탄소중립 실현을 위해 탄소배출 규제가 세계적인 과제로 떠오른 가운데 그 해법으로 '수소'가 제시되고 있다. 특히 기업들은 '수소 경제' 체제 구축을 위해 '암모니아' 기술에 투자하는 등 적극 나서고 있다.

28일 석화업계에 따르면 암모니아는 청정수소를 적정 가격에 사용할 수 있게 해주는 대안으로 여겨지고 있다. 수소는 탄소 배출이 없는 친환경 물질이면서도 무게 당 에너지 효율이 크다는 장점을 갖추고 있어 차세대 연료로 꼽힌다. 다만 수소는 상온에서는 기체로 존재하기에 에너지 밀도가 낮고, 저장과 운반이 어렵다는 단점이 있어 널리 상용화되기에는 무리가 있다는 지적이 따른다. 부피를 기준으로 따지면 1m³당 에너지 밀도는 3kWh로 메테인의 3분의 1 수준에 그친다.

결국 수소를 저장하고 운송할 때 부피를 줄이는 게 관건인데 암모니아가 그 역할을 해줄 수 있을 것으로 보고 있다.

암모니아는 수소 원자 3개와 질소 원자 1개의 화합물로 고온에서 암모니아를 '크래킹(분해)'하면 수소를 얻을 수 있다. 기체 상태 그대로인 수소를 운반하기 위해서는 액화 과정이 필요한데 이를 위해 영하 253℃를 유지해야 한다. 이에 반해 암모니아는 영하 33℃ 이하만 유지하면 된다. 액화 수소를 만들어서 운반하는 것보다 비용적인 측면에서도 저렴하다고 알려져 있다.

기업들도 암모니아를 통한 수소 경제 생태계 구축에 관심이 많다. 안정적인 청정 수소·암모니아 공급물량을 확보하는 것이 관건인 만큼 해외 유수 기업들과 합종연횡을 서두르는 모습이다.

롯데그룹 화학군의 경우는 2030년까지 120만t 규모의 청정 수소를 생산하고 이를 유통·활용한다는 계획을 가지고 있다.

롯데케미칼은 지난달 글로벌 암모니아 생산기업인 미국 CF인더스트리스와 미국 내 청정 암모니아 사업을 위해 손 잡았다. 탄소포집기술(CCS)을 적용해 청정 암모니아를 생산하고 이를 한국으로 공급해 전력 발전용, 암모니아 사용 선박에 공급하는 벙커링 등으로 활용 방안을 모색하는 중이다.

앞서 2022년에는 롯데정밀화학이 세계 최초로 상업 생산된 청정(블루) 암모니아를 수입하기 위해 사우디아라비아 리야드에서 사빅, 마덴과 각 2만5000t의 청정 암모니아 수입 계약 계약을 맺은 바 있다. 말레이시아 사라왁에서는 글로벌 청정 수소·암모니아 생산 프로젝트를 진행 중이다.

또한 롯데케미칼은 이토추·스미토모·미쓰비시 등 일본 상사들과 인프라 네트워크를 확대해 글로벌 수소·암모니아 유통망 확대까지 염두에 두고 계획을 실행에 옮기고 있다.

SK이노베이션은 추가 투자를 통해 암모니아 생태계 구축에 힘쓰고 있는 기업이다. 지난해 투자한 암모니아 기반 수소 연료전지 시스템 전문기업 아모지(Amogy)에 5000만달러(약 654억원)를 추가 투자했다. 아모지는 2020년 11월 설립된 회사로 암모니아를 연료전지 연료로 주입해 탄소배출 없이 동력을 발생시키는 기술을 보유하고 있다.

고려아연도 아모지에 고려아연은 3000만달러를 투자하며 암모니아 핵심기술 투자에 참여했다. 고려아연은 앞으로 호주에서 생산된 액화 암모니아를 해상 운송으로 국내에 들여올 때 아모지 기술을 적용할 계획이다.

업계에서는 기업이 나름대로 프로젝트와 투자를 통해 암모니아 생태계를 구축하더라도 정부의 지원 없이는 속도를 내기 어렵다는 입장이다. 이에 산업부는 국가 연구개발(R&D)을 통해 2025년까지 가스터빈-수소 50% 혼소, 석탄-암모니아 20% 혼소 기술개발을 완료한다. 장기적으로는 수소 100% 전소터빈과 암모니아 50% 혼소 기술개발을 지원할 계획이다. 이 밖에도 기업들은 인수기지, 배관 등 정부 주도의 인프라 구축은 물론 관련 사업 예타면제·간소화 등이 필요하다고 정부에 건의 중이다.