정부는 암모니아 혼소(20%)발전을 2030년까지, 수소 혼소(30% 이상)발전을 2035년까지 상용화해 기존 석탄발전과 LNG발전을 대체하고 온실가스 배출을 획기적으로 감축할 계획이다.
산업통상자원부(장관 문승욱)는 11월16일 에너지산업실장 주재 한국전력, 발전공기업과 함께 ‘수소·암모니아 발전 실증추진단(이하 실증추진단)’을 발족했다.
이번 회의에서 석탄·LNG발전의 화석연료를 대체해 온실가스 배출을 줄이는 방안으로 지난 10월 확정·발표한 ‘2030 NDC 상향안’과 ‘2050 탄소중립 시나리오’에 반영된 수소·암모니아 발전기술 현황 및 추진계획 등이 논의됐다.
수소·암모니아 발전은 무탄소 연료인 수소와 암모니아를 기존 석탄발전기와 LNG발전기에 안정적으로 연소해 전력을 생산하는 기술로 발전설비, 송배전선로 등 기존 전력인프라를 활용해 온실가스를 감축시켜 탄소중립을 달성할 수 있는 방안이다.
암모니아는 석탄대체와 정비례해 온실가스 발생량이 저감되며 수소는 LNG 대체와 비례해 온실가스 발생량이 저감된다.
수소발전의 경우 미국은 바이든 정부 1조6,000억원의 수소기금 중 11%를 수소터빈발전 R&D에 배정했으며 일본은 2050년 탄소중립 비전을 선언하면서 2050년 수소소비 2,000만톤을 목표하고 있다.
또한 유럽 주요기업들은 LNG발전의 단계별 연료전환과 수소터빈 기술개발에 노력하고 있다. 지멘스의 경우 65~80MW급 수소혼소발전 실증평가를 완료했으며 최대 수소혼소율 40%를 보증하고 있다.
일본은 석탄, LNG, 연료전지 등 발전 전 분야에서 암모니아 연소기술에 대한 기초실증을 완료했으며 2024년까지 1GW급 석탄발전소 혼소실증을 완료할 계획이다.
미국과 유럽에서도 신재생에너지와 연계해 암모니아를 생산하고 내연기관 연료로도 활용할 수 있는 기술개발 및 실증을 추진 중이다.
수소·암모니아 혼소·전소 실증 적극 추진
우리나라도 지난 10월 발표한 ‘2030 NDC 상향안’에 2030년 암모니아발전을 총 발전량의 3.6%로 반영했으며 ‘2050 탄소중립 시나리오’에도 수소, 암모니아 등 무탄소 가스터빈발전이 2050년 총 발전량의 13.8~21.5%로 반영됐다.
실증추진단에는 산업부와 전력공기업과 함께 수소·암모니아의 생산·확보·운송·저장 등 전 단계에서 민간기업이 참여하며 2024년까지 ‘가스터빈 수소혼소 한계평가 및 연소 최적화 기술개발’, ‘Carbon-Free 친환경 암모니아 발전 기술개발’ 등을 완료할 계획이다. 실증추진단은 국내 석탄·LNG발전을 대상으로 수소·암모니아 혼소·전소발전 상용화에 속도를 낼 방침이다. 수소발전은 2028년까지 150WM급 50% 혼소실증을 완료하고 2035년에는 30% 이상 혼소를 상용화해 2040년에는 30~100% 혼소·전소를 목표하고 있다.
암모니아발전은 2027년까지 20% 혼소실증을 완료하고 2030년에는 전체 석탄발전 43기의 절반 이상인 24기에 20% 혼소발전을 적용해 상용화할 계획이다. 이에 따라 산업부는 석탄발전에 암모니아 혼소발전을 실질적으로 적용하기 위한 암모니아 저장시설을 2022년에 구축하고 친환경 인증제도를 통한 인센티브 부여 등 수소·암모니아 발전관련 법·제도 개선사항을 발굴해 지원키로 했다. 또한 수소·암모니아의 안정적 조달 등 에너지안보 제고를 위해 국제적 공급망 구축을 선도할 방침이다.
강경성 산업부 에너지산업실장은 “탄소중립시대에 전력산업은 과감한 사업재편이 필요하며 그동안 축적된 경험과 기술을 바탕으로 새로운 무탄소 전원에 대한 기술개발과 적용에 전력투구 해야 한다”라며 “최근 IEA보고서 등에 따르면 수소·암모니아 발전은 기존 발전설비자산과 관련인프라의 좌초자산을 최소화하고 재생에너지의 변동성에 대한 유연성을 제공하는 역할수행이 가능한 필수대안”이라고 밝혔다. 이어 “탄소중립은 선언이 아닌 실천이 중요하며 실증추진단을 통해 우리나라가 탄소중립으로 한발자국 더 나아가는 계기가 될 수 있도록 민·관이 함께 노력해주길 바란다”고 덧붙였다.
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