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세계 최초의 그린 암모니아 생산 공장


 

(Credit: Topsoe)

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탄소저감 기술 전문 회사인 덴마크의 할도톱소 (Haldor topsoe)가 다국적 풍력 발전 기업인 베스타스 (Vestas), 에너지 기업 스코브가르드 에너지 (Skovgaard Energy) 등이 손잡고 덴마크에 세계 최초 그린 암모니아 공장을 건설했습니다. 이 그린 암모니아 생산 공장은 100% 태양광 및 풍력 에너지 같은 신재생 에너지를 사용해서 암모니아를 생산합니다. 연간 생산량은 5000톤 정도로 많지 않지만, 일단 스타트를 끊었다는 점에서 주목할만 합니다.

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현재 암모니아 생산은 전체 이산화탄소 배출에서 1.2% 정도를 차지하고 있습니다. 비율로는 엄청나게 많지 않은 것 같지만, 사실 작년에만 전 세계 이산화탄소 배출량이 374억톤에 달하기 때문에 1%만 되도 그 양은 적지 않습니다.

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암모니아는 수소 원자 3개와 질소 원자 한 개로 이뤄져 있습니다. 1910년 독일의 하버와 보쉬는 공기 중 질소를 이용해 암모니아를 생산하는 하버-보쉬 법의 특허를 받았고 이후 이 방법으로 암모니아의 대량 생산 시대가 열렸습니다. 그때부터 지금까지 암모니아의 가장 중요한 용도는 바로 화학 비료입니다. 늘어나는 식량 수요 때문에 암모니아 생산량도 계속해서 증가하는 추세입니다.

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암모니아 생산에 필요한 질소는 공기중에서 얻는다고 해도 수소는 그럴 수가 없기 때문에 천연가스 같은 화석 연료로부터 공급을 받습니다. 따라서 암모니아 생산이 늘수록 이산화탄소 배출량도 따라서 늘어날 수밖에 없는 구조입니다. 암모니아 자체는 화석 연료를 대체할 친환경 연료로 주목받고 있고 또 이를 분해해서 수소를 얻으면 수소 자체를 저장하는 것보다 비용이 저렴하다는 장점이 있지만, 현재 우리가 쓰는 암모니아는 화석 연료 기반의 그레이 암모니아 (gray ammonia)라는 문제점이 있습니다.

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그린 암모니아는 사실 에너지원만 있다면 만들기 어렵지 않습니다. 물을 전기 분해해 수소를 얻고 이를 대기 중 질소와 반응시키면 되기 때문입니다. 다만 이 과정에 드는 비용이 암모니아 자체보다 더 비싸다는 점이 문제입니다. 특히 소규모 파일럿 생산 시설에서 생산된 암모니아는 더 비쌀 것입니다. 결국 정부의 지원 없이는 경제성 확보가 어려운데 이 파일럿 공장은 덴마크 정부에서 1100만 유로의 자금을 지원받았습니다.

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앞으로 그린 암모니아 생산이 늘어날 수 있는지는 정책적인 지원에 따라 결정될 것으로 보입니다. 풍력과 태양광은 상황에 따라 남는 에너지가 꽤 많기 때문에 에너지가 남을 때 물을 전기 분해해 수소를 저장한 후 이를 원료로 암모니아를 생산하는 방법이 대안이 될 수 있을 것입니다. 앞으로 그린 암모니아 생산량이 크게 늘어날 수 있을지 주목됩니다.

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참고

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https://newatlas.com/energy/world-first-green-ammonia-plant-open-denmark/

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https://www.topsoe.com/press-releases/worlds-first-of-its-kind-green-ammonia-plant-inaugurated-by-skovgaard-energy-vestas-and-topsoe

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