수소 암모니아 vs 액화수소: 장단점 비교 정리 (2025년 최신판)

 

서론: 수소를 저장하는 두 가지 방식, 무엇이 더 유리할까요?

수소경제가 본격적으로 확산되면서, 이제 수소는 단순한 연료를 넘어 저장과 운송, 활용 방식까지 종합적으로 고려되는 ‘에너지 자산’으로 여겨지고 있습니다. 하지만 수소는 본질적으로 밀도가 낮고 가벼우며, 상온에서는 기체 상태로 존재하기 때문에 운반이나 보관이 매우 까다로운 연료입니다. 이 때문에 수소를 보다 효율적이고 안정적으로 활용하기 위해서는 ‘어떤 형태로 저장할 것인가’가 핵심 기술적 선택지가 됩니다.
그중에서도 현재 가장 주목받는 방식이 바로 ‘액화수소’와 ‘수소 암모니아(암모니아 기반 수소)’입니다. 두 방식은 각각의 장점과 단점을 가지고 있으며, 상황에 따라 서로 보완적인 역할을 할 수 있습니다. 이번 글에서는 이 두 가지 수소 저장 방식의 기술적 차이, 경제성, 안정성, 실용성 등 주요 항목을 비교하면서, 어떤 상황에서 어떤 방식이 더 유리한지를 알아보도록 하겠습니다.

액화수소: 고순도 수소 확보에 유리하지만 초저온 유지가 필요합니다

액화수소는 말 그대로 기체 상태의 수소를 극저온(-253℃)으로 냉각시켜 액체로 만든 형태입니다.
이 방식의 가장 큰 장점은 수소 순도가 99.99% 이상으로 매우 높다는 것입니다. 연료전지, 수소차, 반도체 공정 등 고순도 수소가 필요한 분야에서 매우 유용하게 쓰입니다.
또한, 액화 상태는 기체보다 부피가 800분의 1 수준으로 줄어들기 때문에, 공간 효율이 매우 뛰어나며 장거리 운송에도 적합합니다.

하지만 단점도 분명합니다. -253℃라는 극한의 온도를 유지하기 위한 냉각 기술과 저장 장치가 매우 고도화되어야 하며, 에너지 소모가 큽니다.
액화 과정에서 전체 수소 에너지의 약 30~40%를 소모하게 되므로, 생산 대비 효율 손실이 상당한 편입니다.
또한 운송 중에도 증발로 인한 손실(Boil-Off Loss)이 발생할 수 있으며, 장기 저장에는 불리하다는 평가도 있습니다.
게다가 극저온 유지 설비의 구축 및 유지비가 높아, 대규모 저장 인프라를 갖추기까지 초기 투자비가 매우 큽니다.

그럼에도 불구하고 액화수소는 고순도 수소가 필요한 산업 분야에서 사실상 필수적인 저장 방식이며,
특히 한국, 일본, 독일 등에서는 액화수소 기반 저장·운송 인프라 개발이 빠르게 확산되고 있습니다.

 

수소 암모니아: 저장과 운송이 간편하지만 추가 분해 공정이 필요합니다

수소 암모니아는 수소를 질소와 결합시켜 암모니아(NH₃) 형태로 저장하거나, 암모니아에서 다시 수소를 추출하는 방식입니다.
이 방식의 가장 큰 장점은 기존의 화학 산업에서 이미 구축된 암모니아 저장·운송 인프라를 활용할 수 있다는 점입니다.
암모니아는 상온·상압에서도 안정적인 액체 상태로 존재하며, 약 -33℃의 조건만 유지하면 되기 때문에, 액화수소보다 훨씬 낮은 비용과 기술 수준으로 저장·운송이 가능합니다.
또한 암모니아는 선박, 탱크로리, 파이프라인 등을 통해 대규모로 이동 가능한 장거리 수소 운반 수단으로 주목받고 있습니다.

하지만 이 방식의 한계는 명확합니다. 수소를 다시 활용하기 위해서는 암모니아를 고온 열처리(크래킹) 과정을 통해 분해해 수소를 추출해야 하는데,이 과정에서 에너지 소모가 발생하며, 아직까지 완벽한 분해 효율이 확보되지 않은 기술적 제약이 존재합니다.
또한 암모니아는 인체에 해로운 독성 물질이기 때문에, 누출 시 환경 및 안전 문제가 발생할 수 있으며,
암모니아 자체를 연료로 사용할 경우 질소산화물(NOx)이라는 유해가스가 발생할 수 있어 별도의 후처리 장치가 필요합니다.

이러한 단점에도 불구하고, 수소 암모니아는 저장·운송 비용 측면에서 매우 경쟁력이 있으며,
특히 대륙 간 수소 수출입(예: 사우디 → 한국, 호주 → 일본)과 같은 상황에서 ‘에너지 캐리어’로서 핵심 역할을 수행할 수 있습니다.

 

액화수소 vs 수소 암모니아: 항목별 종합 비교 정리

비교항목	액화수소	수소 암모니아
저장 온도	-253℃ (초저온 유지 필요)	약 -33℃ (저온 유지, 상온 저장 가능)
부피 효율	높음 (기체 대비 약 1/800)	중간 (암모니아 자체 부피 존재)
순도	매우 높음 (99.99%)	낮음 (추출 후 순도 정제 필요)
에너지 손실	액화 과정에서 30~40% 손실	크래킹 과정에서 손실 발생
저장/운송 인프라	신규 구축 필요 (비용 높음)	기존 인프라 활용 가능 (비용 낮음)
안전성	냉각 시스템 장애 시 위험 존재	유독성 물질, 누출 시 인체 피해 가능
활용 분야	연료전지, 수소차, 반도체 등 고순도 수소	발전소, 해상운송, 대용량 수소 수출입
장거리 운송 적합성	우수 (단, 초저온 유지 전제)	매우 우수 (해상 운송에 최적)

이 표를 보시면 아시겠지만, 두 저장 방식은 서로의 단점을 보완할 수 있는 상호 보완적 성격을 갖고 있습니다.
예를 들어 고순도 수소가 필요한 경우에는 액화수소가 더 적합하며, 대량의 수소를 대륙 간 이동시키는 경우에는 수소 암모니아가 효율적입니다.
따라서 정부와 기업들은 단일 기술에만 집중하기보다는, 용도와 환경에 따라 복수 저장 방식의 병행 운영을 전략적으로 추진하고 있습니다.

 

결론: 수소 저장 기술은 선택의 문제가 아닌 조합의 문제입니다

결론적으로, 액화수소와 수소 암모니아는 각각의 장단점이 분명하기 때문에 ‘어느 하나가 더 우월하다’고 단정 짓기는 어렵습니다.
오히려 중요한 것은, 어떤 산업군, 어떤 지역, 어떤 수요에 대응하느냐에 따라 두 기술을 유연하게 조합하여 활용하는 전략입니다.
예를 들어 한국과 일본처럼 도심 기반의 고정밀 산업이 많은 국가에서는 액화수소의 역할이 중요하며,
호주, 사우디아라비아처럼 광활한 수소 생산지를 보유한 수출국은 수소 암모니아를 통해 공급하는 것이 유리합니다.

정부 또한 이 두 기술을 모두 지원하고 있으며, 2026년부터는 액화수소 터미널과 암모니아 해상터미널을 동시에 구축하여
수입 수소의 저장 방식 다양화를 꾀하고 있습니다.
또한 수소차, 수소선박, 수소항공기 등 다양한 수소 모빌리티가 등장하면서, 각 운송 수단에 맞는 저장 방식의 맞춤형 기술 적용이 활발하게 이루어지고 있습니다.

결국 수소경제의 성공은 단순히 수소만 잘 만드는 것이 아니라, 어떻게 잘 저장하고, 어떻게 잘 옮기고, 어떻게 잘 쓰느냐에 달려 있습니다.
그 중심에서 액화수소와 수소 암모니아는 서로를 대체하는 경쟁 기술이 아니라, 함께 수소 시대를 앞당기는 동반자 기술이라고 보시는 것이 더 정확합니다.