암모니아 연료전지 시장성장 급물살에 기한 해양수산부 그린쉽-K 한국판 뉴딜 재조명

...대중 LNG의 향방

<기사는 해양수산부 공식 블로그 게재 보도자료 기초로 재검토하였습니다.>

정부는 전 세계적 저탄소 정책 및 기후변화 대응 정책과 함께 한다는 기치 아래 지난 2020년 12월 7일 「2050 탄소중립」 추진전략을 발표했습니다.

‘탄소중립’은 지구온난화의 주범으로 알려진 이산화탄소(CO2) 배출량은 대폭 줄이고 흡수하는 대책을 마련 실질적 배출량을 ‘0’으로 만든다는 개념이며, 「2050 탄소중립」 추진전략은 현재 산업구조의 의존도가 높은 화석연료 보급율을 낮추며 친환경 에너지로의 전환으로 2050년까지 탄소중립 사회를 만든다는 중장기 계획입니다.

​2050 탄소중립의 국제적 논의는 2016년도 파리협정과 2019년 UN 기후정상회의 이후 전 세계 121개 국가가 가입한 "기후목표 상향동맹*"을 통해서 이뤄어져 왔으며 코로나19의 확산 및 기후변화에 대한 전 세계적 관심이 확대되면서 주요 선진국들 또한 탄소중립 선언을 하기에 이른 상황입니다.

* 2050 탄소중립 목표 기후동맹(‘19년 기후변화당사국총회 의장국 칠레 주도 설립)

국제해사기구(IMO)의 환경규제* 강화에 대비 지난 2018년 정부가 마련한 ‘LNG 추진선박 연관 산업 활성화 방안’에 따라 지급된 친환경 선박전환 보조금 약 97억 원을 지원받아 해양수산부가 지난 2020년 12월 11일 전남 영앙에서 국내 최초의 친환경연료 LNG추진 외항선 ‘HL 에코호’ 및 ‘HL 그린호’의 명명식을 갖기도 했습니다.

​* 2020년부터 선박 연료유의 황산화물(SOx) 함유량을 기존 3.5%에서 0.5%로 제한

** 선령 20년 이상의 노후 외항 화물선을 LNG 등 친환경 선박으로 대체 건조 시 선박 가격의 10% 내에서 정부가 직접 지원하는 제도(’18년부터 현재까지 총 21척 지원 중)

친환경 연료 LNG를 연료로 하는 선박은 기존 벙커유 대비 황산화물과 미세먼지는 99%, 질소산화물은 최대 85%까지 줄일 수 있으며 연료효율은 30% 이상 높일 수 있는 것으로 보고되고 있습니다.

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해양수산부는 그린뉴딜ㆍ탄소중립과의 정책연계와 더불어 한국형 친환경선박 기술개발 및 선박건조, 전 세계 친환경 시장을 선점하기 위해 지난 2020년 12월 22일 「제1차 친환경선박 개발ㆍ보급 기본계획(‘21~‘30)」을 발표했으며, 이름하여‘2030 그린쉽-K 추진전략’입니다.

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해양수산부 감축방향 및 계획 목표량.

현재 전 세계 선박 총 102,960척 중 약 5.6%에 불과한 5,753척(건조 중인 선박 포함)이 친환경 기술(LNG, 황산화물 저감장치 등)을 적용하고(Clarkson, ‘20.9)있는 것으로 해양수산부는 게재하고 있으나, 이는 기재하기 힘든 몇 가지 사유로 해양수산부가 최신판 업 그레이드를 않고 있는 것으로 추정됩니다.

아무튼 IMO 뿐 아닌 주요 선진국의 환경규제 또한 가속화되고 있는 만큼 친환경선박의 시장은 앞으로 폭발적으로 성장할 것으로 전망됩니다.

현재의 대표적 친환경 선박인 LNG 선박의 연평균 성장률도 약 19%에 달하고 있으며, 영국의 조선/해운시장 분석기관인 클락슨 리서치는 2025년에는 친환경 선박의 신조 발주가 기존의 연료유 추진선박을 앞설 것으로 전망하기도 했습니다.

실상 전 세계적으로 저탄소ㆍ무탄소(수소, 암모니아 등) 연료 및 선박 기술을 앞 다퉈 개발해 왔던 만큼 암모니아 선박 등 무탄소 선박은 늦어도 2030년이면 본격적으로 상용화될 것으로 예상 되어 왔던 것도 사실이빈다.

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클락슨 리서치 등은 2025년 이후 수소선박에 대한 기술 상용화를 예견했으나, 현재 미국 아모지의 암모니아(수소) 연료전지 개발의 성과가 현실화 된 상황에서, 현재 수소 주유 및 운송 자체의 위험성과 고비용으로 인한 암모니아(수소) 연료전지로의 대체 가능성등 관련기술에 대한 시계는 불투명한 상황입니다.

‘2030 그린쉽-K 추진전략’의 추진과제를 살펴보면, 크게 연료(저탄소, 무탄소) 및 선박의 기술개발과 시범선박 건조 및 해상실증을 통한 상용화, 그리고 친환경선박 인프라 및 선박 보급에 관한 것이 주요 추진과제로 되어 있습니다.

무탄소연료를 살펴보면, 실상 수소는 황화합물등이 전혀 사용되지 않는 청정에너지이나 저장온도가 –253℃에 달하고 기술개발의 난이도가 높아 아직 초기 단계에 머물러 있다고 보고 되어 왔습니다.

2025년까지 수소 연료전지 연안선박 개발, 2030년까지 액화수소 저장시스템 및 액화수소 벙커링 기술개발 등이 추진되어 왔으나, 앞 서 기사로도 설명드렸듯 암모니아 주입 및 크래킹(Cracking)을 통한 수소의 발생과 그 직접 연료화까지를 이뤄낸 암모니아 연료전지가 개발되었고, 결국 그 이차 산물인 셈의 수소 저장과 주유 운송 등에 대한 좀 더 획기적인 기술개발이 진척되지 않는 이상 액화수소 저장시스템 혹은 벙커링 선박 등에 대한 시계는 측정하기 힘든 상황이 된 상황입니다.

현재 암모니 연료전지에 관한 것부터, 액화수소 등 관련기술 및 그 동향과 향방들에 대한 해양수산부의 업 그레이드가 언제 이루어질 지는 지켜보는 중입니다.

주요국 혼합연료 연구개발 동향.

각 기술개발의 진척으로 EU; JOULES Project, 11개 미래형 선박 연구 수행, 미국; SF Breeze, 수소연료전지 연구선 및 액화수소 크루즈선 등, 일본; HySTRA, 액화수소운반선 등이 연구개발 중에 있으며, 보급의 확산으로 EUㅣ Green Shipping Guarantee Program, 노르웨이; NOx 펀드 등이 진척을 이루고 있습니다.

그 가운데 미국내 한국인이 설립한 아모지(AMOGY)의 암모니아(수소) 연료전지 기술 개발을 기반한 그 선박이 상용화 되기에 이른 사실도 기사로 올려드렸습니다.

​사실상 암모니아는 수소(H2)와 질소(N2)를 합성하여 제조가 가능하며 –33℃에서 액화되는 등 수소대비 우수한 저장능력이 손꼽혀 왔는데요, 단 독성이 있고 부식이 잘되는 단점 등으로 기존에 다른연료와의 혼합 등으로 대형엔진에 대한 적용 가능성에 대하여도 다각도의 연구가 이루어져 왔습니다.

​무탄소연료 개발과 별도로 LNG 등 기존연료와 수소, 암모니아 등 무탄소연료를 혼합한 혼합연료 개발의 추진이 그것으로, 완벽한 무탄소연료 개발에 앞 서 브릿지 역할을 할 수 있을 것으로 기대를 모아 왔던 것입니다.

브릿지 역할의 필요성과 효율성에 대한 각 국 등 다양한 상황과 셈법이 다를 수 밖에 없는 만큼 각자 그에 따른 또 다른 획기적인 기술개발등의 가능성도 전적으로 배제하지는 않는 것이 실재이며, 현재 독보적으로 한 발 앞 서나가는 암모니아(수소) 연료전기와는 차별되는 전적 무탄소 청정연료 및 적용 대체제가 개발될 지에 대한 관심도 전적으로 방기할 수는 없습니다.

해양수산부 등 당국의 그에 대한 다각도의 조사 분석 및 업 그레이드 도한 지켜보고 있다고 해야 실상에 대하여 좀 더 타당한 현실감각이 될 것입니다.

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그린쉽-K 시범선박(Flag Ship) 건조 프로젝트에 대한, 현재 해양수산부 공식 블로그 게재 그린쉽-K 상용화의 예시도.

업 그레이드가 필요한 것으로 보인다.

LNG 벙커링 개념 및 유형에 대한 해양수산부 소개.

한편, 친환경 선박 기술을 적용한 시범선박과 해상실증을 통해 앞으로 공공분야 뿐 아닌 민간시장에서도 상용화해나갈 계획에 대하여, 정부는 신기술 개발이 적용된 해당 프로젝트를 ‘그린쉽-K 시범선박(Flag Ship) 건조 프로젝트’로 명명, 2027년까지 연안선박을 건조 및 운영하여 기술성과 경제성을 검증한 뒤 민간의 대형선박으로 확산해 나갈 계획입니다.

이와 병행하여 LNG 선박 등 친환경 선박의 연료 공급을 위한 인프라도 확충해 나갈 계획입니다.

우선 부산항과 울산항을 시작으로 광양항, 인천항, 평택ㆍ당진항까지 단계적으로 확대해 2030년까지 총 140만톤 공급이 가능한 LNG 벙커링 인프라를 구축해나갈 계획으로 있으며, 현재 해양수산부는 한국가스공사, 항만공사 등과 함께 전국 항만의 친환경연료 공급의 인프라 구축을 활발히 추진하고 있습니다.

해양수산부는 2030년까지 공공부문의 관공선 388척과 민간부문 선박 140척 등 총 528척을 친환경선박으로 대체 건조 하는 등 산업의 성장기반을 만들어갈 계획으로, 해양수산부와 해양경찰청은 소속 관공선 총 114척(해수부: 29척 건조, 80척 개조, 해경: 5척 건조)을 선제적으로 건조하며 시장을 확대해나갈 계획입니다.

‘2030 그린쉽-K 추진전략’이 차질없이 추진되면 2030년에도 글로벌 조선업 수주 세계 1위를 유지하는 한편, 2030년까지 미세먼지 3,314톤, 온실가스 40만톤 감축 등 해양 및 대기환경이 획기적으로 개선될 것으로 예상됩니다. 또한 친환경선박 시장과 연관 해운산업 매출액 4.9조원, 취업인원 4만명이 새롭게 창출될 것으로 전망하고 있습니다.

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참고로, 해양수산부가 주요하게 추진중에 있는 친환경 연료 LNG추진 외항선 연료탱크 사업에 대한 정부지원의 실용화의 예시 ‘HL 에코호’ 및 ‘HL 그린호’의 명명식에 대한 포스터를 게재합니다.

당국은 LNG추진 연료탱크 사업을 주요하게 추진하고 있는 만큼 그의 특장점 및 단점 옵셋(offset)에 대하여도 적극적 및 설득적으로 홍보할 의무가 있습니다.

류임현 기자