2022.05.10 수소 운송수단별 주요 특성 비교 - 암모니아, LOHC
[하이투자증권 전유진] 험난한 환경 속 에너지원들의 운명

운송옵션 1. LOHC 


LOHC(Liquid Organic Hydrogen Carrier)는 톨루엔, 디벤질톨루엔, 메틸벤질피리딘 등의 액상 유기화합물과 수소를 결합시킨 후 선박을 활용해 장거리로 이송된다. 어떤 화합물을 사용하느냐에 따라 에너지 밀도에 차이가 있긴 하나, 톨루엔 기반의 MCH 기준 저장용량은 1 ㎥당 약 47kg 이상으로 압축수소 대비 높은 편에 속한다. 또한 반복적으로 수소를 저장 및 방출할 수 있고, 현재 활용하고 있는 휘발유와 디젤 등의 저장 및 운송 인프라를 활용할 수 있다는 점에서 매력적이다.


그러나 LOHC 방식의 운송수단을 활용하기 위해서는 수소 생산 및 소비처 각각에 저장 및 방출설비가 필요하고, 사용된 유기화합물은 재사용하기 위해 생산지로 다시 반환되어야 한다는 점에서 비용 부담이 높다. 또한 수입 액상 유기화합물에서 수소를 다시 추출하는데 많은 양의 에너지가 소비되어야 하기 때문에 최종적으로 효율성이 낮다는 점도 LOHC 의 단점이다. 참고로 MCH 기준으로 수소 추출에 사용되는 에너지양은 약 67.5Kj 인데, 암모니아에서 수소를 분리하는데 필요한 에너지 30.6Kj 대비 약 2 배 더 많은 수준이다. 그러나 무엇보다 아직까지는 에너지 효율성과 생산, 사용과정에 가장 적합한 유기화합물을 개발 및 탐색 중이 단계에 불과해 수소 운반체로서 LOHC 방식이 상용화되기에는 시간이 다소 필요하다.


운송옵션 2. 암모니아 


수소의 장거리 운송을 위한 또 다른 방법은 무기화합물 암모니아(NH3) 활용이다. 현재 합성비료를 비롯한 화학산업의 원료로 사용되고 있는 암모니아는 대량 생산을 위해 질소와 수소를 결합시키는 ‘하버-보슈공법’이 적용되고 있다. 수소를 운송하는 수단으로서의 암모니아 역시 이 공법을 동일하게 활용하지만, 핵심은 화석연료가 아니라 신재생에너지를 활용해 생산된 그린수소를 질소와 합성시킨다는 점이다.


암모니아는 19 세기 후반부터 지금까지 오랫동안 비료 생산용으로 활용되면서 생산설비와 항구, 파이프라인 등의 인프라를 확보해왔다. 따라서 추가적인 대규모 투자없이 대용량의 수소를 운송할 수 있다는 측면에서 경제성이 높다. 또한 동일한 부피 1 ㎥ 당 암모니아 수소 밀도는 120kg 내외로 액체수소 70kg 및 MCH 47kg대비 각각 1.8 배, 2.5 배 더 높아 운송 효율성도 더 우수하다.

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