비료생산에서 암모니아 친환경수소 생산까지

정석용

㈜원익머트리얼즈 가스LAB팀장

1956년 대한민국 최초의 비료 생산지인 충주비료공장. 아직도 60세 이상 되는 분들은 충주하면 비료공장을 떠올린다.

그만큼 비료공장이 당시 충주뿐만 아니라 대한민국 경제성장의 상징이었던 셈이다. 그렇다면 미래 우리의 새로운 경제 상징은 무엇이 될까.

나는 친환경 수소에 한 표를 던지고 싶다.

왜 갑자기 비료공장 이야기로 시작했는가 하면, 비료의 주성분인 질소가 그린수소 생산의 주원료로 주목받고 있는 암모니아로 연결되기 때문이다.

㈜원익머트리얼즈가 충주에서 암모니아를 활용한 친환경 수소생산에 나선 것이 묘한 인연이라고 생각되는 것도 힘아리 없는 생각만은 아닌 셈이다.

암모니아라고 하면 아직도 지저분한 화장실 풍경을 떠올리며 눈살을 찌푸리는 사람이 적지 않다.

우리의 편견과 달리 오늘날 암모니아는 탄소가 포함되지 않은 무기 수소화물 중에서 가장 많은 수소(17.6wt%)를 함유하고 있는 친환경 연료로 각광받고 있다.

특히 상온·저압에서 액상 상태를 유지하는 안정성으로 운송과 저장에 있어서도 탁월한 장점을 지녀 그린수소산업에 빼놓을 수 없는 주역이다.

다만 현재로서 아쉬운 한 가지는 전세계적으로 암모니아를 추출하는 과정에서 화석연료를 필요로 한다는 점이다.

최근 태양력·풍력 등의 재생에너지를 통해 암모니아를 합성하는 방식이 개발 중이라 곧 '그린 암모니아'라는 새로운 국면을 맞을 것이라 기대되고 있다.

그렇다면 국내의 상황은 어떨까.

대한민국은 그린 암모니아를 에너지화할 수 있는 효율적인 수소화 기술개발에 박차를 가하고 있다.

그리고 해당 분야에서 성공의 열쇠를 쥐고 있는 것은 충주에서 첫 발을 뗀 '그린수소산업 규제자유특구'(이하 특구)에 참여 중인 원익머트리얼즈의 '암모니아의 수소화 실증사업'에 있다고 감히 자신해 본다.

원익머트리얼즈 주관으로 시행되는 '암모니아의 수소화 실증사업'에는 원익홀딩스, ㈜한화, 디엘, 충북테크노파크 등 쟁쟁한 기관들이 특구사업자로 참여하고 한국가스안전공사, 미래기준연구소 등이 안전기준 확보를 위한 용역 기관으로 함께 한다.

본 사업은 주로 비료 원료로 사용해 온 암모니아를 이용해 그린수소를 추출하는 상용시스템을 개발하는 것이다.

액상의 암모니아를 기화시킨 후 수소와 질소 분자를 분해하는 과정에서 이산화탄소가 전혀 발생하지 않아 친환경성과 경제성을 확보가 가능하다.

또한 그동안 불분명했던 국내 안전 규정과 상세 기술기준을 명확히 해 암모니아 수소생산 상용화를 앞당길 것이다.

아무런 규제없이 자유롭게 사업을 추진할 수 있다는 특구의 강점을 적극 활용해 △신기술 기반사업 추진 △수소 제조 시스템의 안전성 검증 및 운영 노하우 확보 △생산수소 활용방안 모색 등 다양한 줄기로 뻗어나갈 긍정적인 가능성도 갖추고 있다.

무엇보다 세계 최초의 0.5톤 사용급 암모니아 기반 수소추출기 원천 기술을 확보하고 국산화에 성공한다면 바이오 그린수소 글로벌 시장을 선점할 것으로 보인다.

다양한 분야에서 이른바 '패러다임의 전환'이 가속화되고 있는 시기에 충주시는 내륙지역의 수소 메카 건설을 목표로 부단한 여정을 이어오며, 최근 주목받을 만한 행보를 보여줬다.

'중부내륙 신산업도시'로 재탄생하기 위한 노력이 첩첩이 쌓여 이제는 '수소경제 중심도시'를 향해 가는 모양새다.

암모니아 수소생산 실증 연구가 이러한 충주의 앞날에 날개가 되어줄 것이다.