[에너지 - 수소 #10] IRENA Innovation Outlook Ammonia 2022 - 제2장 암모니아 생산 및 기술, 비용 현황 - 석탄 기반 암모니아 생산

기술 및 생산 공정

• 석탄 기반 암모니아 공정은 석탄에서 생산한 수소를 공기 내 질소와 혼합하는 방법임
• 수소 생산을 위해 석탄을 합성가스(합성가스)로 전환한 후 불순물과 독극물을 제거하는 전처리를 거쳐 일산화탄소(CO), 수소(H2) 및 이산화탄소(CO2) 혼합가스를 생성함
• 합성가스는 부분 산화와 고온(공정 및 공급원료에 따라 800~1,800°C)에서 증기 처리를 결합한 석탄 가스화 공정과정을 거침
• 석탄 공급원료는 불순물과 독극물을 제거하기 위해 상당한 전처리가 필요
• CO는 물-기체 전환반응을 통해 CO2로 전환되고 CO2는 이후 혼합물에서 제거됨
• 질소(N2)를 제공하기 위해 공기를 추가됨
• 생성된 H2와 N2의 혼합물은 암모니아 합성 공정을 생성됨
• 평균적으로 석탄 기반 암모니아는 암모니아 톤당 약 4톤의 CO2가 생성됨

 

 

비용

• 석탄 기반 암모니아 플랜트의 자본 집약도는 연간 암모니아 용량이 630kt인 플랜트의 경우 연간 암모니아 용량 톤당 약 USD 2,900임
• 석탄에서 생산된 암모니아 비용은 석탄 공급원료 비용에 따라 그 범위가 상이하며 석탄가격이 백만 Btu당 USD 0.5에서 USD 2.5인 경우 암모니아 1톤당 USD 225에서 USD 315 생산단가로 추정됨
• 석탄 기반 암모니아 생산 시 CO2가 배출되는 바, CO2 톤당 USD 75로 가정할 경우 암모니아 톤당 CO2 비용은 USD 300이며 이때 암모니아 생산단가는 암모니아 톤당 USD 525 ~ 615임

 

 

현재 설치 용량

• 세계 석탄 기반 암모니아 생산 능력은 약 5,300만 톤으로 추정되며 석탄 매장량이 풍부한 중국에 주로 위치함
• 석탄 기반 암모니아 합성 공장은 상대적으로 규모가 작고 에너지 비효율적이며 최근에 가동됨
• 일반적으로 암모니아 1톤당 55-65GJ를 소비하고 연간 100-300kt 범위의 암모니아 생산용량이며 평균 가동기간은 12년 정도임
• 중국은 최근 CO2 배출량에 가격을 매기기 위해 배출권 거래제(ETS)를 도입한 바, 석탄 기반 암모니아 생산은 단계적으로 중단될 수 있음
• 중국 내 탄소배출권 가격은 유럽연합(EU)의 현재 가격에 비해 낮으나 향후 유럽연합의 가격에 동조화할 가능성이 높은 바, 이 경우 암모니아 생산비용은 톤당 USD 525-615으로 상당히 높을 것으로 예상됨
• CCS를 활용할 수 있으나 생산 비용은 암모니아 톤당 USD 360-450으로 높은 수준임
• 재생 가능한 암모니아 생산 비용은 2030년 이후에 중국에서 톤당 USD 500 미만으로 예상되는 바, 이는 석탄 기반 암모니아 생산이 2030년 이후에 단계적으로 중단될 수 있음을 시사함

---

틴지오브소울이 큐레이팅한 죽림다원의 프리미엄 유기농 Tea를 만나보세요.

죽림다원의 장순재 티마스터는 유기농-무농약 재배부터 제다까지 손수 관리합니다. 

섬세한과 열정이 담긴 죽림다원 유기농 Tea를 통해 프리미엄차의 복잡하고 미묘한 고급스러운 맛을 느껴보세요.

[죽림다원] 주홍 - 유기농 홍차(40g)

[죽림다원] 주홍 - 유기농 홍차(40g) : TINGE OF SOUL