석탄 대신 암모니아… 日 JERA, 세계 최대 ‘혼소 발전’으로 승부수 [카테고리 설정이 아직되어 있지 않습니다.] 일본이 석탄 화력발전소에서 ‘암모니아’를 함께 태우는 혼소 방식으로 탄소 배출을 줄이는 대규모 실증에 나섰다. 재생에너지 확대에 한계가 있는 상황에서 기존 화력발전을 완전히 없애기보다, 저탄소 연료를 섞어 단계적으로 감축하겠다는 전략이다.
20일(현지시각) 닛케이아시아에 따르면, 일본 최대 전력회사 제라(JERA)는 아이치현 헤키난시에 위치한 헤키난 화력발전소에 높이 40m 규모의 돔형 저장탱크 4기를 건설중이다. 완공되면 각 탱크는 용량 4만톤 규모의 액화 저탄소 암모니아를 저장하게 된다.
발전소 측은 발전용 암모니아 저장 기준으로 세계 최대 규모 라며 암모니아를 연료로 상업화하는 첫 사례가 될 것 이라고 밝혔다.
일본 최대 전력회사 JERA가 석탄 화력발전소에서 ‘암모니아’를 함께 태우는 혼소 방식으로 탄소 배출을 줄이는 대규모 실증에 나섰다./ 닛케이아시아 캡처
석탄 20% 암모니아로 대체… 세계 최대 저장탱크”
운영사인 제라(JERA)는 일본 최대 발전사로, 일본 전체 온실가스 배출량의 약 10%를 차지하는 최대 배출 기업이다.
제라는 2029 회계연도부터 4호기에서 석탄의 20%를 암모니아로 대체해 연소하는 상업운전을 시작할 계획이다. 이후 혼소 비율을 50%까지 확대하고, 장기적으로는 석탄을 완전히 대체하는 기술 개발을 목표로 하고 있다. 이를 위해 4호기의 버너 48개를 모두 암모니아 혼소가 가능하도록 교체했고, 새로운 공급 배관도 설치했다.
암모니아는 연소 시 이산화탄소(CO₂)를 배출하지 않는 것이 특징이다. 제라는 2024년 파일럿 실험에서 20% 혼소를 통해 배출량을 20% 줄이는 데 성공했다고 밝혔다.
화력발전, 갑자기 없앨 수 없다”
일본은 여전히 천연가스에 이어 석탄이 두 번째로 큰 전력원이며, 전체 전력의 약 30%를 차지한다. 2050년 탄소중립 목표를 달성하려면 석탄 발전의 탈탄소화가 필수적이다.
오쿠다 히사히데(Hisahide Okuda) 제라 사장은 화력발전을 갑자기 없애는 것은 현실적으로 불가능하다”며 재생에너지는 간헐성이 있어 완충 역할로서 화력이 필요하다”고 말했다. 그는 암모니아, 수소, 탄소포집저장(CCS) 등 다양한 옵션을 검토했지만, 암모니아가 가장 즉각적으로 활용 가능한 수단”이라고 설명했다.
일본 정부 역시 최근 전략적 에너지 계획에서 암모니아 연소 기술과 발전 프로젝트를 적극 지원하겠다고 밝혔다. 해외 시장 선점까지 염두에 둔 포석이다.
글로벌 시장에서도 암모니아 혼소 수요는 증가할 전망이다. 리스타드 에너지(Rystad Energy)에 따르면, 2040년 발전용 암모니아 수요는 연간 2000만~4000만톤에 이를 것으로 예상된다.
제라는 4호기 20% 혼소에 연간 50만톤의 암모니아가 필요하다고 추산한다. 이는 현재 일본 전체 암모니아 수요의 절반 수준이다. 회사는 미국의 저탄소 암모니아 생산 프로젝트인 블루포인트(Blue Point) 에서 물량을 확보할 계획이다. 제라는 40억달러(약 5조7000억원) 규모 이 사업의 지분 35%를 보유하고 있으며, 완공 시 연간 140만톤의 블루 암모니아 생산 능력을 갖출 예정이다. 블루 암모니아는 생산 과정에서 발생하는 탄소를 포집·저장한 저탄소 연료다.
석탄 연장 전략” 비판… 비용 부담도 변수
그러나 환경단체들은 암모니아 혼소가 석탄 발전 수명을 연장하는 방식이라며 비판하고 있다. 아시아 리서치 앤 인게이지먼트(Asia Research & Engagement)의 미라 코르디에(Mira Cordier) 연구 매니저는 발전용으로 쓰려면 막대한 양의 암모니아를 태워야 하는데, 이는 비효율적 이라며 블루 암모니아는 석탄보다 5배, 액화천연가스(LNG)보다 3배 비싸다 고 지적했다.
일본 정부는 이같은 고비용 구조를 깨기 위해 파격적인 지원책을 내놨다. 석탄발전소의 암모니아 전환을 유도하기 위해 장기 저탄소 전력 조달 경매를 도입했고, 제라에는 15년간 연료 가격 차이를 보전하는 보조금도 지원하기로 했다. 다만 일부 전문가들은 전체 석탄발전 설비 중 극히 일부만 감축 효과를 내면서도 보조금 예산의 상당 부분을 소모할 수 있다고 우려한다.
그럼에도 리스타드 에너지의 민 코이 레(Minh Khoi Le)는 암모니아 혼소는 단기적으로 석탄 발전의 배출을 줄일 수 있는 현실적 해법”이라며 일본은 재생에너지 확대 여지가 제한적이고, 데이터센터 등 신규 전력 수요도 증가하고 있어 다른 국가보다 암모니아 활용 필요성이 크다”고 분석했다.
일본의 암모니아 혼소 실험은 석탄 발전을 단계적으로 감축하려는 ‘과도기 전략’의 대표 사례로 평가된다.
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