정부가 석탄 발전과 액화천연가스 발전을 대체하기 위해 수소·암모니아 혼소 발전 상용화를 추진한다.

오는 2030년까지 암모니아 혼소(20%) 발전, 2035년까지 수소 혼소(30%) 발전을 상용화해 온실가스 배출량을 확 줄인다는 계획이다.

산업통상자원부는 16일 에너지산업실장 주재로 한국전력, 발전공기업과 함께 ‘수소·암모니아 발전 실증 추진단’을 발족했다고 밝혔다.

이날 회의에서는 석탄·LNG 발전의 화석연료를 대체해 온실가스(CO2) 배출을 줄이는 방안으로, 지난달 확정·발표한 ‘2030 NDC 상향안’과 ‘2050 탄소중립 시나리오’에 반영된 수소·암모니아 발전기술 현황 및 추진계획 등을 논의했다.

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

암모니아는 석탄 대체와 정비례해 온실가스 발생량이 저감되며, 수소는 LNG 대체와 비례해 온실가스 발생량이 저감된다.

수소 발전의 경우 미국은 바이든 정부가 1조 6000억 원의 수소기금 중 11%를 수소 터빈발전 R&D에 배정했고, 일본은 2050년 탄소중립 비전을 선언하면서 2050년 수소 소비 2000만 톤을 목표로 하고 있으며, 유럽 주요 기업들은 LNG 발전의 단계별 연료전환과 수소터빈 기술개발에 노력하고 있다.

암모니아 발전은 일본의 경우 발전 전 분야(석탄, LNG, 연료전지)에서 암모니아 연소기술에 대한 기초 실증을 마치고 2024년까지 1GW급 석탄발전소 혼소 실증을 완료할 계획이다.

미국과 유럽에서도 신재생에너지와 연계해 암모니아를 생산하고 내연기관 연료로 활용할 수 있는 기술개발 및 실증을 추진 중이다.

우리나라도 지난달 발표한 ‘2030년 NDC 상향안’에 2030년 암모니아 발전을 총 발전량의 3.6%(22.1TWh)로 반영했으며, ‘2050 탄소중립 시나리오’에도 무탄소(수소·암모니아) 가스터빈 발전이 2050년 총 발전량의 13.8~21.5%로 반영됐다.

‘수소·암모니아 발전 실증 추진단’에는 산업부 및 전력공기업과 함께 수소·암모니아의 생산·확보-운송-저장 전 단계에서 민간기업이 참여하고, 2024년까지 ‘가스터빈 수소 혼소 한계평가 및 연소 최적화 기술개발’, ‘Carbon-Free 친환경 암모니아 발전 기술개발’ R&D를 완료할 예정이다. 아울러, 국내 석탄·LNG발전을 대상으로 수소·암모니아 혼소·전소 발전 상용화에 속도를 낼 계획이다.


수소 발전은 2028년까지 150MW급 50% 혼소 실증을 완료하고, 2035년에는 30% 이상 혼소를 상용화해 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 내년에 구축하고, 친환경 인증제도를 통한 인센티브 부여 등 수소·암모니아 발전 관련 법·제도 개선사항을 찾아 지원하기로 했으며, 수소·암모니아의 안정적 조달 등 에너지 안보를 높이기 위해 국제적 공급망 구축을 선도할 계획이다.

강경성 산업부 에너지산업실장은 “탄소중립 시대에 전력산업은 과감한 사업재편이 필요하며, 그동안 축적된 경험과 기술을 바탕으로 새로운 무탄소 전원에 대한 기술개발과 적용에 전력투구해야 한다”고 강조했다.

이어 “최근 IEA보고서 등에 따르면 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 밝혔다.

아울러 “탄소중립은 선언이 아닌 실천이 중요하며, 수소·암모니아 발전 실증 추진단을 통해 우리나라가 탄소중립으로 한 발자국 더 나아가는 계기가 될 수 있도록 민관이 함께 노력해 주길 바란다”고 당부했다.