민감한 해양과 생태계 등을 연구하고있다. 올해 10주년을 맞은 남극장보고과학기지는 동남극 북빅토리아랜드 테라노바만에 있는데, 남극대륙 해안가라는 지리적 특징을 활용해 내륙 진출로를 확보하는 한편, 우주, 천문, 빙하, 운석 등 대륙 기반 연구를 폭넓게 수행 중이다. 신형철 극지연구소 소장은 “변화하는 기후환경 속에서 월동연구대의 활동은 지구의 미래를 밝히는 극지 연구의 단단한 초석"이라고 밝혔다. 이원희 기자 wonhee4544@ekn.kr

한국에너지공단(이사장 이상훈, 이하 공단)은 지난 6일 한국자동차연구원 영광 E-모빌리티 연구센터에서 제3회 EV 에너지챌린저(EV 연비경진대회)를 개최했다고 7일 밝혔다. 에너지공단과 한국자동차공학회가 함께 주관한 이번대회는 전기차의 우수한 효용성과 기술성을 홍보하기 위해 마련됐다. 이전 대회가 소프트웨어를 활용해 시뮬레이션 모델을 만들고 실차 데이터와 비교하는 방식이었다면 올해는 참가자들이 차를 직접 설계·제작해 주행하고 연비를 측정하는 등 기존의 이론 교육이 아닌 현장에서 실무 지식을 습득할 수 있도록 평가방법을 신설했다. 이번 대회에는 총 20개 팀이 참가했고 치량설계보고서·이론시험·연비측정 등 3가지 종목을 평가해 상위 4개 팀이 선정됐다. △대상(산업통상자원부 장관상)은 인천대학교 NoBrake팀 △최우수상(한국에너지공단 이사장상)은 계명대학교 LOOKEE팀 △우수상(한국자동차공학 회장상)은 서울과학기술대학교 MIP팀과 안동대학교 TEAMMOTO팀이 차지했다. 이상훈 에너지공단 이사장은“탄소중립 실현이라는 목표를 달성하기 위해 수송부문에서는 내연기관차에서 전기차로 인식을 전환하는 것이 무엇보다 중요하며, 미래 전기차 시장에 대응할 전문인력을 양성하기 위해 학생들이 실무적이고 공학적인 지식을 배울 수 있는 다양한 기회를 만들겠다"고 밝혔다. 이원희 기자 wonhee4544@ekn.kr

◇클린 암모니아 프로젝트 161개, 45개국 257파트너 참여 현재 대부분의 암모니아는 '하버-보쉬' 공정으로 생산되고 있다. 질소 가스와 수소 가스를 고압과 고온에서 결합해 높은 압력·온도에서 암모니아를 제조한다. 이 공정에 질소와 수소를 공급하기 위한 원료는 다양하며, 보통 암모니아 생산에 필요한 수소연료의 생산방법에 따라 색상으로 구분하고 있다. 크게, 화석 연료중 석탄액화로 생산된 갈색(brown) 수소와 암모니아, 천연가스의 개질로 만들어진 회색(grey) 수소와 암모니아, 천연가스 개질 시 발생한 탄소를 포집 및 저장(CCS)해 만들어진 청색(blue) 수소와 암모니아, 태양광이나 풍력 등의 재생에너지 전력을 이용한 수전해 수소 생산 기술로 만들어진 그린(green) 수소와 암모니아로 구분될 수 있다. 정책분야에서 자주 인용되는 청정(clean)암모니아는 통상 블루암모니아와 그린암모니아를 대상으로 한다. 상업용 암모니아 생산은 하버-보쉬법으로 지난 1920년대에 시작됐다. 1930년대에는 전체 암모니아 생산량의 약 30%가 전기 기반이었으며, 단일 공장으로는 최대 규모인 연간 10만톤을 생산할 수 있는 시설이 노르웨이의 수력발전소 지역인 리우칸에서 가동됐다. 수전해 기반 암모니아의 전 세계 생산능력은 1960년대에 연간 약 65만톤으로 정점을 찍었고, 전 세계 암모니아 생산량의 약 4%를 차지했다. 그러나 수전해 녹색 암모니아는 이후에 더욱 저렴한 천연가스 개질 암모니아에 밀려 퇴출당했다. 오늘날 암모니아의 약 80%는 농업용 비료로 사용된다. 나머지는 폭약, 플라스틱, 합성 섬유 및 수지, 냉매, 질산과 같은 화학 물질로 사용된다. 최근에는 (액체) 암모니아가 국제적인 수소경제 생태계 관점에서 극저온(-253도(℃)) 액체수소의 선박운송을 대신할 수 있는 에너지캐리어의 대안으로 적극적으로 검토되고 있다. 현재 운행되고 있는 모든 선박의 연료 소비량은 연간 약 3억톤이며, 암모니아로 환산하면 6억5000만톤에 해당한다. 전 세계 암모니아 생산량은 현재 연간 2억톤으로 추정되고 있다. 선박용 연료 암모니아가 식량 생산에 필요한 비료와 경쟁하는 것을 피하려면 녹색 암모니아 및 청색 암모니아의 생산능력이 크게 발전돼야 한다. 그러나 이러한 생산이 반드시 수요가 있는 곳에서 이루어질 필요는 없으며 공급 원료의 수급이 원활한 지역이면 가능하다. 즉, 생산된 암모니아는 선박으로 운송되며, 현재 세계적으로 연간 약 2000만톤 규모의 암모니아가 거래되고 있다. 암모니아 운송은 주로 LPG선과 같은 가스 운반선에 의해 이뤄지며 선박의 운송 적재용량은 통상 4만톤급이나 최근에는 최대 5만4000톤급도 가능하다. 녹색암모니아의 비용은 천연가스에서 생산되는 암모니아보다 2~3배 더 높다. 그러나 녹색암모니아 가격은 향후 낮아질 가능성이 높다. 즉, 학습곡선 효과로 인한 수전해 플랜트 가격 하락과 소요되는 재생에너지 전력 비용의 감소가 크게 이뤄질 것으로 기대되기 때문이다. 나아가 화석연료는 세금과 규제의 대상으로 좀 더 강화된 조치를 부담하게 되면서 해상 및 육상의 모빌리티, 유틸리티 규모 발전 등 모든 산업 분야에서 연료 간 경쟁 구도에 큰 변화를 가져올 것으로 예상한다. 만일, 탄소세가 tCO2(온실가스이산화탄소 배출량으로 환산 단위)당 150~200달러 규모로 책정된다면 녹색 암모니아는 현재에도 석유베이스 연료와도 경쟁할 수 있는 수준으로 가격 경쟁력을 갖추게 된다. 2024년도 노르웨이선급협회(DNV) 보고서에서는 청정암모니아로서 그린암모니아와 블루암모니아를 분석 대상으로 하고 있다. 이 보고서는 해운 분야에서의 암모니아의 공급과 수요에 중점을 두고 분석을 수행했다. 단, 지난해에 공표된 국제해사기구(IMO)의 2050년 온실가스 배출량 넷제로 목표보다 완화된 2018년의 50% 감축목표에 기초한 분석 결과이다. 분석대상인 161개의 프로젝트가 대부분 2030년까지를 실현 목표로 하고 있으며, 여기에 기초해 2030년까지의 클린 암모니아의 수요와 공급을 예측하고 있다. 161개 프로젝트에는 45개국 257프로젝트 파트너가 참여하고 있다. 발표된 클린 암모니아 총 생산량은 연간 2억4400만톤이며 현재의 화석연료 기반 생산량을 초과한다. 주요 국가별 프로젝트 규모 가운데 호주가 압도적으로 큰 비중(22.17%)을 차지하고 있으며 대부분 자국의 태양광 및 풍력을 이용한 녹색암모니아 생산이다. 두 번째 규모(14.38%)인 미국은 대부분이 청색 암모니아 생산에 중점을 두고 있다. 생산되는 셰일 오일과 CCS기술을 접목하려는 시도로 예상된다. 다음으로 사우디아라비아, 모리타니, 오만, 이집트, 모로코 등 중동, 아프리카 지역에서의 생산량이 두드러진다. DNV보고서에 따르면 선박 연료 전용 암모니아 생산은 10개국에서 30개 프로젝트가 목표로 하고 있다. 총 생산량은 연간 2080만톤이며 대부분은 그린암모니아를 계획하고 있다. 주요 선도국은 호주(49%)와 이집트(33%)이다. 비료, 에너지 등 다목적용으로 연계된 그린암모니아 생산량은 연간 총 1억7400만톤이다. 따라서 발표된 프로젝트 모두가 2030년까지 성공적으로 수행되는 경우에는 선박 연료용 그린암모니아의 공급 가능량은 연간 2100만∼1억5100만톤 범위로 추정되고 있다. 비료생산용 암모니아 생산 신규 프로젝트 수는 16개국에 걸쳐 33개이다. 총 추가 생산량은 연간 1107만톤이며 그중 연간 980만톤이 그린암모니아, 128만톤이 블루암모니아다. 가장 대표적인 비료용 그린암모니아 생산국은 모로코이며 예상 생산량은 연간 400만톤이다. 호주는 암모니아를 연간 약 5400만톤 생산하는 것을 목표로 하고 있으며 비료용 암모니아 프로젝트 총생산량은 55만톤이다. 재생에너지만을 이용한 비료 전용 프로젝트 외에도 여러 혼합 용도 프로젝트가 있으며 총 생산량은 연간 7100만톤으로 예상된다. 암모니아는 가장 유망한 장거리 수소 운반체 후보이다. 41개의 프로젝트가 발전용 수소에너지 운반체로서 암모니아를 구체적인 목표로 하고 있으며 총 생산량은 연간 3250만톤이다. 이 중 98%가 그린암모니아다. 재생에너지를 이용해 에너지용(발전) 그린암모니아 생산을 주도하는 국가는 호주(35.62%)와 아프리카의 모리타니(30.81%)이다. 에너지를 포함해 다목적 용도(비료, 연료 등)에 초점을 맞춘 프로젝트의 총 생산량은 연간 1억7300만톤이다. DNV의 프로젝트 성공확률 자체 시나리오에 따르면 2030년도의 현실적인 선박 암모니아 공급연료량의 하한은 연간 500만톤으로 추정하고 있다. 혼합용도의 공급량(2720만톤)을 고려하면 총 연간 3220만톤의 공급이 예상된다. 주목할 점은 연료전용 공급량 연간 500만톤은 모두 그린암모니아인 점이다. 그린 및 블루 암모니아 연료의 개발은 암모니아 엔진의 개발과 병행해 진행돼야 한다. 현재 진행중인 암모니아 엔진 개발은 오는 2026년경 완료돼 신조선에 탑재될 것으로 예상한다. 따라서, 2030년경 부터는 그린 암모니아 연료 추진 선박이 해운 운송의 탈탄소화에 크게 기여할 수 있게 될 것이다. 현재 전 세계 암모니아 교역을 위한 공급망이 존재하고 있다. 이러한 공급망 참여자들은 천연가스 개질 암모니아 생산 및 관리, 운송에 대한 지식과 경험을 가지고 있다. 이들은 천연가스 개질에서 발생하는 온실가스 배출을 없애기 위해 기존 공장에 CCS를 개조하거나 새로운 공장에서 블루 수소를 생산할 계획이다. 대규모 암모니아 사용자로는 Yara, Nutrien 등의 비료 생산업체와 Chevron, BP와 같은 정유업체가 있고 이러한 업체들은 현재 시장, 공급망 및 천연가스 개질에 관한 지식을 보유하고 있다. 두 번째 그룹은 청정 암모니아 초기 가치사슬 단계에 속해 있으며 천연가스를 생산하는 기업들이다. 천연가스는 개질을 통한 수소생산과 CCS를 이용한 탈탄소화가 이뤄지지 않으면 좌초자산으로 바뀔 것으로 보여지며 Equinor와 BP가 여기에 속한다. 마지막으로 재생에너지 플레이어들이다. 일부 기업은 통합된 재생에너지 전력을 이용한 전용 수전해 시설을 건설할 계획을 가지고 있으며 Iberdrola와 Statkraft가 대표적이다. 그러나 수전해 역량이 부족한 재생에너지 기업들은 IHI와 같은 수전해 전문기업과 협력하는 경우가 많다. 다음 표는 클린암모니아 시장의 플레이어를 구분해 설명하고 있다. ◇저렴한 해상풍력 전력 공급과 수전해 효율성에 경제성 달려 수소 생산 및 기타 전환 공정에 필요한 모든 에너지는 해상 풍력 발전으로부터 공급을 받는다. 그린수소는 세 가지 수전해 기술로 생산된다. 즉, 알칼리 전기 분해(AWE), 양성자 교환 멤브레인 전기 분해 (PEM WE) 및 고체 산화물 전기 분해(SOE)이다. 다음으로 극저온 공기 분리 공정으로 질소가스를 생산하며 하버-보쉬 공정(HB)에 의해 암모니아를 합성한다. 수전해에 필요한 용수는 해수를 담수화해 공급한다. 이 방식은 계통연계 그리드의 지원 없이 운영될 수 있으며 생산된 암모니아는 선박 또는 전용 해저 파이프라인을 이용해 육상 또는 해상의 저장소에 이송된다. 또는 해상벙커링을 통해 암모니아 추진 선박의 연료로 해상에서 직접 공급이 가능하다. 현재 AWE는 MW급의 대형 수전해가 가능하며, 사용수명이나 수소생산단가, 기술성숙도 면에서 다른 두 기술보다 우수하다. PEM 방식과 SOE 방식도 각각의 장점과 단점을 가지고 있으며 대형화를 위한 기술개발이 진행 중이다. 기타, 다양한 방법으로 그린암모니아를 생산하는 기술들이 연구실 수준에서 진행되고 있으나 아직은 기초연구 수준에 머물고 있다. 그린수소와 이를 이용한 암모니아 생산에 필요한 에너지의 90% 정도가 수전해에 이용됨으로 전체적인 경제성은 결국 저렴한 해상풍력 전력 공급과 보다 효율 좋은 수전해 기법의 통합운전에 있다고 할 수 있다. 그림 중 B는 공기분리장치(ASU)를 통한 N2 생산이며 여기에 소요되는 에너지도 해상풍력의 전기를 이용한다. C는 수전해 수소를 이용하는 개량된 하버-보쉬 공정을 나타낸다. 이외에 수전해에 필요한 고순도수를 공급하기 위하여 해수담수화 공정이 필요하다. 대규모 생산 기술은 이미 상용화돼 있으며 여기에 필요한 에너지도 해상풍력에서 공급할 수 있다. 해상풍력을 제외하고 대부분의 공정이 열의 흡수와 방출을 동반하는 화학반응이므로 다양한 열관리 기술을 동원해서 가능하면 열손실을 줄일 수 있는 통합공정관리가 경제성 확보를 위한 핵심기술로 평가된다. 부유식 해상풍력을 이용한 수소생산 실증연구가 영국에서 진행되고 있다. 보고서(Dolphyn Hydrogen, 2019)에서는 수소생산 시설을 영국동부 해안에서 부유식 해상풍력 플랫폼(sub structure)에 직접 설치하는 방안, 해상풍력 단지의 전력을 모아서 단지내에 중앙집중식으로 부유식 생산시설을 건설하는 방안, 해상풍력 전력을 육상으로 연계해 해안에서 수소생산시설을 설치하는 방안들에 대해 장단점을 비교하고 있다. 그 결과, 반잠수식 부유식 해상풍력플랫폼 위에 직접 설치하는 방식이 가장 유효하다고 평가하고 있다. 당시 탑재 터빈의 용량은 2메가와트(MW)와 10MW급을 전제로 하고 있으나, 현재는 터빈의 대형화로 15~20MW급이 주력 터빈으로 설치될 예정이고 여기에 대응하는 수전해 시설 용량도 모듈당 10MW를 상회하는 제품들이 출현하고 있어 규모확장에 따라 다른 결과도 예상할 수 있다. 또 다른 해상풍력 수소생산 프로젝트가 'PtoX' 개념으로 독일에서 대규모로 진행되고 있다. 예를 들어 프로젝트 시리즈 중 하나인 H2Mare는 31개의 연구기관과 산업체가 참여하고 있다. 예산은 독일정부지원으로 규모가 1억유로 이상이며 과제기간은 2021∼2025년이다. 이중 세부 프로젝트인 H2Wind는 전해조를 풍력 터빈 플랫폼에 설치해 터빈과의 최적 결합 연구를 수행하고 있다. 수전해 방식은 컴팩트 PEM방식이다. 이 과제에서는 생산된 수소를 저장하는 공정도 개발 중이며 해상에서 이용가능한 해수 담수화 공정을 테스트하고 있다. OffgridWind에서는 전용 육상 테스트인프라를 구축하였고 테스트는 2024년 봄에 시작되었다. 또한, 생산된 수소를 육지로 운송하는 기술과 수소생산을 위한 풍력 터빈의 전체 수명주기 경제성 평가 연구도 수행한다. PtX-Wind에서는 해상에서 메탄, 메탄올, 암모니아. 물, CO2, 질소 등을 직접 생산하기 위한 연구를 수행한다. 또한 해수 전기분해에도 초점을 맞추고 있어 성공하게 되면 바닷물을 담수화할 필요가 없게 된다. 다섯번째 그림은 이러한 수행과제들을 모두 포함하는 개념도이다. ◇제주-부산 중간 EEZ해역 평균풍속 약 8m/s, 이용률 35~40% 산업통상자원부는 지난해 1월에 '제10차 전력수급기본계획'을 통해 전원별 발전 비중 중 수소 및 암모니아 발전 비중을 2030년 2.1%, 2036년 7.1%로 설정했다. 액화천연가스(LNG)-수소 50% 혼소와 석탄-암모니아 20% 혼소 발전을 도입하는 것이 핵심이다. 발전량 계획은 2030년에 13.0테라와트시(TWh)(수소 6.1TWh, 암모니아 6.9TWh), 2036년에 47.4TWh(수소 26.5TWh, 암모니아 20.9TWh)를 목표로 한다. 또한 정부는 지난해 6월 세계 최초로 도입한 수소발전 입찰시장을 통해 수소 또는 수소화합물(암모니아 등)을 연료로 생산된 전기를 구매 공급하는 제도를 정착시키고자 한다. 이를 실현하기 위해서는 향후 상당한 양의 수소 또는 암모니아가 필요하게 되어서 국내 발전사와 기업들은 우선 석탄 혼소 발전용으로 클린(그린과 블루) 암모니아를 도입할 예정이다. 에너지경제연구원에서 발표한 보고서 '청정암모니아 전주기 밸류체인 체계구축 연구 보고서' 에서는 클린 암모니아 전주기 관점에서 국내외 현황과 정책 제안 등이 체계적으로 제시돼 있다. 이 보고서(안지영, 2023)에서는 미국, 사우디아라비아, 호주에서 클린 암모니아를 생산해 국내로 도입하는 시나리오를 설정하고, 시나리오별 도입단가를 분석하고 있다. 미국 블루암모니아의 도입단가는 300~500달러/tNH3 범위 내에 있고, 미국 인플레이션감축법(IRA)에 따른 생산세액공제를 반영할 경우 더 낮아질 것으로 예상하고 있다. 사우디아라비아 블루암모니아는 300~400달러/tNH3 범위로 경제성이 가장 좋은 것으로 추정되며 호주 그린암모니아의 도입단가는 700~800달러/tNH3 범위로 도입 시나리오 중 가장 낮은 경제성을 보이고 있다. 에너지안보 차원에서는 클린에너지의 해외 도입을 통한 장기적인 비축이 우선적인 대책이 될 수 있으나, 국내에서도 자체적으로 대량생산을 위한 타당성 검토가 장기적인 관점에서 필요한 시점이다. 앞에서 언급된 최신 자료들에 의하면, 유럽을 중심으로 해상풍력을 이용한 그린수소 및 암모니아 생산 공급 실증 연구가 여러 곳에서 진행되고 있다. 우리나라에서도 바람자원이 우수한 배타적 경제수역(EEZ)해역에서 얼마든지 생산이 가능한 입지조건을 갖추고 있다. 세계 굴지의 조선 3사 및 협력사들의 해상풍력 제조 및 설치 능력과 다양한 해상 플랜트 건조 경험을 살리면, 세계시장을 선도할 수 있는 PtoX 융합 기술이 탄생할 수 있어 차세대 산업으로서도 충분한 성장 잠재력을 가지고 있다. 예를 들어, 부산 및 울산항에 기항하는 대형 해운선사 항로에 위치한 EEZ 해역에서 1만MW의 부유식 해상풍력단지를 건설하는 경우를 가정해 본다(이영호, 2024). 제주와 부산의 중간 EEZ해역의 경우, 허브높이 100m에서 평균 풍속은 약 8m/s이다. 이 풍속에서의 이용률은 대략 35~40%로 예상한다. 수심도 75∼100m 범위여서 부유식 풍력 설치 수심 조건(>60 m)을 만족시키는 대륙붕 해역이다. 15MW 터빈을 사용하고 좌우 이격거리를 단순히 4D x 6D(D: 터빈 직경250m 기준)로 하면 1000MW 설치용량에 필요한 해상면적은 100㎢정도로 추정한다. 따라서 1만MW 단지조성에는 1000㎢규모의 해역이 필요하다. 제주도의 면적은 1850㎢이다. 제주도에서는 면적의 54% 규모인 가로 25km x 세로 40km 해역(1000㎢)에 1만MW의 부유식 풍력단지 조성이 가능하다. 현재 녹색 암모니아 생산에 필요한 전력은 1톤당 10메가와트시(MWh)수준이다. 1만MW 규모의 단지에서 이용률을 35%로 가정하면, 연간 3068만MWh의 전력이 공급되며 매년 약 3백만톤 규모의 그린암모니아 생산이 가능하다. 현재 우리나라는 연간 약 140만톤을 주로 비료생산용으로 전량 수입하고 있다. 한편, IMO의 해운분야 탈탄소화 정책에 따라서 암모니아 무탄소 연료 선박의 안전 관련 법규의 정비가 올해 중 완료될 예정이고 오는 2026년부터 본격적으로 신조선의 건조가 시작된다(LR 보고서, 2024). 우선은 대형 암모니아 운반선이 자체 연료로 운항되며, 호주, 미국, 중동 등에서 만들어진 해외 물량이 국내의 비축기지에 운송될 것으로 예상한다. 앞으로 국내의 수소 및 암모니아 혼소발전용 수요, 무탄소 선박 연료 벙커링 공급 수요, 종래의 비료생산 수요 등에 대응하기 위한 국내의 전주기 공급망의 확보는 매우 시급하다. 여러 혁신적인 제도 개선과 관련 기술개발이 동시에 이뤄지면 2050 탄소중립 목표달성을 위한 수소 생태계의 조성에 한 걸음 더 나아가는 기회를 만들 수 있을 것으로 기대한다. 이원희 기자 wonhee4544@ekn.kr