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암모니아 시장 규모 및 점유율 분석: 성장 동향 및 전망 (2026-2031)
# 1. 시장 개요 및 주요 수치
암모니아 시장은 2026년부터 2031년까지 구조적 변화와 함께 완만한 성장을 보일 것으로 전망됩니다. 천연가스 기반 생산에서 저탄소 수소로의 전환, 발전 부문의 암모니아 혼소(co-firing) 시도, 그리고 에너지 밀도가 높은 수소 운반체로서의 역할이 시장의 주요 동력으로 작용하고 있습니다. 액체 암모니아는 전 세계 무역 흐름을 지배하고 있지만, 기체 암모니아 공급은 액화 과정을 우회할 수 있는 산업 현장을 중심으로 확대되고 있습니다. 비료는 여전히 주요 소비처이지만, 일본과 한국의 혼소 발전, 경암 채굴용 폭발물, 아시아 지역의 제어 방출 요소(controlled-release urea) 등이 새로운 수요를 견인하고 있습니다. 이러한 변화에 따라 기존 생산 기업들은 하버-보쉬(Haber-Bosch) 설비에 탄소 포집 기술을 적용하고 있으며, 신규 진입 기업들은 20년 장기 재생 에너지 계약을 통해 2028년까지 기존 암모니아보다 낮은 그린 암모니아 생산 비용을 확보하고 있습니다.
Mordor Intelligence 보고서에 따르면, 암모니아 시장 규모는 2026년 1억 9,735만 톤에서 2031년 2억 1,672만 톤에 이를 것으로 예상되며, 예측 기간(2026-2031년) 동안 연평균 성장률(CAGR)은 1.89%를 기록할 것입니다. 아시아 태평양 지역은 가장 큰 시장이자 가장 빠르게 성장하는 시장으로 지목되었으며, 시장 집중도는 낮은 수준입니다.
# 2. 주요 시장 동향 및 통찰
2.1. 성장 동력 (Drivers)
* 아시아 지역의 저탄소 비료 수요 급증: 아시아 태평양 지역 정부들이 보조금 지급을 탄소 집약도와 연계하면서, 비료 기업들은 기존 암모니아 생산 시설에 전해조를 통합하고 있습니다. 인도의 직접 혜택 이전(Direct Benefit Transfer) 제도는 5%의 그린 암모니아 혼합 의무를 추가하여 2027년까지 98만 톤의 추가 수요를 창출할 것으로 예상됩니다. 인도네시아의 국영 기업인 Pupuk Indonesia는 Petrokimia Gresik 시설을 재생 수소 기반으로 개조하기 위해 12억 달러를 확보했습니다. 중국의 제14차 5개년 계획은 신규 석탄 기반 생산 능력에 상한선을 두고 연간 50만 톤 이상의 시설에 탄소 포집 준비를 의무화하여 효율적인 국영 복합 단지로 생산을 집중시키고 있습니다. 이러한 조치들은 암모니아 시장에 새로운 물량을 공급하고, 비료 부족 국가의 수입 의존도를 심화시키며, 중동 전역에서 새로운 상업용 그린 암모니아 프로젝트를 뒷받침하고 있습니다.
* 해상 벙커링을 위한 수소 운반체로서의 채택: 암모니아는 주변 조건에서 입방미터당 4.3MWh를 저장할 수 있어, 극저온 시스템 없이도 해양 디젤과 유사한 에너지 밀도를 제공합니다. 일본의 NYK는 2024년에 12척의 암모니아 연료 벌크선을 주문했으며, 유럽 해양 안전청(EMSA)은 이중벽 배관 및 증기 회수 시스템을 표준화하는 암모니아 벙커링 지침을 발표하여 운영 위험 인식을 낮추고 있습니다. 싱가포르는 2030년까지 연간 50만 톤을 목표로 하는 3개의 벙커링 라이선스를 부여하여 태평양 컨테이너 노선의 초기 수요를 확보했습니다. 이러한 조치들은 2031년 이전에 연간 300만 톤을 흡수할 수 있는 전용 벙커링 네트워크를 구축하여 암모니아 시장을 확대할 것입니다.
* 그린 암모니아 수출 허브 투자 증가: 개발업체들은 재생 에너지 균등화 발전 비용(LCOE)이 MWh당 20달러 미만인 지역으로 몰려들고 있습니다. 사우디아라비아 NEOM의 84억 달러 규모 복합 단지는 2025년에 시운전을 시작하여 20년 계약에 따라 연간 120만 톤을 발전 및 해운 시장에 공급할 예정입니다. 이집트의 아인 소크나(Ain Sokhna) 프로젝트는 15년 EU 지수 연동 오프테이크 계약을 확보했으며, 호주의 필바라(Pilbara) 지역에서는 Fortescue와 Yara가 수십만 톤 규모의 프로젝트를 추진하여 고립된 풍력 및 태양광 발전과 해안 수출 부두를 연결하고 있습니다. 2028년까지 톤당 400달러 미만으로 예상되는 생산 비용은 이러한 허브들이 유럽의 기존 암모니아 가격을 하회하게 하여 태평양 및 지중해 분지 방향으로 무역 경로를 재편할 것입니다.
* 폭발물 생산에서의 활용 증대: 광업 회사들은 질소산화물 배출량을 40% 줄이고 암석 파쇄 효율을 높이는 질산암모늄 에멀젼으로 디젤 오일 발파제를 대체하고 있습니다. Orica는 BHP 및 Rio Tinto와의 장기 계약을 통해 Kooragang에 연간 20만 톤의 생산 능력을 추가했으며, Dyno Nobel의 Maxam 북미 폭발물 사업부 인수는 지역 생산 능력의 35%를 통합했습니다. 칠레 아타카마의 리튬 생산자들은 2027년까지 암모니아 수요를 연간 8만 톤 증가시킬 질산 기반 침출 회로를 채택하여 라틴 아메리카 암모니아 시장을 확대하고 있습니다.
* 인도의 녹색 비료 혼합 정책 전환: 인도의 비료 보조금 정책이 녹색 혼합 비료 쪽으로 전환되면서, 국내 암모니아 수요가 증가하고 있습니다.
2.2. 제약 요인 (Restraints)
* 천연가스 가격 변동성으로 인한 글로벌 현금 원가 상승: 천연가스는 기존 암모니아 생산 비용의 최대 80%를 차지하므로, 원료 가격 변동은 한계 생산 공장의 가동 중단을 초래합니다. 유럽 생산자들은 2025년 평균 TTF 가격이 MWh당 42유로에 달하여 현금 원가가 톤당 600유로를 초과했으며, Grupa Azoty는 18만 톤의 생산 능력을 4개월 동안 유휴 상태로 두어야 했습니다. 미국 운영자들은 MMBtu당 3달러 미만의 헨리 허브(Henry Hub) 가격을 누리고 있지만, LNG 수출이 공급을 압박하고 여름철 최고치를 끌어올려 마진 완충재를 압박하고 있습니다. 아시아 수입업체들은 현물 LNG 화물에 MMBtu당 12~14달러를 지불하여 현지 암모니아의 경쟁력을 떨어뜨리고 중동 물량에 대한 의존도를 강화하고 있습니다.
* 안전 및 독성 문제로 인한 산업 대체 제한: 암모니아의 8시간 허용 노출 한계(PEL)는 50ppm으로, 값비싼 안전 조치를 요구합니다. 미국 화학 안전 위원회(U.S. Chemical Safety Board)는 2024년에 1,000파운드 이상의 암모니아 누출 사고 14건을 집계했으며, 이 중 루이지애나의 한 냉장 창고 누출 사고는 8명의 작업자를 입원시키고 1마일 대피령을 발령했습니다. EU의 Seveso III 규정은 50톤 이상의 저장 시설을 상위 등급으로 분류하여 공공 협의를 의무화하고 프로젝트를 최대 18개월 지연시킵니다. 보험사들은 보험료 할증으로 대응하여 소규모 기업이 냉매 및 화학 공정을 전환하는 것을 단념시키고, 선진국에서 암모니아 시장의 광범위한 채택을 저해하고 있습니다.
* 전해조 공급망 병목 현상: 전해조 생산에 필요한 희토류 및 백금족 금속 조달의 병목 현상은 글로벌 전해조 공급망에 영향을 미치고 있습니다.
# 3. 세그먼트 분석
3.1. 유형별 분석
* 액체 암모니아: 2025년 전 세계 물량의 91.28%를 차지하며 시장을 지배하고 있습니다. 이는 비료 공장으로의 무수 암모니아 파이프라인 공급 및 해상 운송을 위한 가압 탱커 등 기존의 확고한 물류 인프라에 기인합니다. 대량 저장 및 냉매는 운송 비용의 약 30%를 차지하지만, 이미 투자된 자본은 빠른 전환을 어렵게 하여 액체 부문이 암모니아 시장에서 핵심적인 역할을 유지하게 합니다. 북아프리카와 중동 수출국들은 높은 천연가스 가격으로 인해 현지 생산이 위축된 유럽과 아시아 시장에 탱커 선단을 활용하여 침투하고 있으며, 걸프만 연안 수출국들은 인접한 석유화학 인프라를 활용하여 라틴 아메리카에 도달하고 있습니다.
* 기체 암모니아: 2031년까지 4.18%의 CAGR로 성장할 것으로 예상됩니다. 식품 소매 및 제약 분야의 산업용 냉매 시스템에서 합성 냉매를 현장 기체 암모니아로 대체하는 추세가 나타나고 있으며, 이는 국제 암모니아 냉매 연구소(International Institute of Ammonia Refrigeration)에 따르면 전력 소비를 18% 절감하는 효과를 가져옵니다. 중국의 나일론 및 아크릴 생산자들도 인접한 석탄 가스화 장치에서 기체 암모니아를 직접 공급받아 반응 속도를 높이고 정제 단계를 줄이고 있습니다. 이러한 최종 사용 효율성은 기체 부문의 규모가 작음에도 불구하고 기체 형태의 매력을 높이고 있습니다.
3.2. 최종 사용자 산업별 분석
* 농업: 2025년 암모니아 시장의 78.76%를 차지하며 여전히 가장 큰 비중을 차지하고 있습니다. 요소, 질산암모늄, 복합 비료 등이 질소 공급의 주요 형태입니다. 정밀 농업 플랫폼의 발전이 절대적인 성장률을 완화하고 있지만, 정책적 인센티브를 통한 녹색 혼합 비료 및 제어 방출 기술이 저탄소 함량에 대한 보상을 제공하며 암모니아 시장에 새로운 물량을 유입시키고 있습니다. 광업 및 금속 산업은 발파 에멀젼과 새로운 리튬 침출 회로를 통해 6%의 안정적인 비중을 유지하고 있으며, 수처리, 섬유, 제약, 석유 정제 등이 다양한 수요를 구성하고 있습니다.
* 발전: 5.87%의 가장 높은 CAGR을 기록하며 시장의 핵심 성장 동력으로 부상하고 있습니다. 일본은 2030년까지 석탄 보일러에 암모니아 20% 혼소를 목표로 하고 있으며, 한국은 3.6GW 규모의 혼소 발전 설비를 구축 중입니다. 이는 총 800만 톤의 새로운 암모니아 수요를 창출할 것으로 예상됩니다. 발전 부문은 비료 가격 주기와는 별개로 석탄 가격에 연동된 장기 공급 계약을 체결하며 독자적인 암모니아 시장을 형성하고 있습니다. 수입 터미널, 안전 규정, 버너 개조 등이 성숙함에 따라, 2031년 이전에 전력 수요가 전 세계 암모니아 거래량의 10%를 넘어설 수 있으며, 생산 계획 및 운송 경로에서 비료 부문의 독점적 지위에 도전할 가능성이 있습니다.
# 4. 지역 분석
* 아시아 태평양: 2025년 전 세계 물량의 39.16%를 차지했으며, 2031년까지 3.76%의 CAGR로 성장할 것으로 전망됩니다. 중국은 톤당 31GJ 에너지 기준을 충족하지 못하는 소규모 석탄 기반 시설을 폐쇄하고 효율적인 국영 복합 단지로 생산을 집중하며 수입 그린 암모니아를 위한 공간을 열고 있습니다. 인도의 혼합 의무화 및 보조금 개혁은 국내 천연가스 제약에도 불구하고 추가 수요를 증가시키고 있습니다. 일본과 한국은 고비용 현지 생산에서 벗어나 2030년까지 600만 톤의 수입을 위한 항만 인프라를 재구축하며, 아시아를 암모니아 생산 및 소비의 이중적 역할을 하는 핵심 지역으로 만들고 있습니다.
* 북미: 풍부한 셰일가스와 이산화탄소 포집 톤당 최대 85달러에 달하는 인플레이션 감축법(IRA) 인센티브의 혜택을 받고 있으며, 걸프만 연안을 중심으로 블루 암모니아 클러스터가 형성되고 있습니다. CF Industries, Nutrien, Koch Fertilizer는 탄소 포집 장치와 파이프라인 연결을 추가하여 톤당 320달러 미만의 공급 비용을 확보하고 있습니다. 캐나다의 수력 발전이 풍부한 주들은 대서양 항구를 통해 수출될 수 있는 그린 암모니아 프로젝트에 무탄소 수력 발전을 활용하여 비료를 넘어 지역적 영향력을 확대하고 있습니다.
* 유럽: 2024-2025년 가스 가격이 MWh당 50유로를 초과하면서 생산 능력이 제한되었고, 북아프리카 및 중동으로부터의 수입 의존도가 강화되었습니다. 유럽 위원회는 이제 암모니아를 핵심 원자재법(Critical Raw Materials Act)에 따라 “전략적”으로 분류하여 국내 저탄소 프로젝트의 허가 절차를 간소화할 계획입니다.
* 중동 및 아프리카: 카타르, 사우디아라비아, UAE는 MMBtu당 2달러의 저렴한 가스를 활용하여 저탄소 암모니아를 유럽과 아시아로 수출하고 있으며, 이집트와 오만은 풍력 및 태양광 기반 플랜트를 신속하게 추진하여 톤당 400달러 미만의 수출 가격 경쟁력을 목표로 하고 있습니다.
* 남미: 칠레 마젤란 지역의 풍력 발전 시설과 브라질 페셈 지역의 태양광 발전 프로젝트가 건설되고 있으며, 대서양 무역 흐름에 새로운 경쟁을 불어넣고 있습니다.
# 5. 경쟁 환경
암모니아 시장은 상위 5개 생산자가 전체 생산 능력의 30% 미만을 점유하는 등 낮은 집중도를 보이며, 다양한 기술 경로로 인해 진입 장벽이 유동적입니다.
* 기존 비료 생산 기업: Yara, CF Industries, Nutrien 등은 장기 가스 계약과 탄소 포집 설비 개조를 통해 비료 물량을 방어하는 동시에 재생 에너지 개발업체와 협력하여 그린 수소 원료를 확보하고 있습니다. Yara의 북해 Engie와의 500MW 해상 풍력 협력은 이러한 헤징 전략의 전형적인 예입니다.
* 중동 기업: SABIC, ADNOC 등은 증기 메탄 개질(SMR)과 탄소 포집 기술을 결합하여 톤당 300달러 미만의 블루 암모니아 생산 비용 우위를 확보하며 중동을 저비용 수출 허브로 자리매김하고 유럽 생산량을 하회하고 있습니다.
* 기술 전문 기업: Topsoe와 thyssenkrupp Uhde는 85%의 전기 효율을 달성하는 고체 산화물 전해조 특허를 출원하며, 재생 에너지 가격이 MWh당 20달러 미만인 경우 톤당 350달러 미만의 그린 암모니아 생산 가능성을 제시하고 있습니다.
* 프로젝트 개발사: Fortescue Future Industries, NEOM Green Hydrogen, Hy Stor Energy 등은 재생 에너지부터 합성까지 수직 통합을 추진하여 원료 가격을 고정하고 OEM 병목 현상을 우회하고 있습니다. 이 모델은 전통적인 트레이더로부터 가치를 전력 구매 계약 및 해운 컨소시엄으로 전환시키고 있습니다.
* 지정학적 요인: 미국과 EU의 보조금은 국내 생산에 유리하게 작용하여 중동의 비용 우위를 상쇄하고 있습니다. 전해조에 사용되는 희토류에 대한 중국의 수출 통제는 서구 프로젝트가 현지화된 공급망을 구축하도록 강제하여 자본 비용을 최대 25% 증가시키고 일정을 지연시키고 있습니다. 한편, 일본과 한국의 발전사들은 비료 유통업체를 우회하여 석탄 가격에 연동된 직접 공급 계약을 체결하며 2035년까지 연간 1,500만 톤을 전력 부문으로 전환할 가능성이 있습니다. 이러한 상반된 흐름은 회색, 청색, 녹색 가치 사슬 전반에 걸쳐 복잡한 재편을 야기하고 있습니다.
본 보고서는 글로벌 암모니아 시장에 대한 포괄적인 분석을 제공합니다. 연구는 무수 및 수성 암모니아의 연간 생산 및 최초 판매를 기준으로 하며, 비료, 폭발물, 냉매, 섬유, 제약, 광업 및 신흥 에너지 운반체 응용 분야를 포함합니다. 단, 요소, 질산암모늄 등 하위 파생 상품이나 건설 중인 그린/블루 암모니아 프로젝트, 통합 석유화학 단지 내 자가 소비는 범위에서 제외됩니다.
Mordor Intelligence에 따르면, 2025년 글로벌 암모니아 시장 규모는 1억 9,369만 톤에 달했으며, 2026년 1억 9,735만 톤에서 2031년에는 2억 1,672만 톤으로 성장하여 연평균 성장률(CAGR) 1.89%를 기록할 것으로 전망됩니다.
주요 시장 동인으로는 아시아 지역의 저탄소 비료 수요 급증, 해상 벙커링을 위한 수소 운반체로서의 채택 증가, 그린 암모니아 수출 허브에 대한 투자 확대, 폭발물 생산에서의 활용 증대, 그리고 인도의 비료 보조금 정책이 친환경 혼합물로 전환되는 추세 등이 있습니다. 반면, 천연가스 가격 변동성으로 인한 글로벌 현금 비용 상승, 안전 및 독성 문제로 인한 산업 대체 제한, 전해조 공급망 병목 현상 등은 시장 성장을 저해하는 요인으로 작용합니다.
보고서는 시장을 액체 및 기체 유형별, 농업, 광업 및 금속, 섬유, 제약, 산업용 냉매, 발전, 기타(수처리, 고무, 석유, 펄프 및 제지) 등 최종 사용자 산업별, 그리고 아시아 태평양(중국, 인도, 일본, 한국, 아세안 등), 북미(미국, 캐나다, 멕시코), 유럽(독일, 영국, 프랑스, 이탈리아, 북유럽 등), 남미(브라질, 아르헨티나), 중동 및 아프리카(사우디아라비아, 남아프리카 등) 등 지리적 지역별로 세분화하여 분석합니다.
특히 아시아 태평양 지역은 전 세계 물량의 39.16%를 차지하며 암모니아 생산 및 소비 모두에서 지배적인 위치를 유지하고 있습니다. 최종 사용자 산업 중에서는 발전 부문이 석탄과의 혼소(co-firing) 증가에 힘입어 5.87%의 CAGR로 가장 빠르게 성장하는 응용 분야로 꼽힙니다.
향후 시장 기회로는 식품 소매업의 암모니아 냉매 개조(retro-fits), 블루 암모니아 클러스터를 위한 탄소 포집 및 저장(CCS) 통합 등이 제시됩니다.
경쟁 환경 분석에는 Acron Group, BASF, CF Industries Holdings, Inc., Dyno Nobel, EuroChem Group, Nutrien, OCI, Orica Limited, SABIC, Yara 등 주요 22개 기업의 프로필과 시장 집중도, 전략적 움직임, 시장 점유율 등이 포함됩니다.
본 보고서는 1차(인터뷰, 설문조사) 및 2차(공개 데이터, 정책 노트, 특허, 기업 보고서) 조사를 포함하는 상세한 연구 방법론을 통해 데이터를 수집하고 검증하며, 시장 규모 예측은 상향식 및 하향식 접근 방식과 다변량 회귀 분석을 활용하여 신뢰성을 높였습니다. 이러한 분석은 의사 결정자들이 암모니아 시장의 복잡성을 이해하고 전략적 계획을 수립하는 데 필수적인 통찰력을 제공합니다.


1. 서론
- 1.1 연구 가정 및 시장 정의
- 1.2 연구 범위
2. 연구 방법론
3. 요약
4. 시장 현황
- 4.1 시장 개요
- 4.2 시장 동인
- 4.2.1 아시아 전역의 저탄소 비료 수요 급증
- 4.2.2 해상 벙커링을 위한 수소 운반체로의 채택
- 4.2.3 그린 암모니아 수출 허브에 대한 투자 증가
- 4.2.4 폭발물 생산에서의 사용 증가
- 4.2.5 인도의 비료 보조금 정책이 친환경 혼합물로 전환
- 4.3 시장 제약
- 4.3.1 변동성 있는 천연가스 가격으로 인한 전 세계 현금 비용 증가
- 4.3.2 산업 대체 제한을 초래하는 안전 및 독성 문제
- 4.3.3 전해조 공급망 병목 현상
- 4.4 가치 사슬 분석
- 4.5 기술 전망
- 4.6 포터의 5가지 경쟁 요인
- 4.6.1 공급업체의 교섭력
- 4.6.2 구매자의 교섭력
- 4.6.3 신규 진입자의 위협
- 4.6.4 대체재의 위협
- 4.6.5 경쟁 강도
5. 시장 규모 및 성장 예측 (물량)
- 5.1 유형별
- 5.1.1 액체
- 5.1.2 기체
- 5.2 최종 사용자 산업별
- 5.2.1 농업
- 5.2.2 광업 및 금속
- 5.2.3 섬유
- 5.2.4 제약
- 5.2.5 산업용 냉동
- 5.2.6 발전
- 5.2.7 기타 최종 사용자 산업 (수처리, 고무, 석유, 펄프 및 제지)
- 5.3 지역별
- 5.3.1 아시아 태평양
- 5.3.1.1 중국
- 5.3.1.2 인도
- 5.3.1.3 일본
- 5.3.1.4 대한민국
- 5.3.1.5 아세안 국가
- 5.3.1.6 기타 아시아 태평양
- 5.3.2 북미
- 5.3.2.1 미국
- 5.3.2.2 캐나다
- 5.3.2.3 멕시코
- 5.3.3 유럽
- 5.3.3.1 독일
- 5.3.3.2 영국
- 5.3.3.3 프랑스
- 5.3.3.4 이탈리아
- 5.3.3.5 북유럽 국가
- 5.3.3.6 기타 유럽
- 5.3.4 남미
- 5.3.4.1 브라질
- 5.3.4.2 아르헨티나
- 5.3.4.3 기타 남미
- 5.3.5 중동 및 아프리카
- 5.3.5.1 사우디아라비아
- 5.3.5.2 남아프리카 공화국
- 5.3.5.3 기타 중동 및 아프리카
6. 경쟁 환경
- 6.1 시장 집중도
- 6.2 전략적 움직임
- 6.3 시장 점유율(%)/순위 분석
- 6.4 기업 프로필 (글로벌 수준 개요, 시장 수준 개요, 핵심 부문, 재무, 전략 정보, 시장 순위/점유율, 제품 및 서비스, 최근 개발 포함)
- 6.4.1 Acron Group
- 6.4.2 BASF
- 6.4.3 CF Industries Holdings, Inc.
- 6.4.4 CSBP
- 6.4.5 Dyno Nobel
- 6.4.6 EuroChem Group
- 6.4.7 Group DF
- 6.4.8 Grupa Azoty S.A.
- 6.4.9 IFFCO
- 6.4.10 Industries Qatar
- 6.4.11 JSC Togliattiazot
- 6.4.12 Koch Fertilizer, LLC
- 6.4.13 LSB Industries
- 6.4.14 Nutrien
- 6.4.15 OCI
- 6.4.16 Orica Limited
- 6.4.17 PetroChina Company Limited
- 6.4.18 PT Pupuk Sriwidjaja Palembang
- 6.4.19 Rashtriya Chemicals & Fertilisers
- 6.4.20 SABIC
- 6.4.21 The Mosaic Company
- 6.4.22 Yara
7. 시장 기회 및 미래 전망
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암모니아는 질소와 수소로 이루어진 화합물로, 화학식 NH3를 가지는 무색의 기체입니다. 특유의 자극적인 냄새를 지니며, 물에 매우 잘 녹아 약염기성 용액인 암모니아수를 형성합니다. 상온에서는 기체 상태이나, 압력을 가하거나 온도를 낮추면 쉽게 액화되어 액체 암모니아 형태로 저장 및 운송됩니다. 이러한 물리화학적 특성으로 인해 암모니아는 현대 산업에서 필수적인 기초 화학 물질로 광범위하게 활용되고 있습니다.
암모니아는 생산 방식에 따라 여러 종류로 분류될 수 있습니다. 가장 일반적인 형태는 천연가스 개질을 통해 수소를 얻어 합성하는 '그레이 암모니아'로, 이 과정에서 상당량의 이산화탄소가 배출됩니다. 반면, 그레이 암모니아 생산 과정에서 발생하는 이산화탄소를 포집 및 저장(CCS) 기술로 처리하여 탄소 배출을 줄인 것을 '블루 암모니아'라고 합니다. 미래 에너지 전환의 핵심으로 주목받는 '그린 암모니아'는 풍력, 태양광 등 재생에너지로 생산된 전기로 물을 전기분해하여 얻은 수소를 사용하여 합성함으로써 이산화탄소 배출이 전혀 없는 친환경적인 암모니아를 의미합니다. 이 외에도 메탄 열분해를 통해 수소와 고체 탄소를 생산하여 합성하는 '터콰이즈 암모니아', 원자력 에너지를 활용하는 '핑크 암모니아' 등 다양한 저탄소 암모니아 생산 방식이 연구 및 개발되고 있습니다.
암모니아의 용도는 매우 다양합니다. 가장 큰 비중을 차지하는 것은 비료 산업으로, 전 세계 암모니아 생산량의 약 80% 이상이 요소, 황산암모늄, 질산암모늄 등 질소 비료 생산에 사용되어 인류의 식량 생산에 지대한 공헌을 하고 있습니다. 또한, 질산, 아크릴로니트릴, 카프로락탐 등 다양한 기초 화학 제품의 원료로 사용되어 플라스틱, 합성섬유, 의약품, 폭약 등의 제조에 필수적입니다. 환경 분야에서는 발전소나 산업 시설에서 발생하는 질소산화물(NOx)을 제거하는 선택적 촉매 환원(SCR) 및 비선택적 촉매 환원(SNCR) 공정의 환원제로 활용되며, 폐수 처리에도 사용됩니다. 냉매로서의 활용도도 중요한데, 증발 잠열이 커서 산업용 냉동 시스템이나 아이스링크 등에서 R717이라는 명칭으로 사용됩니다. 최근에는 수소 경제의 핵심 운반체이자 직접 연료로서의 잠재력이 부각되며 에너지 분야에서의 활용이 크게 주목받고 있습니다.
암모니아 생산의 핵심 기술은 20세기 초에 개발된 하버-보쉬(Haber-Bosch) 공정입니다. 이 공정은 질소와 수소를 고온, 고압 조건에서 촉매를 이용하여 반응시켜 암모니아를 합성하는 방식으로, 현재까지 전 세계 암모니아 생산의 대부분을 차지하고 있습니다. 그러나 이 공정은 높은 에너지 소비와 이산화탄소 배출이라는 한계를 가지고 있습니다. 이에 따라 관련 기술 개발은 크게 두 가지 방향으로 진행되고 있습니다. 첫째는 그린 암모니아 생산을 위한 수전해 기술의 효율 향상 및 대형화, 그리고 재생에너지 연계 기술입니다. 둘째는 암모니아를 에너지원으로 활용하기 위한 기술로, 암모니아를 다시 수소로 분해하여 연료전지에 공급하는 기술, 그리고 암모니아를 직접 선박 연료나 발전 연료로 연소하는 기술 등이 활발히 연구되고 있습니다. 또한, 하버-보쉬 공정의 에너지 효율을 개선하거나 저온·저압에서 암모니아를 합성하는 새로운 촉매 및 공정 기술 개발도 지속적으로 이루어지고 있습니다.
암모니아 시장은 전 세계적으로 연간 1억 8천만 톤 이상이 생산되는 거대한 규모를 형성하고 있으며, 비료 산업이 시장의 대부분을 견인하고 있습니다. 중국, 인도, 러시아, 미국 등이 주요 생산 및 소비국으로, 이들 국가의 농업 생산량과 산업 발전이 시장 수요에 큰 영향을 미칩니다. 시장의 주요 동인은 인구 증가에 따른 식량 수요 증대와 산업화 진전이며, 최근에는 탄소 중립 목표 달성을 위한 에너지 전환 정책이 새로운 성장 동력으로 부상하고 있습니다. 암모니아 가격은 천연가스 가격, 국제 유가, 곡물 가격 등 원자재 가격 변동과 지정학적 요인에 민감하게 반응하는 특성을 보입니다. 환경 규제 강화는 친환경 암모니아 생산에 대한 압력을 높이며, 이는 블루 및 그린 암모니아 시장의 성장을 촉진하는 요인으로 작용하고 있습니다.
미래 전망에 있어 암모니아는 에너지 전환 시대의 핵심 물질로 그 중요성이 더욱 커질 것으로 예상됩니다. 수소는 저장 및 운송이 어렵다는 단점이 있으나, 암모니아는 액화가 용이하여 수소의 효율적인 운반체 역할을 수행할 수 있습니다. 또한, 선박 연료, 발전 연료 등 다양한 분야에서 직접적인 무탄소 연료로 활용될 잠재력을 가지고 있습니다. 이에 따라 그린 암모니아 시장은 탄소 중립 목표 달성을 위한 필수 요소로서 대규모 투자와 기술 개발이 활발히 이루어지며 급격한 성장이 기대됩니다. 그러나 그린 암모니아 생산 비용 절감, 안전한 저장 및 운송 인프라 구축, 암모니아 연소 시 발생하는 질소산화물(NOx) 배출 문제 해결 등은 여전히 해결해야 할 과제로 남아 있습니다. 이러한 도전 과제들을 극복하고 기술 표준화 및 국제 협력이 강화된다면, 암모니아는 비료 시장의 꾸준한 성장과 더불어 에너지 분야에서의 새로운 수요 창출을 통해 높은 성장 잠재력을 실현할 것으로 전망됩니다.