[발언대] 온실가스 감축은 무공해 암모니아 연료 개발로

(출처-조선일보 2015.12.15 강정민 핵공학박사·미 NRDC 연구위원)

195개국이 참가한 유엔 기후변화협약 당사국 총회에서 지난 12일 합의된 파리기후협정은 

저탄소 사회로 가는 중요한 출발점이면서, 전 세계 에너지 시장의 지각을 뒤흔드는 '게임 체인저' 역할을 

하게 될 것이다. 우리나라는 "2030년까지 온실가스 배출 예상치 대비 37%를 감축하겠다"는 

목표를 UN에 제출했지만, 감축 부담은 더 늘어날 것으로 예상된다.

대표적 온실가스인 이산화탄소(CO₂) 감축을 위해 에너지 효율화 증대만으론 부족하다. 

전력 생산에서 신재생에너지 및 원자력 비중을 확대하는 동시에 수송 분야에서 CO₂를 내뿜지 않는 

전기 또는 다른 대체 연료 사용을 확대해야 한다.

전력 생산과 수송 분야에서 CO₂ 발생을 획기적으로 줄이는 두 마리 토끼를 잡는 흥미로운 방안이 있다. 

CO₂의 많은 부분이 자동차 연료에서 발생한다. 가솔린이나 디젤이 주로 자동차 연료로 쓰이기 때문이다. 

자동차 연료가 배출하는 CO₂ 문제를 해결하기 위한 방안으로 전기자동차가 거론되고 있지만, 전기자동차는 아직 

기술적으로 덜 성숙되고 비싸다는 단점이 있다. 

게다가 전기자동차에 공급할 전력 생산을 위해 화석연료를 사용하면 CO₂ 대량 방출을 피할 수 없다.

질소 원자(N) 하나와 수소 원자(H) 셋으로 구성된 암모니아(NH₃)는 

연소 시 질소(N₂)와 물(H₂O)만 발생시킬 뿐 CO₂는 나오지 않는다. 

암모니아 연료 불완전 연소 시 발생하는 낙스(NOx)는 선별적 촉매 환원 장치에 의해 질소와 물로 분해된다. 

암모니아 연료 자동차의 작동 원리는 기존의 내연기관 자동차와 거의 유사하다.

지금이라도 대부분의 가솔린 자동차는 90% 가솔린과 10% 암모니아를 연료로 사용이 가능하다. 

해외에서는 이미 30여년 전부터 암모니아 연료 자동차 개발에 많은 투자를 해왔다. 

국내에서도 2013년 5월 한국에너지기술연구원이 70% 암모니아와 30% 가솔린을 연료로 사용하는 암모니아 연료 자동차를 

최초로 개발한 바 있다. 100% 암모니아 연료를 사용하는 자동차도 수년 내에 개발 가능할 전망이다.

암모니아는 공기와 물만으로 만들기 때문에 석유 한 방울 나지 않는 우리나라의 에너지 안보에도 기여할 수 있다. 

현재 암모니아 생산은 하버-보슈법으로 천연가스 또는 석탄을 이용하여 생산하는데, 

이 방법으로 생산된 암모니아를 연료로 사용하면 가솔린에 비해 40~50% 이상 비싸다. 

그렇지만 전기화학적 생산 방법을 적용하면 암모니아 연료의 경제성이 가솔린에 비해 유리해질 수 있다. 

이 방법은 현재 실험실 규모의 개발에 성공했으며 수년 내에 상용화될 수 있다. 

이에 드는 전력은 원자력 또는 신재생에너지로 공급할 수 있다.

암모니아 연료 취급에 따른 안전 문제를 우려하는 시각도 있다. 

그러나 각종 보고서에 따르면 암모니아는 공기보다 가벼워 누출될 경우 신속히 소멸하므로 가솔린이나 프로판가스보다  

안전하다. 게다가 암모니아는 10기압 정도에서 쉽게 액화되기 때문에 저장 및 이송이 용이하며, LPG(액화천연가스) 보급 

인프라에 그대로 적용할 수도 있다.

암모니아 연료는 석유 및 가스 자원이 없는 우리나라의 에너지 안보를 위해, 그리고 기후변화의 주요 원인인 

CO₂ 발생의 획기적인 절감을 위해 파리기후협약 이후 신기후 체제 대응에 최적의 에너지원이다.

암모니아_가솔린 연료車 시험운전 성공(매일경제 2013.05.28) 관련기사 바로 보기