수소·암모니아 발전 본격 추진…2030~2035년 혼소 상용화

[아이뉴스24 정종오 기자] 정부는 암모니아 혼소(20%) 발전을 2030년까지, 수소 혼소(30% 이상) 발전을 2035년까지 상용화하기로 했다. 기존 석탄발전과 액화천연가스(LNG) 발전을 대체하고 온실가스 배출을 획기적으로 감축할 계획이다.

암모니아와 수소 혼소 비율이 높을수록 터빈에 무리를 주거나 혹은 예상치 못한 장애가 발생할 수 있어 실증 작업이 필수적이다. 수소와 암모니아 발전이 진화할수록 석탄발전은 상대적으로 감소한다.

산업통상자원부(장관 문승욱)는 16일 에너지산업실장 주재로 한국전력, 발전공기업과 함께 ‘수소·암모니아 발전 실증 추진단’을 발족시켰다.

수소·암모니아 발전은 무탄소 연료인 수소(H2)와 암모니아(NH3)를 기존 석탄발전기와 LNG 발전기에 안정적으로 연소해 전력을 생산하는 새로운 발전 기술이다. 발전설비, 송배전선로 등 기존 전력 인프라를 활용하면서 온실가스를 감축시켜 탄소중립을 달성할 수 있다.

암모니아는 석탄 대체와 정비례해 온실가스 발생량이 줄고 수소는 LNG 대체와 비례해 온실가스 발생량이 감소한다.

수소 발전의 경우 미국은 바이든 정부 1조 6천억원의 수소 기금 중 11%를 수소 터빈발전 연구개발(R&D)에 배정했다. 일본은 2050년 탄소중립 비전을 선언하면서 2050년 수소 소비 2천만 톤을 목표로 하고 있다.

유럽 주요 기업들도 LNG 발전의 단계별 연료전환과 수소 터빈 기술개발에 노력하고 있다.

암모니아 발전은 일본의 경우 발전 전체 분야(석탄, LNG, 연료전지)에서 암모니아 연소 기술에 대한 기초 실증을 완료했다. 2024년까지 1기가와트(GW)급 석탄발전소 혼소 실증을 완료할 계획이다.

미국과 유럽에서도 신재생에너지와 연계해 암모니아를 생산하고 내연기관 연료로 활용할 수 있는 기술 개발과 실증을 추진 중이다.

우리나라도 지난 10월 발표한 ‘2030년 NDC 상향안’에 2030년 암모니아 발전을 총발전량의 3.6%(22.1TWh)로 반영한 바 있다. ‘2050 탄소중립 시나리오’에도 무탄소(수소·암모니아) 가스터빈 발전이 2050년 총발전량의 13.8~21.5%로 반영됐다.

‘수소·암모니아 발전 실증 추진단’에는 산업부와 전력공기업과 함께 수소·암모니아의 생산·확보-운송-저장 전체 단계에서 민간기업이 참여한다. 2024년까지 ‘가스터빈 수소 혼소 한계평가와 연소 최적화 기술개발’, ‘Carbon-Free 친환경 암모니아 발전 기술개발’ R&D를 완료할 예정이다.

‘수소·암모니아 발전 실증 추진단’은 국내 석탄·LNG 발전을 대상으로 수소·암모니아 혼소·전소 발전 상용화에 속도를 낼 계획이다.

수소 발전은 2028년까지 150MW급 50% 혼소 실증을 완료하고 2035년에는 500MW급에 30% 이상 혼소를 상용화하기로 했다. 2040년에는 30~100% 혼소 또는 전소하는 것을 목표로 하고 있다.

암모니아 발전은 2027년까지 20% 혼소 실증을 완료하고 2030년에는 전체 석탄발전(43기)의 절반 이상(24기)에 20% 혼소 발전을 적용해 상용화할 계획이다.

산업부는 석탄발전에 암모니아 혼소 발전을 실질적으로 적용하기 위한 암모니아 저장시설을 2022년에 구축한다. 친환경 인증제도를 통한 인센티브 부여 등 수소·암모니아 발전 관련 법·제도 개선사항을 발굴해 지원하기로 했다.

강경성 산업부 에너지산업실장은 “탄소중립 시대에 전력산업은 과감한 사업재편이 필요하며 그동안 축적된 경험과 기술을 바탕으로 새로운 무탄소 전원에 대한 기술개발과 적용에 전력투구해야 한다”며 “수소·암모니아 발전은 기존 발전 설비자산과 관련 인프라의 좌초자산을 최소화하고 재생에너지의 변동성에 대한 유연성을 제공하는 역할 수행이 가능한 탄소중립을 달성할 수 있는 필수 대안”이라고 강조했다.