【에너지타임즈】 비료로 사용되는 등 흔히 우리가 알고 있는 암모니아가 석탄발전 연료로 활용된다면 퇴출 위기에 놓인 석탄발전의 수명을 연장할 수 있을 것으로 전망되면서 암모니아에 관심이 증폭되고 있다. 수소와 질소로 구성된 암모니아는 안정적인 화합물로 탄소가 없어 연료로써 암모니아를 사용한 비율만큼 온실가스 배출을 줄이게 되는 것이다.

다만 암모니아 도입단가가 석탄보다 높아 정상적으론 암모니아 발전이 보급되기 어렵다는 연구 결과가 나왔다. 비싼 연료인 만큼 보조금이 뒷받침될 때 암모니아 발전이 활성화될 수 있다는 것인데 추정치이지만 수치가 공개됐다.

안지영 에너지경제연구원 부연구위원은 지난 22일 은행회관(서울 중구 소재)에서 열린 ‘2023년도 에너지경제연구원 연구성과 발표회’에서 ‘청정암모니아 전주기 밸류체인 체계 구축 연구’란 제목으로 주제발표를 했다.

먼저 안 부연구위원은 청정암모니아에 대해 수소경제로 전환에 마중물 역할을 하는 한편 발전 부문 온실가스 배출 저감에 활용될 수 있어 그 필요성이 강조되고 있다면서 생산국과 기술, 수송 등 18개 시나리오를 바탕으로 도입 비용을 추정한 연구 결과를 소개했다.

연구 결과에 따르면 화석연료로 암모니아를 생산하는 과정에서 이산화탄소를 배출하지 않는 블루암모니아는 재생에너지로 암모니아를 생산하는 그린암모니아와 비교할 때 도입 비용이 상대적으로 낮아 가격 측면에서 높은 경쟁력을 가질 것으로 분석됐다.

이를 기반으로 청정암모니아 도입단가를 추정한 결과 블루암모니아 톤당 도입단가는 300~500달러, 반면 그린암모니아는 700달러 이상이 될 것으로 추정됐다.

그러면서 안 부연구위원은 이 연구 결과를 토대로 청정암모니아 도입 비용을 낮출 필요가 있음을 주장을 했다. 수소 kg당 최소 0.57달러에 달하는 보조금이 필요하고, 청정수소 인증제에서 그린수소와 블루수소 간 지원 규모 차등화가 필요하다는 것이다.

또 그는 2030년 기준으로 청정암모니아 수요는 300~600만 톤에 이를 것으로 내다보면서 최적의 청정암모니아 도입 포트폴리오로 500만 톤 기준 미국(블루암모니아 200만 톤)·사우디아라비아(블루암모니아 200만 톤)·호주(그린암모니아 100만 톤) 등 3개국에서 도입하는 것을 제시하기도 했다.

특히 안 부연구위원은 청정암모니아 활용 측면에서 청정암모니아 열량 단가가 석탄보다 높아 이 단가를 맞출 정도의 보조금이 있어야만 사업자가 암모니아 발전으로 전환할 수 있는 유인이 발생할 것으로 내다봤다.

석탄 열량 단가는 Gcal당 2만2436원~4만9581원이고, 청정암모니아와 석탄의 열량 단가를 일치시키기 위한 청정암모니아 보조금은 Gcal당 1만1000원에서 11만4000원에 이를 것으로 전망됐다. 이 보조금이 없다면 경제급전 기반의 우리 전력시장에서 경쟁력이 없게 되고, 사업자는 암모니아 혼합 연소를 할 유인이 없어진다는 것이다.

그러면서 안 부연구위원은 암모니아 혼합 연소로 전환을 유도할 수 있는 경제성을 평가한 연구 결과도 발표했다.

그는 발전사업자 옵션을 기준 옵션으로 2030년부터 2040년까지 석탄발전 가동 후 폐쇄, 대안1 옵션으로 2030년부터 2050년까지 암모니아 20% 혼합 연소, 대안2 옵션으로 2030년부터 2040년까지 석탄발전 이후 2041년부터 2050년까지 암모니아 20% 혼합 연소 등을 설정했다.

연구 결과에 따르면 전력시장에서 kWh당 148~229원의 정산단가를 받을 때 발전사업자는 기준안 대신 대안1을 선택할 가능성이 있고, 133~178원의 정산단가를 받을 때 발전사업자는 대안2를 선택할 가능성이 있을 것으로 추정됐다.

그는 대안1과 대안2를 비교할 때 kWh당 정산단가가 190~381원 수준일 때 대안1을 선택할 유인이 존재한다고 주장했다.

한편 이날 열린 에너지경제연구원 연구성과 발표회는 올해 에너지경제연구원이 수행한 최신 연구성과를 시의성 있게 공유하고 확산하는 한편 이를 바탕으로 에너지 현안 점검과 함께 미래 에너지산업의 발전 방향을 모색하기 위해 열렸다.

김현제 에너지경제연구원 원장은 “에너지경제연구원이 미래 에너지 산업의 정책 방향에 관한 연구를 통해 탄소중립 실현을 위한 에너지 혁신 전략과 발전 방향을 다양한 시각에서 논의하고 이를 정부와 기업, 학계 등에 제안하는 것은 우리가 국가와 국민의 삶에 이바지할 수 있는 중요한 역할 중 하나”라고 강조했다.