수소 발전 vs 암모니아 발전
둘 다 탈탄소 전원 후보인데, 왜 시장은 다르게 볼까
수소 발전과 암모니아 발전은 겉으로 보면 비슷해 보입니다. 둘 다 석탄과 천연가스를 줄이고, 전기를 안정적으로 공급할 수 있는 차세대 분자 연료 발전으로 이야기되기 때문입니다. 그런데 실제 산업 현장이나 투자 관점에서는 둘을 같은 방식으로 보면 안 됩니다. 수소 발전은 발전기 안에서 더 직접적인 연료이고, 암모니아 발전은 저장·운송과 기존 설비 활용 측면에서 더 현실적인 연료에 가깝습니다.¹²³
수소 발전은 말 그대로 수소를 써서 전기를 만드는 방식입니다. 장기적으로는 수소를 가스터빈에 태우거나 연료전지에 넣어 전기를 만드는 그림이 가장 많이 거론됩니다. 이 방식의 가장 큰 장점은 발전기 안에서는 구조가 더 단순하다는 점입니다. 암모니아처럼 별도의 분해 과정을 거치지 않아도 되고, 연료 자체가 곧 발전용 에너지원이 되기 때문입니다. 이런 이유로 수소 발전은 재생에너지 비중이 높아졌을 때 부족해지는 시간대를 메워줄 청정 백업 전원으로 자주 언급됩니다.⁴⁵
암모니아 발전은 암모니아를 직접 태우거나, 기존 화력발전 설비에 혼소해 전기를 생산하는 방식입니다. 여기서 중요한 포인트는 암모니아가 단순히 “수소를 담아 나르는 그릇”만은 아니라는 점입니다. 암모니아는 자체적으로도 연료가 될 수 있고, 특히 대규모 국제 운송과 저장이 상대적으로 쉽다는 장점이 있습니다. 그래서 발전소 입장에서는 수소보다 암모니아가 먼저 상업화되기 좋은 조건을 갖는 경우가 많습니다. McKinsey는 암모니아를 비료 원료이면서 동시에 청정 연료, 그리고 수소 캐리어로 설명하고 있고, Reuters는 일본 JERA가 대형 석탄발전기에서 암모니아 20% 혼소 실증을 진행했다고 전했습니다.³⁴⁶
발전소 내부만 놓고 보면 수소 발전이 더 직선적입니다. 수소는 연료를 다시 바꿀 필요 없이 바로 가스터빈이나 연료전지에 투입할 수 있기 때문입니다. 그래서 장기적으로는 “더 궁극적인 형태의 청정 화력발전”에 가깝습니다. 반면 암모니아 발전은 현재 기준으로는 대체로 암모니아를 그대로 연소하거나 석탄과 섞어 태우는 방식이 중심입니다. 즉, 발전기 안에서 암모니아를 전부 수소로 바꿔서 태우는 게 아니라, 암모니아 직접연소 또는 혼소가 상업화에 더 가까운 경로입니다.²⁶
그런데 암모니아 발전이 더 현실적이라는 말은 발전기 밖으로 나오면 이해가 됩니다. 수소는 저장과 운송이 어렵습니다. 반면 암모니아는 액체 형태로 비교적 다루기 쉬워서 항만, 저장탱크, 해상운송 기반의 국제 공급망을 만들기에 더 유리합니다. 결국 수소는 발전소 안에서 더 이상적이고, 암모니아는 발전소까지 가져오는 과정에서 더 현실적이라는 뜻입니다.³⁴
기존 설비 활용 측면도 큰 차이입니다. 수소 발전은 장기적으로 의미가 크지만, 기존 가스발전 설비를 수소용으로 바꾸는 과정이 필요합니다. 반면 암모니아 발전은 특히 아시아에서 기존 석탄발전 설비를 혼소 방식으로 활용할 수 있다는 점 때문에 빠르게 주목받았습니다. 일본 JERA의 실증은 “완전히 새로운 발전원”이라기보다 “기존 화석연료 자산의 단계적 전환”이라는 점에서 의미가 있습니다.²⁶
경제성은 지금 시점에서 둘 다 아직 정책 의존도가 높습니다. 다만 상업화 방식은 조금 다릅니다. 수소 발전은 장기적으로 재생에너지 보완과 전력 시스템 안정화 측면에서 매력이 크지만, 연료 공급망과 발전설비 전환까지 포함하면 초기 비용 부담이 큽니다. 반면 암모니아 발전은 연료 자체가 저렴하다는 뜻은 아니지만, 혼소라는 우회 경로가 있기 때문에 프로젝트 구조를 만들기 더 쉬운 편입니다. McKinsey는 clean hydrogen 확대에 적극적 정책과 인프라가 필요하다고 봤고, Reuters는 독일이 수소 전환형 가스발전소 지원 계획을 내놨다고 보도했습니다.¹³⁵
탄소 감축 관점에서는 이름만 보고 판단하면 안 됩니다. 수소든 암모니아든 무엇으로 만들었는지가 중요합니다. 화석연료 기반 수소나 암모니아라면 생산 단계 배출이 남고, 암모니아 혼소는 석탄을 일부 대체하는 방식이라 감축 효과는 있지만 발전소 전체를 완전히 무탄소로 바꾸는 것은 아닙니다. Reuters는 JERA의 20% 암모니아 혼소 실증 결과 질소산화물은 변하지 않았고 황산화물은 20% 줄었으며, 동시에 비판론자들은 이런 방식이 석탄발전 수명을 늘릴 수 있다고 지적했다고 전했습니다.²⁶
투자에서는 기술 우열보다 상업화 경로의 현실성이 더 중요합니다. 수소 발전을 볼 때는 수소 공급망, 발전소 개조, 정책 지원, 전력시장 구조를 함께 봐야 합니다. 암모니아 발전을 볼 때는 혼소 비율, 수입 인프라, 장기 연료조달, 기존 석탄자산 활용 여부가 핵심입니다. 다시 말해 수소 발전은 “장기 본류”에 가깝고, 암모니아 발전은 “단기 상업화”에 더 가깝습니다.¹²³
결론
한 문장으로 정리하면 이렇습니다.
**수소 발전은 발전기 안에서 더 직접적이고 장기적으로는 더 본류에 가까운 전원이며, 암모니아 발전은 저장·운송과 기존 석탄설비 활용 측면에서 더 현실적인 과도기 전원입니다.**¹²³
조금 더 쉽게 말하면, 수소 발전은 “이상적인 최종 형태”에 가깝고, 암모니아 발전은 “지금 당장 움직일 수 있는 현실적인 형태”에 가깝습니다. 그래서 시장은 둘 중 하나만 고르는 게 아니라, 시간축을 달리해서 두 기술을 함께 보고 있는 것에 가깝습니다.¹³
각주
- Global Energy Perspective 2023: Hydrogen outlook
- JERA ends ammonia co-firing trial at coal power station with positive results
- Germany agrees subsidy plans for hydrogen-ready gas power plants
- What is hydrogen energy?
- German utilities plan to bid for new power station capacity
- JERA to conduct trial of co-firing ammonia at coal power plant from March to June
