[에너지 - 수소 #13] IRENA Innovation Outlook Ammonia 2022 - 제2장 암모니아 생산 및 기술, 비용 현황 - 저탄소 화석연료 기반 암모니아 생산(#2)

현재 설치 용량 및 공표된 용량

• 최근 몇 년 동안 저탄소 암모니아 생산을 위한 다양한 프로젝트가 수행 중임
• 주요 프로젝트는 에탄 분해기의 부산물로 발생하는 수소 사용 또는 CO2를 오일 회수 공정에 사용, 폐플라스틱에서 추출한 수소 사용 등임 등
• 에탄 크래커의 부산물 수소는 SMR의 수소보다 약 25% 더 낮은 CO2 발자국을 가지고 있음
• 1987년부터 캐나다 조프레에 위치한 에탄 크래커의 부산물 수소 활용 암모니아 공장이 운영되었으며 연간 약 490kt의 암모니아를 생산함
• 2019년부터 Yara는 Sluiskil 시설에서 Dow Chemicals의 부산물 수소를 사용하여 연간 약 22kt의 암모니아를 생산하기 시작함. 이는 해당 Sluiskil 시설의 총 연간 생산량인 1,500kt의 일부분임
• 일본의 Showa Denko는 2003년부터 폐 플라스틱을 가스화하여 암모니아를 생산하였으며 이는 SMR 기반 암모니아보다 탄소 발자국이 약 35% 낮음. 설비용량은 연간 약 60kt이며 생산된 암모니아 제품은 EcoAnnTM이라는 상표명으로 프리미엄을 붙여 판매됨
• 석유회수 공정에 활용 또는 메탄올 생산을 위한 SMR의 CO2 사용 등의 프로젝트또한 진행 중임
• 석유회수 공정에 사용되는 CO2가 포함된 수소는 CO2 발자국이 62.5% 더 낮은 것으로 추산됨
• 석유회수를 통해 CO2를 활용 및 암모니아를 생산하는 최초의 공장은 미국 오클라호마주 에니드에 있으며, 이곳은 1982년부터 간 285kt의 암모니아를 생산함
• North Dakota의 Beulah에서는 석유회수를 통해 CO2를 활용 및 암모니아 생산 공장이 1991년부터 가동됨
• Nutrien은 루이지애나 주 Geismar에서 2013년부터 운영한 연간 200kt 암모니아 설비 1기와 2020년부터 캐나다 앨버타주 Redwater의 245 kt 1기를 운영 중임
• 2021년에 SAFCO는 사우디아라비아에서 저탄소 암모니아 시설을 운영함
• 새로운 CCS 프로젝트가 지난 몇 년 동안 발표되었으며 일부는 이미 시행 중임
• OCI는 최근 연간 365kt의 암모니아가 생산가능한 CCS가 추가된 천연가스 암모니아 생산시설 가동을 발표함
• Horisont Energy와 Haldor Topsøe는 CCS와 함께 ATR을 기반으로 하는 또 다른 암모니아 공장을 발표함. 이 공장은 2025년까지 가동될 것으로 예상되어 연간 1,000 - 1,400kt의 암모니아를 생산할 계획이였으나 최근 연간 3,000kt로 생산량을 3배 증가하는 증설계획을 발표함
• Yara는 2024-2025년까지 일본 JERA의 암모니아-석탄 혼소발전을 지원하기 위해 Pilbara에서 CCS를 사용한 천연가스 기반 암모니아 생산을 조사 중 임
• ADNOC는 CCS가 포함된 천연가스를 기반으로 아랍 에미리트의 Ruwais에 1,000kt 저탄소 암모니아 공장을 발표하였으며 이 공장은 2025년까지 가동 예정임
• 최근 인도네시아 중부 술라웨시에서 저탄소 암모니아 플랜트에 대한 타당성 조사를 발표함. 천연 가스의 수소 생산 시 배출되는 CO2는 포집하며 연간 최대 660kt의 저탄소 암모니아를 생산할 계획임
• CCS가 포함된 천연가스 기반의 저탄소 암모니아 생산시설이 호주 Port Bonython에서 제안되었으며 본 시설을 통해 연간 16 - 1,235kt 암모니아를 생산가능
• 최근 미국 네브래스카에서는 천연가스를 CO2 대신 수소와 카본 블랙으로 전환하는 메탄 열분해 기술을 기반으로 한 암모니아 플랜트가 발표됨. 카본 블랙은 강철, 자동차 타이어 및 프린터에 사용되며 CO2가 대기로 배출되지 않는 바, 이 공정의 탄소 발자국 매우 낮음(*SMR 및 ATR에 비해 메탄 열분해 공정 시 약 25-45% 더 많은 메탄이 필요한 바, 상류 메탄 배출이 더 많이 발생할 수 있음. 그러나 카본블랙 생산 공정은 오염산업이므로 메탄 열분해를 활용하면 수소와 카본블랙 모두 생산시 턴소 발자국 감소 가능)
• Monolith Materials 사는 열 플라즈마 기술을 활용해서 메탄을 열분해하여 수소를 생산할 계획이며 이를 통해 연간 약 275kt의 암모니아를 생산할 계획임
• Hazer Group은 최근 폐수 처리장에서 바이오메탄 생산을 발표했으며, 이 공장도 메탄 열분해와 결합하여 암모니아를 생산함

 

 

장소	회사	가동년수	SMR 대비 온실가스 저감율(%)	수소 생산원	출처
Enid, US	Koch Nitrogen Company, Chaparral Energy	1982	285	62.5%	(MIT, 2016)
Joffre, Canada	Nutrien	1987	490	25%	(Adair, 2020)
Beulah, US	Dakota Gasification Company	1991	355	62.5%	(Brown, 2016)
Kawasaki, Japan	Showa Denko	2003	60	35%	(Showa Denko K.K., n.d.)
Coffeyville, US	CVR Energy, Chaparral Energy, Blue Source	2013	375	62.5%	(MIT, 2016)
Geismar, US	Nutrien	2013	200	62.5%	(Adair, 2020)
Freeport, US	Yara, BASF	2018	750	25%	(Brown, 2018b)
Sluiskil, Netherlands	Yara, Dow	2019	22 (총 시설 중 일부)	25%	(Brown, 2018b)
Redwater, Canada	Nutrien	2020	245	62.5%	(Adair, 2020)
Jubail, Saudi Arabia	SAFCO	2021	1160	62.5%	(Herh, 2020)
Beaumont, US	OCI Nitrogen	2021	365	≥ 70%	(Ewing, 2021)
Nebraska, US	Monolith Materials	2024	275	≥ 70%	(Brown, 2020c)
Pilbara, Australia	Yara (revamp)	2024 또는 2025 전반기	≤ 800	≥ 70%	(Hasegawa, 2021)
Finnmark, Norway	Yara (revamp)	2025	1000 ~ 1400	≥ 70%	(Horisont Energi, 2021a)
Ruwais, UAE	ADNOC	2025	1000	≥ 70%	(ADNOC, 2021)
Central Sulawesi, Indonesia	PAU, Mitsubishi, Jogmec, Bandong IoT	2026 또는 이전	≤ 660	≥ 70%	(Argus Media, 2021b)
Western Australia	Hazer Group	향후 결정	향후 결정	≥ 70%	(Hazer Group Ltd., 2021)
Billingham, UK	CF Industries (revamp)	향후 결정	향후 결정	≥ 70%	(Reed, 2021)
Ince, UK	CF Industries (revamp)	향후 결정	향후 결정	≥ 70%	(CF Fertilisers, 2021)
Port Bonython, Australia	TBD	향후 결정	향후 결정	≥ 70%	(Pendlebury, Meares and Tyrrell, 2021)

 

 

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