수소를 배로 실어 나르는 방법은 크게 세 가지다. 높은 압력으로 눌러 담거나, 극저온으로 식혀 액체로 만들거나, 다른 물질에 붙여서 옮기는 것이다. 암모니아는 세 번째 방법의 대표 주자로 꼽힌다. 수소를 질소에 붙여 두었다가 도착지에서 그대로 쓰거나 다시 떼어 내는 방식이다.

첫 번째 이유는 온도다. 수소를 액체 상태로 유지하려면 대기압에서 영하 253℃가 필요하다. 절대영도보다 불과 20도 높은 온도다. 온도가 낮을수록 단열은 두꺼워지고, 스며든 열에 증발한 가스를 다시 식히는 데에도 에너지가 든다. 반면 암모니아는 대기압에서 영하 33℃면 액체가 된다. 냉동 창고보다 조금 더 추운 정도여서 단열한 강철 탱크와 냉동기만 있으면 다룰 수 있다.

두 번째는 밀도다. 액체 암모니아 1m³에는 수소가 약 121kg 들어 있다. 같은 부피의 액체 수소(약 71kg)보다 1.7배 많고, 700bar(약 700기압)로 압축한 수소(약 40kg)와 비교하면 3배에 이른다. 질소에 묶여 있는 수소가 수소끼리만 모아 놓은 액체보다 오히려 촘촘한 셈이다.

수소를 붙여 나르는 물질이 암모니아만 있는 것은 아니다. 톨루엔에 수소를 붙인 메틸사이클로헥산(MCH)은 상온에서 액체여서 석유 제품처럼 다룰 수 있다. 다만 1m³에 담기는 수소가 약 47kg으로 암모니아의 40%에 못 미치고, 수소를 내준 톨루엔은 출발지로 되가져가야 한다. 암모니아는 분해하고 남는 질소를 대기로 돌려보내면 그만이다.

이미 있는 배와 탱크

세 번째 이유는 화학보다 물류에 있다. 암모니아는 비료 원료로 오래전부터 국제 교역이 이뤄져 온 화물이다. 국제에너지기구(IEA)에 따르면 세계에서 생산되는 암모니아의 약 10%가 수출된다. LPG선과 같은 종류의 냉동식 가스 운반선이 암모니아를 싣고 바다를 오가고, 수출입 항만에는 저장탱크와 하역 설비가 갖춰져 있다. 해운·에너지 기업 다섯 곳이 2020년에 함께 낸 보고서는 이런 항만을 세계 120곳으로 집계했다. 다루는 규정과 숙련된 인력도 이미 있다.

새 연료를 위해 물류망을 처음부터 깔 필요가 없다는 얘기다. 다만 ‘있는 설비를 쓴다’는 말을 ‘새로 지을 것이 없다’는 뜻으로 받아들여서는 곤란하다. 비료 공장으로 가던 화물이 발전소와 선박 연료 탱크로도 가기 시작하면 저장 용량과 방재 계획부터 다시 짜야 한다. 추가 수요를 감당할 설비와 안전 관리의 범위는 항만마다 사정이 다르다.

암모니아는 독성이 있는 물질이기도 하다. 냄새가 자극적이어서 아주 옅은 농도에서도 누출을 알아챌 수 있다는 점은 다행이지만, 쓰임새가 항만 밖으로 넓어질수록 누출 감지와 대피 계획의 무게도 커진다.