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[조선업계 미래 먹거리 ①] HD현대-한화오션-삼성중공업, 친환경 연료 추진 기술 개발 박차
한지안 기자 | 승인 2023.09.21 18:18

[여성소비자신문 한지안 기자] 국제해사기구(IMO) 및 EU가 조선·해운 업계에 적용하는 환경규제를 강화할 것이란 전망이 나옴에 따라 글로벌 선박시장의 패러다임이 친환경 고부가가치 선박으로 옮겨가고 있다. 이 가운데 국내 조선 3사가 등 차세대 친환경 연료 추진선 및 운반선과 무인 자율운항 선박 등 미래먹거리 연구에 본격 나서고 있어 주목된다. 

조선 3사, 차세대 친환경연료 추진·운반선 개발 나서

최근 선박 시장에서 주목받는 차세대 연료는 메탄올과 암모니아 등이다. 메탄올은 선박 운항시 배출되는 황산화물(SOx)을 벙커C유 등 기존 화석연료 대비 99%, 질소산화물(NOx)을 최대 80%까지 줄일 수 있다는 점이 특징이다.

LNG를 선박 연료로 사용하려면 영하 162도의 극저온 상태를 유지한 채 저장·이송해야 하는데 반해 메탄올은 상온과 일반적인 대기압에서 보관 및 운반이 가능하다. 특히 대형 인프라 투자 없이 기존 항만 설비를 개조해 연료 공급에 나설 수 있다는 점에서 선사들의 선호도도 높은 것으로 전해진다.

암모니아는 연소 시 이산화탄소를 배출하지 않는 친환경 연료로 꼽힌다. 석탄과 함께 연소하면 발전량을 유지하면서 탄소 배출을 크게 줄일 수 있어 차세대 에너지원으로 거론되고 있다.

국내에서는 ‘2030 국가온실가스 감축목표(NDC)’ 달성을 위해 암모니아 20% 혼소 발전을 추진하고 있으며, 조선 업계에서도 암모니아와 타 연료를 섞어 선박을 움직이는 이중연료 추진체계를 개발하고 있다. 

이 가운데 HD현대는 최근 글로벌 업계 최초로 메탄올 추진선을 건조하는 한편 암모니아 이중연료 추진선 개발에 나서고 있다. 한화오션은 글로벌 선급 등과 4만㎥급 대형 액화이산화탄소(LCO2) 운반선 개발을 위한 4자간 업무 협을 체결했다. 삼성중공업은 한국선급으로부터 초대형 암모니아 선박에 대한 개념승인을 받은 상태다.

HD현대, 메탄올·암모니아 추진선 수요 공략 박차

HD현대는 최근 덴마크 코펜하겐에서 2100TEU급 메탄올 추진 컨테이너 운반선 ‘로라 머스크(Laura Maersk)호’의 명명식을 가졌다.  

현대미포조선이 건조한 이 선박은 메탄올을 연료로 사용하는 첫 번째 컨테이너 운반선이다. 세계적 해운그룹 ‘AP몰러-머스크(A.P. Moller-Maersk, 이하 머스크)’가 HD현대에 발주한 19척의 메탄올 추진선 중 1호 선박이다.

앞서 머스크는 2040년까지 탄소중립을 실현하겠다는 목표를 세우고, 그 첫 단계로 메탄올 추진선의 도입을 발표한 바 있다. 이번 로라 머스크호에는 ‘해운의 새 시대(A New Era of Shipping)’를 연다는 의미를 담았다.

HD현대에 따르면 로라 머스크호는 지난 7월 울산 현대미포조선에서 출발해 약 2개월, 총 2만1500km의 항해 끝에 13일 머스크 본사가 있는 덴마크 코펜하겐에 도착했다. 정기선 HD현대  사장도 명명식 참석을 위해 코펜하겐으로 이동했다.

명명식에는 정기선 사장 외 선주사인 로버트 머스크 우글라(Robert Maersk Uggla) 머스크 의장, 우르줄라 폰데어라이엔(Ursula Von Der Leyen) EU집행위원장 등이 참석했다.

정 사장은 메탄올 추진선 건조와 함께 글로벌 친환경연료 시장을 선도하겠다는 의지를 드러내고 있다. 이번 명명식 하루 전날인 13일 그는 머스크 본사에서 유대관계를 이어온 로버트 머스크 우글라 의장과 만나 미래 협력 증진에 대한 의견을 나눴다.

이 자리에서 정 사장은 “로라 머스크호가 탄소중립을 위한 중요한 이정표가 될 것으로 확신한다”며, “혁신적이고 선도적인 기술개발로 그린오션의 실현을 앞당길 것”이라고 말했다.

정 사장은 또 같은 날 코펜하겐에 위치한 ‘만 에너지 솔루션’(MAN Energy Solution)사의 R&D 설비를 참관, 공동개발 중인 암모니아 추진 엔진 현황을 살피는 동시에 이 회사의 비야네 폴다게르(Bjarne Foldger) 대형엔진(2-Stroke) 사업대표와 협력방안에 대해 논의했다.

HD현대그룹은 메탄올 외에 암모니아 이중연료 추진선 시장 역시 공략 중이다. 지난 5일 싱가포르서 열린 가스텍 ‘2023’ 행사에서 HD한국조선해양은 싱가포르 EPS, 그리스 캐피탈과 8만8000㎥급 암모니아 운반선(VLAC) 4척에 대한 건조계약을 체결했다.

이번에 수주한 선박은 LPG 이중연료추진 선박이지만, 향후 암모니아 추진 엔진이 개발 완료되면 선주와의 협의를 통해 암모니아 추진선으로 변경을 검토할 예정이다. 사양이 변경되면 이 선박은 세계 최초의 암모니아 추진·운반선이 된다. HD현대중공업은 2024년을 목표로 암모니아 대형 엔진을 개발중이다.

이 선박은 울산 HD현대중공업에서 건조돼 2027년 하반기까지 두 선주사에 순차적으로 인도될 예정이다. 이번 계약에는 옵션 2척이 포함돼 추가 수주도 기대된다.

한화오션, 액화이산화탄소 운반선으로 탄소포집 시장 공략

한화오션은 지난달 이사회에서 약 2조원 규모의 유상증자를 결의하고 2040년까지 ‘매출 30조원, 영업이익 5조원’을 달성해 미래 해양 산업의 패러다임을 주도하는 ‘글로벌 오션 솔루션 프로바이더’ (Global Ocean Solution Provider)로서 도약하겠다는 전략을 밝혔다.

이번에 확보한 자금으로 해양 방산의 해외진출을 위한 거점을 확보하고, 친환경 연료 기반의 추진체계와 친환경 운반선, 자율주행 선박 기술까지 확보하기 위한 대규모 투자에 나선다는 방침이다.

이와 관련 지난 7일 싱가포르에서 개최된 가스텍 2023(Gastech 2023) 전시회에서 김동관 한화 부회장이 “미래 해양 시장을 선도하는 솔루션 마련에 지속적으로 투자해 나가겠다”고 말한 가운데, 한화오션은 최근 글로벌 업체들과 손잡고 친환경 선박 기술 개발에 박차를 가하고 있다.

한화오션은 그리스 에코로그(Ecolog) 및 미국 ABS 선급 그리고 스코틀랜드 밥콕 LGE와 4만㎥급 대형 액화이산화탄소(LCO2) 운반선 개발을 위한 4자간 업무협약(JIP: Joint Industry Project)을 체결했다.

LCO2운반선은 최근 ‘실효성있는 탄소중립 방안’으로 떠오른 탄소포집 및 저장 사업과 연관돼 있다. 글로벌 기업이 각지에서 포집한 이산화탄소를 해상 운송하는 데 핵심적 역할을 담당해 관련 수요가 증가할 것으로 전망되는 선박이다.

탄소포집·저장 분야 연구기관인 글로벌CCS연구소(Global CCS Institute)에 따르면, 전 세계적으로 탈탄소 정책이 가속화됨에 따라 탄소포집·저장 시장은 매년 30% 이상 성장, 2050년에는 전 세계 탄소포집량이 76억톤에 육박할 것으로 예상된다. 

이러한 움직임은 실제 중소형 규모의 액화 이산화탄소 운반선 발주로 이어지고 있다. 이에, 한화오션이 집중하고 있는 대형 이산화탄소 운반선 수요 역시 향후 지속적으로 확대될 것으로 전망된다.

우선 한화오션은 에코로그 등과 각 사가 보유한 이산화탄소 운반선 관련 전문 기술과 경험을 공유하고 이를 통해 안전성과 효율성을 갖춘 대형 액화 이산화탄소 운반선의 상세 설계와 사양을 만들겠다는 계획이다. 특히 4개사는 선박 운항과 관련된 주요 이슈를 점검하고 운항 중에 발생하는 온실가스를 최소화하는 방안에 관해 연구할 예정이다. 

또 화물인 이산화탄소의 다양한 순도(純度)에 대해서도 검토해 최신 기술을 반영한 최적의 이산화탄소 운반선을 개발한다는 데 초점을 두고 있다.

이번 협력을 주도한 한화오션은 선박의 추진 성능에 관한 종합적 검토와 액화 이산화탄소 운반선의 핵심인 화물창 등 선박의 상세 설계에 관한 업무를 총괄한다. 

에코로그는 액화 이산화탄소 운반선 관련 글로벌 업계의 요구 사항과 선박 운항 노하우를 제공한다. 에코로그는 그리스 해운선사 가스로그(Gaslog)의 그룹사로 선박 운영을 포함한 탄소 포집 및 활용·저장(CCUS: Carbon Capture Utilization & Storage) 분야에 특화된 업체다. 

글로벌 메이저 선급 중 하나인 미국 ABS사는 이번 협업에서 이산화탄소 순도에 따른 변수를 검토하고 전체적인 설계 사양에 관한 규정을 살피고 승인하는 역할을 맡는다. 

밥콕 LGE(Liquid Gas Equipment)사는 화물 운용 시스템 개발 전문 업체로 재액화장치를 포함한 화물 운용 시스템 관련 설계 개발 업무를 돕는다.

한화오션은 이번 공동 연구를 통해 최적의 성능을 갖춘 액화 이산화탄소 운반선 개발을 완성해 관련 분야 기술 경쟁에서 우위를 선점한다는 방침이다.  

삼성중공업, 초대형 암모니아선박 상용화 추진

삼성중공업은 지난 7일 가스텍 2023에서 한국선급(KR)으로부터 ‘200K급 초대형 암모니아 선박’에 대한 개념승인(AIP)을 획득했다.

초대형 암모니아 선박은 삼성중공업과 KR의 공동프로젝트(JDP)에 따라 개발됐다. 대량의 암모니아를 운송하면서 동시에 추진 연료로 사용함에 따라 운항 과정에서 탄소를 배출하지 않도록 개발된 친환경 선박이다.

암모니아는 강한 냄새 때문에 누출 시 신속한 감지가 가능하며, 상대적으로 가벼워 누출 가스를 효과적으로 제어할 수 있고 낮은 폭발성을 가진다. 반면 금속 부식성과 독성과 같은 부정적 특성도 있어 이를 고려한 안전한 설계가 중요하다.

이에 삼성중공업은 암모니아 특성을 고려해 연료시스템의 개념설계와 선박의 기본설계를 수행했다. 개념설계에서 암모니아 연료시스템 적용에 따른 연료공급, 환기 및 가스 감시 시스템 등을 개발했고, 선박의 기본설계는 대형화된 탱크 및 선체의 안전성을 확보하기 위해 선급 규칙을 충족하도록 했다.

KR은 암모니아 연료시스템의 안전성을 검증하고 탱크 및 선체 구조 최적화를 지원했다. 또 국내외 규정 검토를 통해 초대형 암모니아 선박의 설계 적합성을 검증해 AIP를 수여했다.

조선업계, 친환경 선박 개발 박차

조선업계는 친환경 연료 추진 선박 시장을 선점하기 위해 기술개발에 박차를 가하는 분위기다. 친환경 연료의 경우 유럽연합(EU)이 ‘수송부문 에너지 사용량 중 재생에너지 비율’ 지침을 28%(2030년까지)로 상향한데다, 국제해사기구(IMO)의 탄소 배출 관리 방침도 적용될 예정인데 따라 수요가 커지고 있다.

IMO는 전세계 5000톤 이상 선박에 대해 2023년 운항 실적을 바탕으로 2024년부터 CII(탄소집약도지수, Carbon Intensity Index) 등급을 적용해 탄소 배출을 관리하겠다는 방침이다.

CII는 1톤의 화물을 1해리(1852m) 운송하는데 배출되는 이산화탄소량을 연료사용량, 운항거리 등 선박 운항정보를 활용해 지수화한 수치를 말한다. IMO는 이를 조사해 일정 이상의 탄소를 배출하는 선박 운항을 제한한다는 계획이다. 

한지안 기자  hann9239@hanmail.net

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