(14) 수소·암모니아 기반 에너지 생산

온실가스 감축

한국형 녹색분류체계 경제활동 해설서

활동의 정의

수소·암모니아 연소 또는 연료전지를 활용한 무공해 에너지 발전을 위한 설비를 구축·운영하는 경제활동이다.

범주

해당 경제활동에는 전력, 열 중 하나 이상을 생산, 공급하기 위하여 (1) 수소 또는 (2) 암모니아, (3) 수소-암모니아혼소를 이용하여 발전설비, 열병합 발전설비, 열 생산설비를 구축·운영하는 활동이 포함되며 수소 및 암모니아 이외타 연료와의 혼소를 통해 에너지를 생산하는 활동은 제외된다.동일 사업장에서 액화천연가스(LNG) 등 화석연료를 개질(ATR, SMR 등)하여 수소를 생산한 후 해당 수소를 연료로전기 또는 열을 생산하는 경우 본 경제활동에 해당하지 않으며,관련 기준 준수 여부에 따라 수소를 제조하는 경우는 ‘전환부문-1-나-(1) 블루수소 제조’ 경제활동에, 화석연료 기반개질 수소로 발전하는 경우는 ‘전환부문-1-나-(2) 액화천연가스 및 혼합가스 기반 에너지생산’ 경제활동에 포함될수 있다.

활동기준 판단 방법

해당 경제활동이 수소 또는 암모니아를 이용하여 전력 또는 열을 생산하기 위한 발전설비, 열병합 발전설비, 열 생산설비를 구축·운영하는 활동인지 여부를 사업계획서, 공정도, 설비 명세서 등 관련 자료를 통해 판단하여야 한다.

STEP ① 생산 대상 확인: 해당 사업이 수소 또는 암모니아를 이용하여 전력 또는 열을 생산하는 지 확인

- 수소를 연료로 활용하여 전력을 생산하는 경우 해당
- 암모니아를 연료로 활용하여 전력을 생산하는 경우 해당
- 동일 사업장에서 액화천연가스(LNG) 등 화석연료를 개질(ATR, SMR 등)하여 수소를 생산한 후 해당 수소를

연료로 전기 또는 열을 생산하는 경우 해당하지 않음

STEP ② 설비 구축·운영 여부 확인: 다음과 같은 설비를 구축·운영하는지 확인

- (예시) 수소·암모니아 전용 가스터빈 구축·운영 등

주요 용어

수소 기반 에너지 생산

수소 기반 에너지 생산은 직접 가스터빈 연소를 통해 생산하는 방법과 연료전지를 통해 생산하는 방법이 대표적이다.수소터빈의 경우 기존 연료인 액화천연가스(LNG)를 대신하여 수소를 사용해 운영하는 가스터빈으로, 현재는 연료로LNG를 사용하지만 앞으로 수소와 LNG의 혼소를 통한 발전을 거쳐 궁극적으로는 수소의 전소로 가동되는 발전용터빈을 위한 기술개발이 이루어지고 있다.26)한편, 수소연료전지의 경우 물을 전기분해 하면 산소와 수소로 분해되는데, 수소연료전지는 이 과정을 반대로 하여 수소와 산소를 결합시키는 방법으로 전기를 일으킨다. 발전 효율이 높고 소음이 적어 도심지에 소규모로도 설치가 가능하기 때문에 친환경 분산전원으로 주목받고 있다.

<그림> 수소연료전지

암모니아 기반 에너지 생산

암모니아 기반 에너지 생산도 수소와 마찬가지로 직접 가스터빈 연소를 통해 생산하는 방법과 연료전지를 통해 생산하는 기술이 연구개발 되고 있다. 가스터빈의 경우 암모니아가 기존 가스터빈 연료인 액화천연가스 대비 연소 속도가낮고 발열량도 약 50% 정도에 불과하기 때문에 이러한 암모니아의 한계를 극복하기 위해 분해기를 통해 암모니아를수소, 질소 가스로 분해한 후 연소해 가스터빈을 구동하는 방식이 개발되고 있다.

<그림> 암모니아 기반 에너지 생산

한편, 연료전지의 경우에도 암모니아를 연료로 직접 사용하는 고체산화물 연료전지(SOFC, Solid Oxide Fuel27)Cell)가 개발되고 있으며, SOFC 발전시스템이 갖는 고효율 특성과 암모니아 연료가 갖는 저장능력 및 이동용이성을 동시에 만족하는 차세대 발전 기술이다.

26수소를 산화시킬 때 발생하는 에너지를 전기로 변환시키는 장치
27산소 또는 수소 이온을 투과시킬 수 있는 고체산화물을 전해질로 사용하는 연료전지로써 암모니아 등 다양한 연료의 사용이 가능해 분산발전, 건물용 등 적용 분야가 다양함