현재 전 세계에서 폭염·폭우·폭설·태풍·홍수·가뭄·한파 등 기후적 요인에 의한 재난 및 재해가 급증하고 있다. 이는 급격한 생태계 변화를 초래했고, 결국 그 영향은 인간에게까지 확산되는 중이다. 전문가들은 이런 전 세계적 이상기후의 배후로 지구온난화를 가속화시키는 이산화탄소(CO₂)·메탄(Methane, CH₄)가스 등 온실가스를 지목한다.

 

이에 세계 각국 및 조직은 기후변화에 대응하기 위한 활발한 움직임을 펼치고 있다. 국제재생에너지기구(International Renewable Energy Agency, IRENA)는 기후변화에 대응하기 위한 가이드라인 ‘에너지 전환 시나리오(Transforming Energy Senario)’를 발표하며 구체적인 온실가스 배출 개선안을 산업에 제시했다. 이 시나리오는 화석연료 사용을 줄이는 데 초점을 맞췄다.

 

이처럼 기후변화 대응에 대한 목소리는 결국 한곳으로 모인다. 온실가스를 줄이는 탈탄소화를 위해 나아가자는 것. 탄소중립 나아가 ‘넷-제로(Net-Zero)’가 인류 생존 위기에 지평을 열어줄 것이라는 기대로부터 시작된 목소리다. 이는 결국 온실가스를 내뿜는 전 세계 산업에 무게추가 달려있는 모양새다. 

 

특히 현재 모빌리티 시장은 산업 내 저탄소화 및 탈탄소화를 선도하는 선봉장 중 하나로 활약 중이다. 완성차·이륜차 시장은 전동화로 트렌드가 전환된 후 적지 않은 시간이 흘러 이미 기술 고도화가 진행 중이다. 또 지난해 이스라엘 전기 항공기 스타트업 에비에이션 에어크래프트가 개발한 전기 항공기 ‘앨리스(Alice)’가 첫 비행에 성공하며 항공업계도 탈탄소화에 시동을 걸었다.

 

이런 흐름 속에서 전 세계 이산화탄소(CO₂) 배출량 3%를 차지하는 해운산업도 탈탄소를 위한 움직임을 전개 중이다. 배출량 3%가 결코 적은 수치가 아니기에 탈탄소 전환이 쉽지 않을 것이라는 전망에도 해운산업은 나름의 마스터플랜을 수립해 다양한 친환경 연료 개발 및 도입을 추진하고 있다.

 

전동화? 배터리? NO! ‘친환경’ 연료에서 해답 찾는다

 

해운산업은 연간 10억 톤에 달하는 탄소를 배출하고 있다. 이는 세계 5대 탄소 배출국인 중국·미국·인도·러시아·일본을 제외한 모든 국가에서 배출하는 탄소량보다 많은 배출량이라고 분석된다.

 

이런 배경에서 유럽연합(EU)은 2030년까지 1990년 대비 탄소 배출량을 최소 55% 감축한다는 ‘Fit for 55’를 발표했다. 이 안에 포함된 배출권거래제(Emissions Trading Scheme) 및 해상연료 기준(FuelEU Maritime) 등은 해운산업에 직접적으로 영향을 미칠 전망이다.

 

또 국제해사기구(International Maritime Organization, IMO)도 지난달 개최한 ‘제80차 해양환경보호위원회’에서 2050년까지 전 세계 해운산업 온실가스 배출량을 2008년 대비 100% 감축하겠다는 목표를 발표했다. 이는 같은 기간 대비 기존 50% 감축 목표 기준을 대폭 상향한 수치다. 우리나라도 IMO의 목표에 대응하는 ‘국제해운 탈탄소화 추진전략’을 마련해 글로벌 해운산업 방향성에 발맞추고 있다.

 

 

여기서 해운업계 선도 선사기업으로 평가받는 MAERSK·HMM 등도 2050년까지 온실가스 배출량을 대폭 줄이겠다는 목표를 설정했다. 또 CMA·CGM·팬오션 등 선사도 친환경 선박 체제에 돌입하며 해운업계도 탈탄소화에 나서고 있다.

 

이에 액화천연가스(LNG)·액화석유가스(LPG)·메탄올·바이오연료(Biofuel) 등이 해운업계 저탄소화 및 탈탄소화 실현을 앞당겨 줄 연료로 평가받는다. 특히 LNG와 메탄올은 현재 신규 발주되는 선박 중 50%에 달하는 선박에 연료로 쓰일 예정이다.

 

英해운업계 조사기관 클락슨 리서치에 따르면, 지난해 전 세계 LNG 추진선 발주량은 전년 대비 46% 증가했다. 클락슨은 다른 한편으로 메탄올 추진선 발주량이 친환경 연료 추진선 중 34%를 차지했다고 조사 결과를 밝혔다.

 

업계에 따르면 현재 LNG 추진선이 친환경 선박 영역에서 가장 활발하게 활동하고 있다. 이에 최근 LNG 추진선보다 탄소 배출량이 더 적은 메탄올 추진선이 급부상하고 있다. 메탄올은 기존 연료 대비 질소산화물(NOx)·황산화물(SOx) 등을 크게 줄일 수 있는 것으로 알려졌다.

 

해양 누출·배출 시 바닷물에 녹는 특성과 상온에서 액체상태 유지가 가능해 추가적인 냉각 설비가 불필요하다는 점도 장점으로 부각되고 있다. 특히 그린 메탄올은 황산화물 100%, 질소산화물 80%, 온실가스 최대 25% 등 감축효과가 있다는 점에서 친환경 연료로서 가치를 인정받는다.

 

메탄올 추진선 분야는 특히 우리나라가 경쟁력을 발휘하는 중이다. HD한국조선해양이 2013년에 세계에서 첫 메탄올 추진선을 수주한 데 이어 최근 글로벌 메탄올 추진선 발주량에 약 절반 정도를 확보해 메탄올 추진선 건조 분야를 이끄는 양상이다. 삼성중공업도 이달 17일 1만 6000TEU급 메탄올 추진선 16척을 수주하며 친환경 연료 추진선 시대의 개막을 알렸다.

 

 

하지만 LNG 및 메탄올 추진선도 결국 저탄소 선박에 해당돼 탈탄소 선박과는 거리가 있다. 그렇다면 왜 해운업계는 여타 모빌리티 산업에서 주력하는 에너지원인 연료전지보다 LNG와 메탄올에 더 주목할까? 이유는 무게 때문이다. 

 

김창수 한국선급 환경배관팀 책임검사원은 “연료전지의 무게 특성으로 소형 선박에만 특정해 연구가 진행되고 있다”고 설명했다. 선박에 탑재된 연료전지 무게로 인해 선박 운용 효율성이 떨어진다는 것이 김 검사원의 설명이다. 이 때문에 현재는 소형 선박만을 대상으로 고분자 전해질(PEMFC) 및 고체 산화물(SOFC) 등 연료전지 개발이 진행되고 있다.

 

암모니아, ‘탈탄소’ 선박 연료의 차세대 주자로 발돋움 가능할까?

 

김창수 책임검사원은 선박에서 발생되는 탄소를 줄이는 방법으로 저속운항을 꼽았다. 저속운항 시 최대 75%까지 탄소 배출량을 줄일 수 있다는 얘기인데, 이는 현실적인 제약이 따른다는 게 김 검사원의 결론이다. 운항 속도를 줄이면 선사를 더 투입해야 하는 상황이 발생하기 때문에 선주는 결국 친환경 선박 연료를 고려할 수 밖에 없다는 것이다.

 

여기서 미국선급협회(American Bureau of Shipping, ABS)·클락슨 리서치 등은 2050년 넷-제로 목표 달성을 위해 향후 해운업계가 수소 및 암모니아를 선박 연료로 대체할 것이라 예측했다. 특히 클락슨 리서치는 수소 및 암모니아 추진 선대가 80%로 증가할 것으로 내다봤다.

 

이에 해운업계는 암모니아 추진선에 주목한다. 암모니아는 탄소를 배출하지 않고 제조·저장·수송 등이 가능하면서도 다른 연료 대비 활용 비용 부담 또한 상대적으로 적어 탈탄소 선박 에너지원이라는 게 업계 설명이다.

 

이와 관련해 삼성중공업은 지난달 경남 거제시에 암모니아 실증설비를 구축하기 위해 거제시와 한국가스안전공사에게 각각 제조허가와 기술검토서를 승인받았다. 이를 통해 실증설비에 연료공급·재액화·배출저감 등 시스템의 파일럿 설비가 갖춰질 예정이다. 이렇게 산업에는 암모니아를 선박의 탈탄소 에너지원으로 활용하기 위한 기반이 마련되고 있다.

 

 

김창수 책임검사원도 암모니아가 미래형 선박 에너지원이 될 것이라는 데 업계와 의견을 같이했다. 그는 암모니아 추진선 활성화를 위해 두 가지가 필요하다고 강조했다. 엔진 및 규정 개발이 필수라는 말인데, 선박 엔진에 원천기술을 보유하고 있다고 평가받는 MAN B&W의 연구 및 개발 사례를 들어 설명했다. 이와 관련해 만에너지솔루션즈에 따르면 B&W 엔진 중 약 3000개 엔진이 암모니아 혼소 엔진으로 개조가 가능하다.

 

암모니아 추진선 규정은 한국선급(Korean Register, KR)과 국제선급연합회(International Assosiation of Classification Societies, IACS) 등 선급에서 개발이 완료됐다. 김 검사원은 이와 더불어 국제 항해 선박에 일관된 기준이 적용되는 국제 규정 및 가이드라인 개발 또한 시급하게 요구된다고 강조했다. 이어 엔진 개발과 규정 개발 시점 간 차이가 크지 않을 것 같다는 긍정적 전망도 덧붙였다.

 

그는 암모니아 추진선의 국제 규정 제정 관련 쟁점사항을 네 가지로 구분했다. 암모니아 대기방출 저감 수단, 대기 및 해양 대상 암모니아 배출 기준, 암모니아 허용가능 노출 기준, 폭발 관련 암모니아 위험구역 기준 등이 이에 해당한다. 대상 기준이 마련돼야 암모니아 추진선의 활성화 실현이 앞당겨진다는 뜻으로 풀이된다.

 

김 검사원은 이어 부산 암모니아 친환경에너지 규제자유특구(이하 부산특구)와 경상남도 암모니아 선박 규제자유특구(이하 경남특구)를 예로 특정해 국내에서도 암모니아를 활용한 탄소중립 신산업 생태계가 조성되고 있다고 말했다.

 

부산특구는 2022년부터 4년 동안 암모니아를 개진한 원료를 연료로 활용하기 위한 사업을 진행 중이고, 경남특구에서는 암모니아를 직접 활용한 연료 시스템을 개발 중이라는 데 양 특구 간 차이가 있다. 김 검사원은 두 특구에 대해 국가 차원에서 암모니아 연료 활용을 장려 중이라고 평가했다.

 

김창수 책임검사원은 마지막으로 합리적 방향의 규정 개정, 기술개발 정책 수립, 육상산업과 연계를 통한 대체연료 활용, 안전한 산업 환경 구축 등이 친환경 추진선의 기반이 돼야 할 것이라고 강조했다.

 

헬로티 최재규 기자 |