암모니아만으로도 배 차 비행기 가게 하는 친환경 연료
완전연소 시 이산화탄소가 전혀 나오지 않아 가장 순수해
탄소중립 시대에 암모니아는 완전연소 시 이산화탄소가 전혀 나오지 않아 가장 순수한 친환경 연료로 적합하다. 암모니아 엔진이 여기 저기서 개발, 실용화 단계에 있다.
암모니아 연소기술 개발이 활발한 데는 화력발전소와 선박계통이다. 특히 해운업계는 선박이 대량의 연료를 사용하므로 탄소를 많이 배출하여 탄소배출권 패널티를 많이 물게 생겼기 때문이다.
현존 기술로 선박이나 자동차 등 기존 내연기관의 엔진 개조 시 암모니아는 바로 연료가 될 수 있다. 한국에너지기술연구원이 가솔린 엔진을 개조한 암모니아 엔진을 개발한 적이 있는데, 이 엔진을 넣은 자동차로 시속 60~80㎞ 시험 주행에 성공하기도 했다.
현대중공업 STX엔진 등 내로라하는 글로벌 전문엔진 기업 또는 조선소에서는 암모니아 연료추진 엔진의 개발과 테스트 베드 완료를 목표로 연구에 매진하고 있다. 기존 엔진의 개조는 물론 암모니아와 다른 연료와의 혼합물을 사용하는 이중 연료 엔진 및 순수 암모니아만을 사용하는 엔진 등 다양한 모델들이 개발 중이다.
수 삼년 후 우리는 암모니아로 가는 배와 자동차를 볼 수 있을 기대치가 높다. 지구를 피폐하게 하는 탄소의 배출이 전혀 없는 배와 자동차. 꿈만 같다.
한편 암모니아 엔진으로 가는 트럭이 열심히 상용화 중이다. 미국 뉴욕 브루클린에 있는 뉴욕시의 스타트업 업체인 아모지. 창업 멤버 4명은 모두 한국인이다.
이들은 암모니아를 수소로 전환해 전지에 주입하는 시스템 개발에 매달렸다. 배송 비용이 너무 비싸서 생산지에서 충전소까지 옮기는 과정에서 가격이 약 20배까지 뛰는 기존 수소전지 단점을 보완할 수 있는 시스템에 주목한 것이다.
아모지는 2021년 7월 세계 최초로 암모니아 기반 수소전지를 장착한 드론(무인기) 비행에 성공했고 이듬해에는 한 농장에서 비료(암모니아)를 주입해 트랙터를 움직였다. 올해에는 대형 트럭 주행으로 에너지 출력을 더 높였고 현재 선박용 전지를 개발 중이다. 모두 세계 최초다.
우리 정부는 지난 2020년 10월 ‘2050 탄소중립’을 선언하고 추진에 열심이다. 2021년 기준 현재 우리나라의 국가 온실가스 총 배출량은 세계 11위에 달한다. 이 배출량의 99% 이상이 화석연료를 불태워 생겨나는 ‘연료 연소’에 의한 배출이다. 다양한 연소 기술 분야의 혁신이 있어야만 탄소중립 이행이 가능하다는 것은 과언이 아니다.
암모니아는 장기적으로 수소 운반체, 이른바 ‘수소 캐리어’로써 수소경제를 견인할 수 있고, 단기적으로는 연료 암모니아 연소를 통해 직접적으로 탄소 배출 저감에 기여할 수 있는 신에너지다. 적극적인 국가 연구 개발과 기업들의 참여를 통해 목표로 했던 탄소중립이 비교적 단기간에 성과를 볼 수 있기를 기대해 본다.