해운산업은 전세계적으로 배출되는 탄소량의 3%를 차지한다. 해운업계도 탄소배출을 줄이고 더 나아가 탄소중립을 달성하기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 하지만, 조선산업이 탄소중립이 가능한 선박을 제공해주지 않으면 안된다. 

조선업계는 다른 운송수단과 마찬가지로 수소를 최종적인 탄소중립이 가능한 연료로 보고 있다. 하지만, 상용화에 이르기까지는 더 많은 기술개발이 이뤄져야 하는 단계다. 

국제해사기구(IMO)의 환경규제는 황화합물과 질소화합물 배출 규제가 우선이어서 기존의 벙커C유와 디젤유를 대체하는 것이 급선무다. 이에 따라 액화천연가스(LNG)가 많이 보급되고 있지만, 온실가스 배출을 줄이는 데는 도움이 되지 않아 과도기 선박 개발 경쟁이 치열해지고 있다. 

여전히 주도권은 한국이 쥐고 있지만, 일본도 차세대 친환경 조선시장에서 부활하기 위해 전기와 수소 분야에 집중 투자하고 있는 것으로 보인다. 

▲ABS, 홍콩 AETS의 암모니아연료 추진 벌크선·韓 K조선의 메탄올연료 추진 유조선 AIP 승인

탄소배출 저감을 위한 과도기 단계의 연료로 메탄올과 암모니아 연료가 각광받는 가운데, 미국선급(ABS)은 지난 15일(현지시간) 이 두가지 연료 추진 선박에 대한 원리승인(AIP)을 해 업계의 이목이 쏠렸다. 

해운전문지 마리타임이그제큐티브 등 복수의 외신은 이날 홍콩의 조선·해양 기술 컨설턴트 업체인 앵글로이스턴(Anglo-Eastern Technical Services, AETS)은 ABS로부터 AIP를 받은 암모니아 연료 뉴캐슬막스(Newcastlemax)급 벌크선의 설계를 마쳤다며 이같이 전했다. 

ABS는 또한 이달 초 최근 메탄올 연료 사용이 가능한 중거리 유조선 설계에 대해 AIP를 승인했다. 이 AIP는 저장, 벙커링 및 메탄올의 부식 특성으로 인한 문제를 포함한 다양한 측면을 평가하기 위해 ABS와 한국의 K조선(舊 STX조선)이 5개월에 걸친 공동 개발 프로젝트다. 

고태현 K조선 최고기술책임자(CTO)는 “메탄올 연료 사용이 가능한 중거리 유조선 설계를 위한 AIP는 시작에 불과하다”며 “이제 미래를 대비해 LPG, 암모니아, 수소 등 친환경 연료추진선에 대한 연구개발을 진행하고 있으며, 앞으로도 계속 연구개발을 이어갈 것”이라고 말했다.

▲메탄올, 온실가스 25% 감축...암모니아, 탈탄소지만 유해 질소 배출

메탄올은 '메틸 알코올'로도 알려져있다. 현재 선박에 사용되는 디젤유보다 황산화물(SOx)을 99%, 질소산화물을 80%, 온실가스를 25% 줄일 수 있고, 보관과 운송이 LNG보다 쉽다. 또한 20도 이하에서 액체 상태를 유지하며, 해양 유출시 자연분해돼 해양 오염을 일으키지 않는다.

암모니아는 수소와 질소의 혼합물로 탄소를 배출하지 않지만 유독가스인 질소가 배출되는 문제가 있다. 고농도의 암모니아는 금속을 부식시키며 극도로 유해하다. 최근 기술개발이 집중적으로 이뤄지면서 AIP승인을 받기에 이른 것이다. 

▲현대重, 메탄올 상용화에서 독주하며 암모니아 수소 기술 개발도 박차

현대미포조선은 지난 2016년 세계 최초로 메탄올 추진선을 건조한 데 이어 현재까지 9척의 메탄올 추진선을 인도했다. 현대중공업그룹이 현재까지 수주한 메탄올 추진선은 20척을 넘어선다. 

최근 세계 최대 해운사 머스크는 현대중공업 그룹에 1만6000TEU급 컨테이너선8척과 2100TEU급 컨테이너선을 발주하고, 이 선박의 디자인을 공개하며 관심을 모으기도 했다. 

현대중공업그룹의 조선 부문 지주사인 한국조선해양은 지난달 암모니아연료 공급시스템에 대한 개념설계 기본인증을 한국선급(KR)으로부터 획득했다. 암모니아 증발을 이용해 배기가스 내 질소산화물을 없애고 남은 가스는 연료로 사용한다. 극소량의 암모니아도 외부로 유출되지 않도록 차단하는 이중누출방지 가스처리시스템도 갖춰 안전을 강화했다. 

그 외에도 전기추진 선박과 수소연료추진 선박 개발에도 애쓰고 있다고 한국조선해양 관계자는 말했다. 

▲日, 친환경 선박에 사활걸어...전기·수소 등 기술개발 본격화

LNG선박 경쟁에서 한국에 완전히 밀려난 일본은 전기와 수소분야에 집중투자하고 있다. 최근 탄소중립 선박의 필요성이 확대되면서 일본 조선소들이 차세대 조선시장에서 부활하기 위해 치열한 노력을 펼치고 있는 것으로 관측된다. 

일본최대 조선소인 이마바리는 이달 초 선박용 배터리 및 전기 화물선용 프로토타입 선박 개발을 위해 배터리·송전 전문 업체인 파워엑스(POWER X)에 10억엔(약 100억원)을 투자했다. 

가와사키중공업은 지난 3일 자국 해운사인 NYK로부터 액화석유가스(LPG)로 추진되는 LPG 및 암모니아운반선 건조 계약을 체결했다. 약 8만6700입방미터 규모의 이 선박에는 LPG와 암모니아를 동시에 운반할 수 있도록 설계된 별도의 화물 탱크를 탑재했다.

이 계약은 가와사키중공업이 건조하는 5번째 LPG·암모니아 운반선으로 2024년에 인도할 예정이라고 회사 관계자는 밝혔다. 

이 관계자는 이와 함께 세계최초 액화수소운반선이 이달 말 호주에서 일본으로 수소를 운반하기 위해 출항할 계획이라고 밝혔다. 이는 일본과 호주 정부가 5억 달러(약 6000억원)를 지원하는 시험프로젝트의 일환이다. 

가와사키중공업은 2030년 자국내 탄소중립 달성을 선언하고 수소운반선 등에 5억 달러를 투자한다고 밝히기도 했다. 

미쓰비시조선(Mitsubishi Shipbuilding)은 해양 산업 솔루션 제공업체인 'e5랩(Lab)'과 협력해 로보쉽(ROBOSHIP)이라는 표준 하이브리드 전기 추진 선박의 설계 작업을 진행했다.

미쓰비시는 "혼다중공업에서 아사히 탱커용으로 건조할 499t 바이오매스연료 운반선을 개발하는 것이 목표"라며 지난 14일 이같이 밝혔다.

미쓰비시에 따르면 로보쉽은 전기 추진용 하드웨어와 장비 취급용 소프트웨어를 포함하며 최대 약 749톤의 화물선을 관리할 수 있는 표준 시스템 패키지를 갖췄다. 또한 이 선박에는 대용량 축전지와 발전기가 장착돼 모터를 구동한다. 

미쓰비시 관계자는 "이 배의 발전기는 LNG, 바이오매스연료, 수소, 암모니아 및 합성 연료를 포함한 친환경 연료를 지원하므로 무탄소 운영이 가능하다"며 "소음과 진동을 최소화해 선박 내부의 편안함을 높이고 디젤 엔진 유지 보수를 줄이며 조향 기능을 최적화한다"고 덧붙였다.