미래의 연료를 어떻게 수송할 것인가?

‘어떻게’의 힘

아람코는 청정연료의 공급을 위한 새로운 경로를 촉진하고 있습니다.

세계는 그 어느 때보다 더 많은 에너지를 필요로 합니다. 이는 이산화탄소 배출과 환경에 대한 종합적 영향을 해결하면서 증가하는 수요를 충족하는 지속가능한 시스템이 필요함을 의미합니다.

지속가능하고 효율적이며 저렴한 에너지를 대규모로 제공할 수 있는 잠재력을 지닌 수소가 하나의 솔루션이 될 수 있습니다. 그러나 수소는 수송 비용이 비쌉니다. 그렇다면 이 청정 에너지를 전 세계에 제공할 수 있도록 상용화하는 방법은 무엇일까요?


왜 수소인가?

수소는 우주에 가장 풍부하게 존재하는 원소일 뿐만 아니라, 자동차, 기차, 트럭 및 선박에 대한 연료 공급부터 발전과 건물 난방에 이르기까지 미래의 에너지 믹스에서 필수적인 역할을 수행할 수 있습니다. 연소 또는 산화될 때 물만 배출하는 무색의 청정 연료이기 때문입니다.

현재 전 세계 산업용 수소의 약 절반이 천연가스 (메탄)에서 생산되며, 비료와 제철, 철강 및 우주 산업에 사용됩니다. 그러나 천연가스에서 수소를 추출하는 전통적인 방법은 생산된 수소 1톤당 약 10톤의 이산화탄소를 생성합니다. 따라서 우리는 보다 지속가능한 수소 생산 방법을 찾아야 했습니다.


블루 수소: 탄소순환경제의 핵심 요소

10년 이상 아람코는 중온 개질 (TNR) 및 디젤을 수소로 전환하는 촉매 등 탄화수소에서 고순도 수소를 생산할 수 있는 기술을 탐구해 왔습니다. 우리의 궁극적인 목표는 모든 이산화탄소 배출을 포집하는 동시에 귀중한 수소 가스를 추출하는, 이른바 ‘블루’ 수소를 만드는 것이었습니다.

메탄은 연소될 때 수소와 이산화탄소를 생성하지만, 블루 수소의 차별점은 생성된 이산화탄소 배출을 포집하여 재활용, 제거 또는 재사용한다는 것입니다. 이 모두가 아람코 탄소순환경제 비전을 구성하는 요소입니다.

현재 아람코는 탄화수소 에너지의 약 80-85%를 수소 연료로 성공적으로 전환하고, 두 가지의 혁신적인 기술을 사용하여 포집된 이산화탄소를 활용할 수 있습니다. 한 가지 기술은 석유회수증진을 위해 석유 저류층에 주입하는 것이고, 다른 하나는 폐이산화탄소를 산업용 메탄올과 같은 화학 물질로 전환하는 것입니다. 또한 추가적으로 발생한 이산화탄소를 지하 깊은 곳에서 안전하게 격리할 수 있습니다.

수송 비용 절감

블루 수소를 생산하는 것은 절반의 솔루션에 불과했습니다. 아람코가 극복해야 했던 또 다른 문제는 이 혁신적인 연료를 저장하고 필요한 곳으로 수송하는 저렴한 방법을 찾는 것이었습니다.

수소는 매우 가벼운 분자입니다. 액화가 가능하지만, 액화수소는 영하 254°C에 보관해야 하므로 특히 장거리 운송이 매우 어렵고 비용이 많이 듭니다. 이에 대한 해결책은 수소를 이미 전 세계적으로 널리 거래되는 화합물인 암모니아로 전환하는 것입니다.

수소와 비교할 때 액화 암모니아는 온도와 압력 요건 측면에서 수송이 훨씬 더 편리하고 실용적이며 비용 효율적입니다.
목적지에 도착한 블루 암모니아는 블루 수소로 재전환하거나 청정 발전을 위해 가스터빈 연료로 직접 사용할 수 있습니다.


세계 최초 블루 암모니아 선적

2020년 아람코는 현재까지 수행한 가장 야심 찬 파일럿 프로젝트 중 하나를 성공적으로 완료했습니다. SABIC 및 일본에너지경제연구소 (IEEJ)와 협력하여 탄화수소 가치사슬 전체를 포괄하는 공급망 실증을 수행한 것입니다.

이 차별화된 협력은 2020년 8월 아람코가 40톤의 고급 블루 암모니아를 일본에 성공적으로 선적함으로써 결실을 맺었습니다.

일본에 선적된 블루 암모니아는 3개 시설로 수송되었고 그 중 20%는 기존 발전소에서 석탄과 함께, 또 다른 20%는 천연가스와 함께 성공적으로 동시 소성되었습니다. 이 파일럿 프로젝트는 탈탄소 사회로의 전환이라는 일본의 궁극적 포부 실현을 위한 다수의 이니셔티브 중 하나이며, IEEJ에 따르면 언젠가는 일본 전력의 약 10%가 블루 암모니아에서 생산될 수 있을 것입니다.


합성 연료

수소 및 연료전지 기술 역시 지속가능한 미래 수송 연료로서 엄청난 잠재력을 지니고 있습니다.

일본, 중국, 한국 등의 국가들이 수소 충전소와 인프라에 투자하는 가운데, 2019년 아람코는 사우디아라비아 최초의 수소 충전소를 건설했습니다. 이러한 수소 수요의 증대는 매우 저렴한 비용으로 수소를 전 세계로 수송하는 아람코의 능력이 중요함을 보여줍니다.


청정연료 전환의 새로운 경로 촉진

아직도 많은 도전과제가 남아 있습니다. 수소로 전환되는 탄화수소 에너지의 비율을 높이는 방법을 개발하고, 발전 및 수소 동력 차량을 위한 더욱 광범위한 인프라와 공급망을 구축하기 위해 전 세계의 파트너들과 협력하는 것 등입니다.

그러나 천연가스를 블루 수소로 전환하는 것이 모두를 위한 저렴하고 안정적이며 지속가능한 청정 에너지 생산의 열쇠가 될 수 있다는 점은 분명합니다.