개요
본 이슈페이퍼는 호주에서 수소를 들여올 때 드는 비용을 가치사슬별로 분석했다. 가치사슬은 ‘변환-해상운송-저장-재변환-내륙운송’으로 구분되는데, 그린수소를 암모니아와 액화수소 형태로 각각 들여올 때 단계별로 비용과 온실가스 배출량이 얼마나 되는지 추정했다.
내용
탄소중립을 위해 그린수소의 역할이 부각되고 있다. 그린수소는 탈탄소화가 어려운 산업부문에서 대체 연∙원료로 활용될 수 있다. 그러나 한국의 연간 그린수소 생산 잠재량은 0.2EJ로, 호주(520~598EJ)나 미국(213~385EJ)에 훨씬 못 미친다. 한국은 대표적인 수소 수입국으로 분류되며, 2050년 그린수소의 80%를 수입에 의존할 것으로 보인다. 따라서 해외 그린수소를 도입할 때 가치사슬별 비용 구조와 온실가스 배출량을 파악하는 것은 수소 경제 밑그림을 그릴 때 가장 필수적인 과정이다.
- 현재기술 수준에서 그린수소를 가장 저렴하게 들여오는 방법은 ‘암모니아를 LNG 액화수소로 수입해 온 다음 전기차로 수요지까지 운송해 암모니아로 활용하는 것’이다.
- 현재기술 수준에서 온실가스 배출량이 가장 적은 그린수소 도입 경로는 ‘암모니아를 암모니아 추진선박으로 들여와 전기차로 수요지까지 운송해 암모니아로 활용하는 것’이다.
- (변환 단계) 암모니아 vs. 액화수소
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- 암모니아는 액화수소보다 밀도가 높아 같은 크기의 용기에 약 1.8배 더 많은 수소를 저장할 수 있다. 또 기화율이 낮아 손실도 적다.
- (해상운송) LNG 추진선박 vs. 암모니아 추진선박
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- 암모니아 추진선박은 무탄소라는 큰 장점에도 불구하고, 가격 경쟁력 면에서 LNG 추진선박에 밀린다.
- (저장) 저장기간은 짧게
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- 저장기간이 60일에서 180일로 3배 늘면, 비용은 최대 3.7배, 배출량은 최대 16배가 된다.
- (재변환) 암모니아의 약점이 여기에
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- 암모니아를 기체수소로 분해(크래킹)할 때는 액화수소를 기화하는 것보다 더 많은 에너지가 든다.
- (내륙운송) 전기차 vs. 내연기관차
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- 내륙운송에선 이미 전기차가 내연기관차보다 저렴하다. 단, 기체수소는 현재기술 수준에서 운송거리가 37km를 넘으면, 차량보단 배관망으로 운송하는 게 더 저렴하다.
- 암모니아 크래킹 기술 투자 확대
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- 대부분의 그린수소 도입 가치사슬에서 암모니아는 액화수소보다 경쟁력을 갖는다. 그러나 암모니아를 그대로 활용하지 않고, 수소로 재변환(크래킹)하게 되면 이 과정에서 많은 비용과 배출량이 발생한다. 크래킹 공정의 에너지 효율 개선을 위한 기술 투자가 이뤄져야 한다.
- 저장설비 대형화와 기화 감축
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- 수소는 저장기간이 늘수록 기화한 수소를 처리하기 위해 비용과 배출량이 급증한다. 저장기간에 따른 리스크를 줄이기 위해 설비를 키우고, 기화를 줄이기 위한 R&D를 확대해야 한다.
- 운송 단계 탄소가격 내재화
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- 암모니아 추진선박은 화석연료 추진선박에 비해 경제성이 현저히 떨어진다. 충분히 높은 수준(2040년 기준 약 USD 255 ~ 267/tCO2)의 탄소가격이 책정된다면 암모니아 선박도 경제성을 확보할 수 있다.
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