모든 화물 운송의 약 95%가 해상에서 이루어지며 전 세계 총 운송 에너지의 약 10%를 소비하며 세계 온실 가스 배출량의 2.6%를 해상 수송에서 이루어 지는 바, 이를 해결하기 위한 대안 중 하나로 암모니아의 해운용 연료로의 활용이 제안됨 IMO(International Maritime Organization)는 초기 GHG 전략에 따라 2008년 수준과 비교하여 2050년까지 해당 부문의 배출량을 50% 줄이는 것을 목표로 함 이를 위해 Maersk는 2050년까지 순 탄소 배출량 0을 달성하기로 약속함 현재 약 750척의 컨테이너선을 암모니아 연료로 교체한다면 연간 약 20 Mt의 암모니아가 필요함 선박의 수명은 일반적으로 20~25년이므로 2050년까지 온실가스 배출 감소 목표를 달성하기 위해서..

데이타베이스/에너지 및 기후 관련 자료 2023. 6. 9. 22:59

암모니아는 탄화수소 연료와 유사하게 암모니아와 산소를 반응시켜 물과 이질소(대기 질소)로 분해되며 에너지가 방출되는 바, 발전용 연료로 활용가능함 전력분야에서 암모니아는 석탄과 천연가스를 대체하여 기저부하 또는 첨두부하 모두에서 활용가능한 바, 태양광 및 풍력 발전과 같이 간헐성이 높은 재생에너지와 연계하여 전력망 시스템 안정성에 기여가능 암모니아는 백업 또는 독립 발전원인 디젤을 대체가능 1.5°C 시나리오에서 발전용 암모니아 수요는 일본이 명시한 정책에만 기초하는 바, 2050년까지 30Mt 암모니아 수요가 발생함 석탄 화력 발전소의 경우 에너지 함량 기준으로 최대 60%의 암모니아를 석탄과 혼소 가능하며 이를 통해 탄소배출을 최대 60% 감축할 수 있음 1.2MW 용광로를 통해 석탄과 암모니아 혼소..

데이타베이스/에너지 및 기후 관련 자료 2023. 6. 9. 22:51

암모니아는 분해반응을 통해 수소와 질소로 분해되는 바, 수소 저장 및 운송의 어려움을 극복하기 위해 수소 운반체로 제안됨 1.5°C 시나리오에서 수소 운반체로 수입된 암모니아에 대한 수요는 1억 2,700만 톤에 달할 전망임 암모니아는 아래의 기술을 통해 수소로 전환될 수 있음 촉매분해 또는 플라즈마 분해를 통해 암모니아로부터 수소를 분해할 수 있음 플라즈마 분해는 에너지소비가 높아 상업화가 어려우므로 촉매분해를 일반적으로 활용함 촉매분해는 코발트, 철, 니켈 및 루테늄과 같은 금속이 포함되며 최근에는 칼슘이미드, 리튬이미드, 나트륨이미드와 같은 풍부한 물질도 제안됨 응용 분야에 따라 암모니아 부분 분해 등 다양한 비율로 암모니아와 수소의 연료 혼합물을 생성할 수 있음 순수한 수소가 필요한 경우 완전한 ..

데이타베이스/에너지 및 기후 관련 자료 2023. 6. 9. 22:33

암모니아는 주로 비료로 활용되나 탈탄소 조류에 맞춰 선박용 또는 발전용 연료, 수소 운반체로의 역할이 확대될 전망임 암모니아는 오래전부터 수송용 연료로 활용되었음 19세기에 암모니아가 연료로 제안되었으며 2차 세계 대전 중 다른 연료의 부족으로 벨기에에서는 버스용 연료로 활용됨 또한, 1960년대 NASA에서 개발한 X-15 극초음속 로켓 추진 항공기 연료로 암모니아를 사용함 최근에 암모니아는 발전원 및 선박용 연료로 관심을 얻고 있음 암모니아가 에너지 환경에서 지배적인 역할을 하는 시나리오를 암모니아 경제라고 지칭하며 이는 탄소 경제에 대응하여 사용됨 암모니아를 에너지로 사용하면 탄소가 발생하지 않아 탄소순환이 깨지며 재생 암모니아의 경우 에너지 전환 과정은 공기와 물로 시작하여 공기와 물만 배출됨 연..

데이타베이스/에너지 및 기후 관련 자료 2023. 6. 9. 22:22

최종 생성물로서의 암모니아는 모두 동일한 화학구조를 가지는 바, 최종 생성물을 통해 재생 암모니아 또는 저탄소 암모니아 등으로 구별 할 수 없음. 따라서 이를 입증하기 위한 원산지 보증 등의 절차마련 필요 전기의 경우 REC와 같이 재생 에너지를 통해 전력이 생산하였음을 증명하는 인증서가 이미 존재하는 바, 암모니아도 생산 방식에 따라 확인증을 발급할 수 있음 저탄소 암모니아의 분류는 간단하며 명확해야 하며 CO2 배출뿐만 아니라 모든 온실 가스와 물 사용 및 상류 배출 등을 포괄해야 함 IPHE(International Partnership for Hydrogen and Fuel Cells in the Economy) 방법론, Ammonia Energy Association에서 개발 중인 암모니아 인증..

데이타베이스/에너지 및 기후 관련 자료 2023. 6. 9. 22:14

현재 암모니아 생산을 통해 발생하는 CO2는 연간 약 0.5Gt이며 이는 세계 온실가스 배출량의 1%를 차지함 암모니아 생산 공정의 탄소 발자국은 수명 주기 분석(생산 및 유통, 소비 등 모든 단계)을 통해 추정 가능 수명 주기 분석을 통해 암모니아 생산방식별 CO2 총 배출량을 확인할 수 있고 이를 통해 재생 암모니아로의 전환 시 감축가능한 CO2양 추정 가능 재생 암모니아와 CCS가 있는 화석 기반 암모니아의 온실가스 배출량은 배출 완화가 없는 화석 기반 암모니아의 온실 가스 배출량보다 상당히 낮음 SMR 기반 암모니아 생산은 암모니아 톤당 최소 1.6톤의 CO2를 생성함 천연가스 생산 및 처리, 운송 중 누출되는 메탄의 양이 상당하며 이는 암모니아 톤당 최대 0.9톤의 CO2로 추산됨 메탄(CH4)..

데이타베이스/에너지 및 기후 관련 자료 2023. 6. 9. 22:07

저온 전기분해(알칼리성 또는 PEM)은 암모니아 1톤 생산시 약 36GJ를 에너지를 소비하며 50%의 에너지 변환 효율을 가짐 수소 생산 시 약 33GJ의 에너지가 소비되며 이는 전체 공정 중 대부분을 차지함 압력스윙흡착(PSA)을 통한 질소 추출은 소규모 암모니아 생산시설의 경우 0.6-0.9GJ를 소비하는 반면, 극저온 증류를 통한 질소 추출은 대규모 암모니아 플랜트의 경우 암모니아 톤당 약 0.3GJ의 에너지를 소비함 암모니아 합성 루프는 일반적으로 암모니아 톤당 최소 2GJ를 소비함 고온 전기분해(고체 산화물)로부터 재생 가능한 암모니아 합성은 일반적으로 암모니아 톤당 약 30GJ를 소비하며 장기적으로 톤당 약 26GJ로 감소할 것으로 예상되며 약 60-70%의 에너지 변환 효율을 가짐 저온 전기..

데이타베이스/에너지 및 기후 관련 자료 2023. 6. 9. 21:55

Haber-Bosch 공정은 한 세기 이상 동안 암모니아 생성의 주요 기술이였음 수소 공급원은 수년에 걸쳐 다양하게 변화하였지만 암모니아 합성 루프는 BASF의 원래 설계와 매우 유사하게 유지되었음 결과적으로 Haber-Bosch는 고도로 최적화되었으며 천연가스 기반 암모니아 생산 공정의 에너지 효율은 60 ~ 70%로 높음 전기화학적 및 광화학적 공정, 플라즈마 기반 공정, 화학적 순환 접근법, 균질 합성, 생물학적 공정, 동물 폐기물 또는 폐수로부터의 암모니아 정제와 같은 광범위한 신규 암모니아 생산 기술이 연구 중임 더 낮은 온도와 압력하에서 Haber-Bosch를 효율적인 가동을 위한 기술 및 가변 재생 에너지 공급시 효율성 확보 등의 기술개발도 진행 중임 전기화학적 암모니아 합성은 잠재적으로 물..

데이타베이스/에너지 및 기후 관련 자료 2023. 6. 8. 15:24

현재 신규 공장의 재생 암모니아 생산단가는 톤당 USD 720 ~ 1,400(GJ당 USD 39 ~ 75) 로 추정되며 2050년 재생 전력 및 전해조의 가격 하락과 높은 이용률(기술 및 운영개선)로 톤당 USD 310 ~ 610(GJ당 약 USD 17-33)으로 떨어질 것으로 전망됨 기존 화석 기반 암모니아 플랜트에 재생 가능한 수소의 일부를 도입하는 하이브리드 플랜트의 경우 재생 가능한 암모니아 비용은 2025년까지 톤당 USD 300 ~ 400, 2040년까지 톤당 약 USD 250로 떨어질 것으로 추정됨 바이오 기반 암모니아 생산 비용은 톤당 USD 455 ~ USD 2,000로 추정되며, 이는 저탄소 화석 암모니아 및 전기분해 기반 재생 가능한 암모니아보다 훨씬 높음 CCS를 사용한 천연 가스 ..

데이타베이스/에너지 및 기후 관련 자료 2023. 6. 8. 15:20

기술 및 생산 공정 바이오매스는 수소의 또 다른 공급원이자 CO2의 순환 공급원임 전기분해와 마찬가지로 바이오매스를 활용한 재생 암모니아 생산기술은 이미 확립됨 1920년대에 일리노이주 피오리아에서 옥수수 발효를 통해 연간 약 5kt의 재생 암모니아를 생산함 바이오매스는 다양한 경로를 따라 암모니아로 처리됨 고체 바이오매스는 공기와 함께 가스화되어 합성 가스(수소와 CO의 혼합물)를 형성 합성가스는 탄소 제거 후 처리되어 암모니아를 형성함(합성가스는 바이오매스를 가스화 후 매탄화 또는 혐기성 소화를 통한 생성이 있음 오늘날 바이오 암모니아가 상업적으로 생산되지는 않지만 바이오매스에서 암모니아로의 모든 공정 단계는 상업적으로 입증됨 바이오매스는 이미 메탄올 생산을 위한 공급원료인 바, 화석연료 기반 암모니..

데이타베이스/에너지 및 기후 관련 자료 2023. 6. 8. 15:14

재생 암모니아 생산단가 구조 현재 수행 중 또는 향후 건설예정인 프로젝트에서 알 수 있듯 대부분의 프로젝트의 자본비용에는 재생에너지 설비가 포함됨 재생 암모니아 공정에는 천연가스 추출 및 파이프라인 비용 등이 공정이 포함되지 않아 화석연료 기반 암모니아 공장과의 직접적인 비교는 불가능하나 통합 재생 가능 암모니아 플랜트의 경우 수소, 질소 및 암모니아 생산 장치 자체가 총 비용의 50% 미만을 차지함 재생 암모니아 또한 규모의 경제를 통해 생산단가를 낮출 수 있음 2030년 이후 가동할 계획을 가진 재생 암모니아 공장(재생발전 포함)에 대한 자본 집약도는 연간 0.5Mt의 암모니아 설비용량일 경우 연간 톤당 약 USD 4,800에서 설비용량이 10 Mt으로 증가할 경우 톤당 약 USD 3,000로 감소함..

데이타베이스/에너지 및 기후 관련 자료 2023. 6. 8. 14:16

기술 및 생산 공정 재생 암모니아는 전기분해를 통해 수소 생산 후 Haber-Bosch 공정을 통해 암모니아를 생산함 수소 생산시 물(H2O)을 전기분해하여 수소(H2)와 산소(O2)로 분리하여 수소를 생산 전기분해 관련 다양한 기술이 존재하며 가동 온도 및 기술별 에너지 소비는 상이함 수소와 질소는 Haber-Bosch 공정을 통해 암모니아로 합성됨 전기분해를 사용하여 물에서 수소를 생산시 암모니아 톤당 약 1.6톤의 물이 필요함 해당 공정에서는 수소 생산 및 암모니아 플랜트 냉각 등 지원시 물이 필요함 전해조에 물을 공급하기 전에 담수화가 필요할 수 있음 1920년부터 수력발전을 활용하여 재생 암모니아를 생산하였음 1930년에 재생 암모니아는 전 세계 암모니아 생산량의 약 1/3을 차지하였으나 더 저..

데이타베이스/에너지 및 기후 관련 자료 2023. 6. 8. 14:01