흔히 화장실 냄새, 악취 등으로 인식되는 암모니아는 약 염기성을 띄는 질소와 수소의 화합물로, 토지의 생산력을 높이고 농작물의 성장을 촉진하는 질소 비료 원료로 오랫동안 사용되어 왔다. 그렇다면 이 지독한 냄새를 가진 암모니아가 왜 현재는 친환경 수소경제의 열쇠로 주목받고 있을까?

| 암모니아의 장점

수소는 우주에서 가장 풍부한 원소로, 화석연료와 달리 오염 물질이 배출되지 않기 때문에 최근 친환경 연료로 각광받고 있다. 또한 기술만 뒷받침된다면 무한정으로 사용할 수 있고, 가스구름을 만들지 않아 점화/폭발 등으로부터 안전하다. 하지만 초저온(영하 253도) 액화 방식으로 저장하고 운반되기 때문에 효율성이 가장 큰 과제로 손꼽혀왔다.

암모니아는 이러한 문제의 해결책으로 떠오르고 있다. 암모니아는 수소와 질소의 화합물로, 별도의 과정을 통해 수소를 추출하면 전기에너지를 생산하는 연료로 사용이 가능하다. 또한 암모니아의 저장과 운반을 위한 액화점(영하 33도)이 수소보다 높아 액화를 위한 에너지 소모와 탄소 배출이 적다.

인프라와 기술 실증이라는 측면에서도 암모니아가 액화수소보다 앞서 있다. 지난해 국제에너지기구(IEA) 역시 가장 효율적인 수소 운송 방식으로 액화수소, 액상유기수소운반체(LOHC)가 아닌 암모니아를 꼽았다. (출처 : 국민일보)

액화 암모니아는 액화 수소 방식보다 같은 공간에 더 많은 수소를 담을 수 있으며, 따라서 수소 1kg을 호주에서 국내로 운송할 경우 소요되는 비용이 액화 암모니아가 1.7달러로 액화수소(3.4달러)의 절반 수준이다.

또한 2017년 기준 연간 글로벌 생산량이 1억8,000만 톤에 달하며 국제 운송규모는 1,800만 톤에 이르는 등 유통 기반 또한 갖춰져 있는 것도 장점으로 꼽힌다.

| SK이노베이션, 美 암모니아 기반 연료전지 시스템 전문기업 Amogy와 맞손…3천만 달러 투자

SK이노베이션도 암모니아 시장에 투자하며 적극적인 차세대 그린 에너지 발굴에 나섰다. 지난 6월, 미국 암모니아 기반 연료전지 시스템 전문기업 Amogy(아모지)에 3천만 달러(한화 약 380억원)를 투자하고, 기술 협력에 나서며 환경 포트폴리오(Green Portfolio) 구축을 위한 신사업 발굴에 발 빠르게 움직이고 있는 것이다.

▲ SK이노베이션이 2022년 6월, 미국 캘리포니아주 새너제이에서 암모니아 기반 연료전지 시스템 전문 스타트업 Amogy와 3천만 달러 투자계약 및 기술 협력을 강화하는 내용의 양해각서(MOU)를 체결했다. (왼쪽부터) SK이노베이션 김철중 포트폴리오부문장, 김준 부회장, Amogy 우성훈 CEO, SK이노베이션 이성준 환경과학기술원장

아모지는 5kW(킬로와트)급 드론, 100kW급 트랙터에 암모니아 기반 연료전지 시스템을 적용한 실증 테스트를 마쳤으며, 내년까지 트럭과 선박 등 대형 산업용 모빌리티 수단에도 해당 기술을 적용할 계획이다. 향후 500kW급의 암모니아 기반 연료전지 단일 제품과 이를 모듈화해 5MW(메가와트)를 발전할 수 있는 기술 개발에 나설 계획인데 이는 1,000톤급 중형 선박에 쓸 수 있는 규모에 해당된다.

아모지의 암모니아 기반 연료전지 시스템은 암모니아 탱크, 암모니아 개질기(수소 추출) 및 수소 연료전지가 소형으로 일체화되어 있다. 또한 고출력이 가능해 탈탄소가 시급히 요구되는 대형 선박, 트럭 등의 대형 상업용 운송수단 및 최근 성장하는 무탄소 지게차, 농기계, 드론 등 친환경 산업용 모빌리티 시장에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

SK이노베이션은 무탄소/저탄소 에너지의 적극적인 개발과 활용을 통해 친환경 포트폴리오 구축을 지속적으로 이어갈 것이다.