원자력그린수소, 요소수 대란을 해결할 수 있는 원자력과 그린수소

요소수는 요소(urea)와 증류수(distilled water)를 혼합한 액체이다. 경유 차량에서 배출되는 질소산화물(NOx)을 제거하기 위해 배기가스 저감장치(SCR)에 사용하는 액체가 요소수이다. SCR을 설치하지 않을 경우, 경유 차량에서 배출된 NOx는 건강에 치명적인 초미세먼지를 생성한다.

현재 요소는 석탄, 천연가스 등 화석연료를 가지고 만든다. 예를 들면, 석탄을 가스화하여 정제 및 수성가스전환반응(WGSR)을 거치면 수소를 얻을 수 있는데, 이때 탄소가 배출된다. 수소와 대기중의 질소와 합성하여 암모니아를 제조한다. 암모니아를 탄소와 다시 합성하면 요소(비료)를 생산할 수 있다.

화석연료로 요소 제조 시 발생하는 탄소를 포집, 활용 및 저장(CCUS)하여 요소 합성공정에서 탄소를 100% 활용할 경우 탄소중립을 실현할 수 있다. 그러나 이 공정은 매우 복잡하며 비용이 많이 든다. 최근 석탄과 천연가스 가격은 천정부지로 치솟고 있으며, 공급대란까지 발생하고 있다.

요소를 해외 수입에 의존하지 않고 국내 원전의 무탄소 전기와 열로 수전해(electrolyzer)를 통해 그린수소를 만들면 된다. 그린수소만 확보할 수 있으면 후속 암모니아 및 요소 합성공정은 화석연료와 동일하다. 즉 질소는 공기에서 확보하고, 탄소는 산업체 또는 대기에서 포집하여 활용할 수 있다.

원자력으로 생산한 전기와 수소는 각종 공해물질과 온실가스를 배출하지 않는 청정 에너지이다. 지금이라도 탈원전을 폐지하고 원자력을 이용한 그린 수소, 그린 암모니아 및 요소 생산기술을 개발해야 한다. 요소수 대란에 대한 궁극적인 솔루션은 경유 차량을 연료전지(FC)를 사용하는 그린수소 차량으로 대체하는 것이다.

https://youtu.be/FixzshhUBuY