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2050년 탄소제로 해운업의 미래를 꿈꾼다
풍력·태양력·수소전기·바이오매스 등 선박연료 다변화 ‘기지개’
[550호] 2019년 07월 01일 (월) 14:29:59 강미주 newtj83@naver.com
   
 

글로벌 선사 과감한 ‘탈탄소화’ 추진…선박금융에 기후이슈 포함
 

전 세계 해운업계가 2050년 ‘탄소배출 제로(Zero Emission)’의 미래를 차근히 준비하고 있다. 현재 해운업계 앞에 놓인 최대 과제는 당장 내년에 시행되는 IMO의 황산화물 규제 뿐만이 아니라 온실가스 저감을 위한 탄소배출을 줄이는 데 있다. 머스크, CMA CGM 등 글로벌 선사들은 탄소중립 선언과 함께 선박의 CO2 감축 전략과 기술투자를 적극 추진하고 있으며, 유럽을 필두로 친환경 대체 선박연료의 개발연구가 활발히 진행 중이다.

전 세계 해상운송은 연간 10억톤 가량의 이산화탄소를 배출하고 있다. 이는 글로벌 탄소배출에서 2.5-3%의 비중을 차지하며 오는 2050년에는 17%로 비중이 늘어날 것으로 예측된다. 이에 IMO는 2050년까지 해운의 온실가스 배출을 2008년 대비 50% 절감한다는 목표를 제시했다. IMO는 지난해 10월 MEPC 73차 회의에서 선박의 온실가스 배출 감축을 위한 전략과 추적 프로그램을 승인했으며, 2030년 40%, 2050년 50%까지 절감한다는 단계적인 목표를 세웠다. 

이에 글로벌 해운업계는 기존의 단일한 연료모델이었던 HFO(벙커C유)에서 탈피하여 이를 대체할 수 있는 친환경 선박연료에 대해 그 어느 때보다 높은 관심을 보이고 있다. 당장 내년에 시행되는 황산화물 규제에 대응하기 위한 저유황유나 스크러버, LNG 솔루션 외에도 탄소배출을 절감하는 친환경 선박연료로는 LPG, 메탄올, 암모니아, 수소, 바이오연료, 전기배터리, 연료전지, 태양열, 풍력, 탄소포집 및 합성연료 등이 부각되고 있다. 일각에서는 핵 에너지도 검토되고 있는 것으로 알려졌다.

이와 함께 글로벌 선사들은 2050년 탈탄소화 전략을 잇따라 선언하고 다양한 연료 모델을 구상하고 있으며 친환경 선대 구축과 에너지 효율 프로그램을 통한 탄소절감 노력을 경쟁적으로 추진하고 있어 주목된다.

전기배터리, LPG, 바이오연료 현실화 되나
친환경 전기선박은 이미 유럽의 연안해역에서 상용화되고 있으며 선박에 장착된 배터리 팩의 용량도 점점 확대되고 있다.

노르웨이에서는 2015년부터 세계 첫 전기동력 여객선 ‘암페레’호가 운항하고 있다. 암페레호는 필요 시 전기를 동력으로 추진하는 총톤수 1,598톤의 하이브리드 선박으로, 120대의 자동차, 360명의 여객을 수송한다. 노르웨이의 ‘야라 비르켈란(Yara Birkeland)’호는 세계 첫 자율운항 무인 컨테이너선(120teu급)이자 전기 배터리로 운항되는 친환경 선박으로 연내 시범운항에 들어갈 예정이다. 전기배터리는 최대 시간당 9 메가와트이며, 평균 6노트, 최대 10노트의 속도를 낼 수 있다.

스웨덴에서는 2017년부터 100% 전기동력의 여객선 2척이 운항 중이다. 길이 238미터, 8,414톤급 여객선으로 740만명의 여객과 190만대의 차량을 수송한다. 덴마크에서는 해운업계 최대 규모의 배터리팩을 장착한 4.3MW 전기 여객선 ‘엘렌(Ellen)’호가 7월부터 상업운항에 들어간다. 덴마크섬 ΑErø Fynshav간 22 해리를 운항하게 되는 동 선박은 길이 60미터, 폭 13미터로 타 전기 여객선들 보다 최대 7배 이상의 거리를 운항할 수 있다. 미국에서는 오는 9월 첫번째 수소연료전지 여객선 ‘워터고그라운드(Water-Go-Round)’호가 건조되어 샌프란시스코만에서 운항에 들어갈 예정이다.

친환경 선박연료로 LPG(액화석유가스)에 대한 관심도 커지고 있다. 벨기에 가스선사인 엑스마르(EXmar)는 세계 최초로 LPG를 연료로 하는 신형 디젤 주기관을 VLGC(대형LPG선) 2척에 탑재한다. 동 신조선은 2020년 7-9월 준공 예정으로 있으며, 노르웨이 석유회사인 스타트오일사와의 장기계약에 투입하고 선적된 LPG를 연료로 사용하게 된다. LPG는 기존 선박유 대비 각종 유해물질을 대폭 줄일 뿐 아니라 연료의 이동과 공급이 용이한 편이다.

일본에서도 LPG 연료선 개발 및 벙커링 사업이 본격화되고 있다. 일본 최대 LPG 공급업체인 아스토모스 에너지(Astomos Energy)도 오는 2020년까지 세계 첫 LPG 연료추진선의 건조를 추진하고 있다.

바이오매스의 경우 높은 가격에도 불구하고 경쟁력 있는 선박연료로서 최근 주목받고 있다. 지난해 말 덴마크 벌크 및 탱커선사인 DS Norden은 세계 최초로 탄소중립 바이오연료를 사용한 선박을 시험운항했다. ‘Nord Highlander’호는 로테르담에서 에스토니아 탈린까지 항해했으며, 네덜란드 회사 ‘Good Fuels’에서 선박에 바이오 연료를 공급했다.

머스크는 2050년 탄소제로를 실현하기 위해 1만 8,000teu급 ‘트리플 E’ 컨선에 바이오연료를 테스트한다는 계획을 밝힌 바 있다. CMA CGM의 경우 최근 5,095teu급 ‘White Shark’호에 바이오연료를 테스트해 시범운항한 바 있으며 NYK도 올 1월 케이프사이즈 벌크선에 바이오연료를 30% 블렌딩하여 유럽 역내에서 시범항해를 가졌다.

‘풍력’ 대형 컨선 및 벌크선에 재도입
선박에 돛을 장착하는 풍력에너지도 다시금 주목받고 있다. 대형 컨테이너선 및 벌크선에 풍력을 활용하려는 프로젝트들이 각국에서 진행 중이다. 프랑스 베네토 그룹은 ‘네오라인(Neoline)’ 프로젝트를 통해 오는 2021년 프랑스 서안과 미국 동안간 4,200 스퀘어미터 돛을 장착한 136미터 로로 화물선을 운항할 예정이다. 이를 통해 기존 화물선 보다 CO2 배출을 90%까지 감축할 수 있을 것으로 기대했다.

B9 에너지그룹도 선박에 돛을 장착하는 프로젝트를 진행 중이다. 풍력은 바이오가스 동력엔진과 결합하여 에너지원으로 쓰이게 되며, 동사는 최대 1만톤 규모의 소형 상선시장을 목표로 풍력 기반 화물선을 개발하고 있다.

일본선사 K라인은 벌크선에 ‘에어시즈(Airseas)’가 개발한 ‘씨윙 카이트(Seawing kite)’를 장착하기로 했다. 자동화된 씨윙 카이트가 선수에 장착되어 벌크선의 동력을 보조하게 된다. K라인은 씨윙을 통해 케이프사이즈 벌크선에서 매년 탄소배출을 5,200톤 이상 혹은 20% 이상을 절감할 뿐 아니라 오는 2050년까지는 선대의 CO2 배출을 절반가량 절감한다는 목표다.

 

   
노르웨이 '그린십핑 프로그램'

친환경 선박연료 개발 이니셔티브도 ‘활발’
친환경 연료 전환을 위한 해운업계 이니셔티브도 본격화되고 있다.

최근 바르질라를 비롯한 6곳의 북유럽 회사들은 친환경 선박연료의 새로운 인프라를 개발하기 위해 ‘ZEEDS(Zero Emission Energy Distribution at Sea)’를 설립했다. ZEEDS는 친환경 선박연료의 컨셉과 아이디어 개발을 촉진한다는 방침이며 앞으로 관련 정책당국과 잠재적인 새로운 파트너들을 참여시킨다는 계획이다.

네덜란드에서는 최근 ‘더그린 마리타임 메탄올(The Green Maritime Methanol)’ 컨소시엄이 설립돼 자국 선박의 메탄올 활용 연구에 들어갔다. TKI Maritiem과 네덜란드경제기후부의 지원을 받는 동 프로젝트는 길이 40-160미터, 톤수 300-2만 3,000dwt급의 9척의 선박을 선정했으며, 네덜란드 준설매립 전문시공사인 반우드와 보스칼리스, 네덜란드해군, 선사 Wagenborg Shipping가 참여한다.

그러나 ‘탄소제로 해운’이라는 지속가능한 솔루션 개발은 해운업계가 단독으로 추진하기에는 벅찬 게 사실이다. 새로운 연료와 기술개발에는 광범위한 R&D가 요구되기 때문이다. 이에 해운업계는 UN IMO 등에 친환경 선박연료 개발 등에 있어서 적극적인 역할을 당부하고 있으며, 관계당국의 인센티브 지원을 촉구하고 있다. 최대 컨선사인 머스크의 경우 탄소절감 대응을 한 다양한 방법을 논의하기 위해 업계의 참여와 공동개발, 스폰서십을 주장할 뿐 아니라 연구진, 기술개발자, 투자자, 화주, 법률가 등 모든 이해관계자들과 풀을 구성해 논의를 시작한다는 방침이다.

업계 노력만으로는 벅차, IMO·관계당국 기술지원 필요
해운업의 탄소배출 제로를 지원하기 위해 혁신적인 기술에 대한 기금지원을 시행하고 있는 국가들도 있다. 특히 노르웨이는 친환경 해운을 정부 환경정책의 최우선 분야로 명시하고, 현재 정부 주도로 에너지 고효율 선박기술과 친환경 연료선박 개발을 위한 ‘Green Shipping Program’을 추진하고 있으며 수소, 바이오연료, 자율주행선박, 저탄소 어선 프로젝트 개발을 진행하고 있다.

노르웨이 해안선을 따라 운항되는 전기여객선의 경우 연매출의 50%를 정부 보조금을 지원하고 있으며 오는 2021년까지 전기선박 규모를 63척까지 확대한다는 계획이다.또한 지난해 노르웨이 해운업계는 2050년까지 CO2 감축 50%라는 전략적 목표를 설정한 바 있다.

영국정부의 경우 해운업계와 파트너십을 맺고 최신식 프로펠러, 선상 열재생, 풍력 돛 등의 에너지절감장치와 실증테스트를 위한 기술펀드에 780만달러를 지원한다.

글로벌 은행 11곳, 선박금융에 탄소절감 평가한다
최근 메이저 은행들은 해운업계의 CO2 탄소배출 절감을 지지하면서 기후이슈를 담은 새로운 선박금융 포트폴리오 기준을 구축하기로 해 눈길을 끈다.

6월 시티은행 등 글로벌 금융권 11곳은 해운선사들의 선박금융 범주에 기후영향 부분이 통합될 것이라 발표했다. 새로운 선박금융 요건은 ‘포세이돈 원칙(Poseidon Principles)’으로서 IMO의 2050년 탄소절감 50%라는 기후의제에 기반한다. 포세이돈 원칙은 금융기관들의 해운업계 대출에 대한 기후 연계를 평가하고 공개하기 위한 세계적인 제도라 할 수 있다.

시티그룹 선박금융 관계자는 “은행들도 선박금융 포트폴리오에서 기후변화의 이슈를 의사결정 기능을 위한 결정도구에 포함했다”며 “이를 통해 해운업계의 친환경과 탄소절감을 위한 선박기술 전환 등을 지원할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

글로벌 은행들이 공동으로 기후변화 전략을 금융 포트폴리오 의사결정 도구에 포함시킨 것은 이번이 처음이다. 참여은행은 시티은행, Societe Generale, DNB, Danish Ship Finance, Danske Bank, 노르웨이 DVB 등으로 글로벌 선박금융 포트폴리오의 약 1,000억달러 규모, 전체의 20%를 차지하고 있다. 향후 더 많은 은행들이 포세이돈 원칙에 참여할 것으로 전망된다. 한 금융권 관계자는 “이번 포세이든 원칙은 전 세계 최초로 금융기관들 사이의 자발적인 기후변화협약이라 할 수 있다”며 “새로운 대출기준을 통해 해운분야에서 친환경 고효율 신조선들이 늘어나게 될 것”이라고 전했다.

머스크, CMA CGM 등 ‘탈탄소화’ 잇따라 선언
머스크, CMA CGM 등 글로벌 선사들은 ‘탈탄소화’ 전략을 잇따라 발표하고 각 분야별로 탄소배출을 줄이기 위한 다양한 노력을 기울이고 있다.

머스크는 해운업계에서 가장 먼저 2050년 ‘탄소중립(carbon neutral)’ 회사가 되겠다는 목표를 발표했다. 2030년까지 탄소중립 선박들의 상업운항과 혁신적인 연료효율 솔루션 기술을 통해 지속가능한 성장을 이룬다는 전략이다. 머스크에 따르면, 2007년과 비교시 현재 CO2 배출을 46%까지 감소시켰다. 이는 업계 평균보다 9% 이상이 줄어든 수치다. 물류회사 DB쉥커와는 친환경 운송 파트너십을 통해 2014-2018년 동안 컨테이너당 CO2 배출을 20% 줄였다는 설명이다. 올 3월에는 해운분야 탈탄소화에 대응하기 위해 설립된 글로벌 협의체 ‘GIA( Global Industry Alliance to Support Low Carbon Shipping)에 가입하는 등 업계와의 공동협업에도 적극 나서고 있는 모습이다.  

CMA CGM은 2015-2025년까지 컨테이너당 CO2 배출을 30%까지 절감한다는 목표를 세우고 있다. CMA CGM측은 6월 환경의 날을 맞아 보도자료를 배포하고 “동사는 친환경 선대를 구축하고 선박의 탄소발자국을 줄이기 위해 최근 몇 년간 광범위한 이니셔티브와 혁신을 추진해왔다”면서 “2005-2015년 컨테이너당 CO2 배출을 50% 절감했고, 2015-2018년에는 17% 줄였다”고 밝혔다.

특히 에너지 전환과 관련해서는 LNG추진 컨테이너선의 도입에 앞서 나가고 있다. 이를 통해 황산화물 99%, CO2 최대 25%, 질소산화물 85%까지 줄일 수 있다는 전략이다. CMA CGM은 2018년 이후 2척의 LNG추진선을 인도받았고, 2022년까지 20척의 LNG추진 컨선을 인도받을 예정으로 있다.

CDP, 저탄소 대응 1위 선사는 NYK, 5위는 현대상선
APL 또한 CMA CGM이 제시한 CO2 절감 목표와 일치한 탄소절감 전략을 추진한다는 방침이다. APL은 2018년 컨테이너당 CO2 배출을 2009년 대비 47.4% 절감했다고 밝혔다. 이번 결과는 ‘클린카고워킹그룹(Clean Cargo Working Group, CCWG)’이 집계한 APL의 2018년 CO2 배출 데이터의 환경성과평가(EPA)에 따른 것이다.

APL 측은 “CMA CGM그룹의 일환으로서, APL은 환경보호와 탄소 발자국 절감을 위해 확고하게 노력하고 있다. 앞으로도 운영의 효율성을 높이고, 선대 및 항해 최적화, 연료 효율선 투입 등을 통해 탄소절감을 추진할 계획”이라고 밝혔다. APL의 선박은 이외에도 미국 서안항만에 정박시 육상전력을 사용할 수 있는 공급장치를 장착하고 있다.

이스라엘 선사 Zim은 오는 2025년까지 평균 CO2 배출을 50%까지 감축한다는 목표다. Zim은 최근 발간한 첫 번째 지속가능성 보고서에서 해상과 연안에서 탄소배출 최소화를 위한 목표를 세우고 지속적이고 세부적인 노력을 기울일 것이라고 밝혔다. 동사는 2019-2025년 자사 선대의 teu당 평균 CO2와 SOx 배출을 최소한 18% 추가 감축하고, 매년 2%씩 감축한다는 계획이다.

한편 글로벌 환경경영 인증기관인 '탄소정보공개 프로젝트(CDP, Carbon Disclosure Project)'가 6월 공개한 글로벌 선사들의 저탄소 전환 대응 순위에 따르면, 1위는 NYK, 2위는 머스크, 3위는 MOL, 4위는 K라인, 5위는 현대상선이 차지했다.

 

   
NYK '슈퍼에코십 2030'

탄소제로 미래 선박의 모습은?

글로벌 해운선사들은 엄격한 탄소배출 규제에 대응하기 위해 혁신적인 엔지니어링 아이디어와 친환경 선박기술을 결합하여 새로운 미래 선박들의 개발에 앞서나가고 있다. 현재 해운업계에서 개발 중인 미래 선박들은 에너지 효율성을 개선하는 다양한 신재생 에너지원들이 선박연료로 사용된다. 탄소배출 제로 실현을 위한 친환경 미래 선박을 소개한다.

발레니우스 ‘E/S 오르셀(E/S Orcelle)’
스웨덴 해운그룹 발레니우스(Wallenius)가 디자인한 ‘오르셀 그린십(Orcelle Green Ship)’호는 매우 특별한 자동차 운반전용선이다. 8개의 데크에 최대 1만대의 차량을 수송할 수 있으며, 전기·풍력과 파력·수소연료 패널이라는 3가지 각기 다른 추진 시스템이 효과적으로 통합하여 선박의 에너지원으로 쓰인다. 이를 통해 완전한 탄소제로 선박으로 운항할 수 있으며 오는 2025년경 공식 선보일 예정이다.

NYK, ‘슈퍼 에코십 2030’
NYK가 디자인한 ‘슈퍼 에코십(Super Eco Ship)’은 미래 탄소배출 제로 컨테이너선 중 하나로서, 태양열과 LNG 셀을 에너지원으로 사용한다. 또한 풍력을 사용하기 위해서 4,000 스퀘어미터의 돛도 장착된다. 유럽 유수 엔지니어링회사들과 기술협력을 통해 슈퍼 에코십의 컨셉이 개발됐으며, 전기기반 화물 상하역이 가능하게 디자인됐다. 350미터 길이의 슈퍼 에코십은 오는 2030년부터 운항에 들어간다.

스칸디라인즈, ‘탄소배출 제로 페리’
덴마크와 스웨덴 간을 운항하는 해운선사 스칸디라인즈(Scandilines)는 GL과 협력하여 탄소배출 제로 컨셉의 여객선을 개발하고 있다. 탄소배출 제로 여객선에는 광전지, 연료전지, 기계회전자 등 다양한 그린 에너지 기술이 활용되며, 1,500명의 여객, 2,200대의 차량을 운송할 수 있다. 현재 동사는 8척의 여객선 중 6척을 전기 하이브리드 동력으로 운항하고 있으며 오는 몇 년 내로 순수 배터리 동력으로 운항하는 여객선을 개발하여 탄소배출 제로를 실현한다는 목표다.

MOL, 태양열 하이브리드 ‘에머랄드 에이스’호
MOL의 ‘에머랄드 에이스(Emerald Ace)’호는 세계 첫 태양열 하이브리드 자동차운반전용선으로 지난 2012년부터 운항에 들어가 있다. 미쓰비시중공업이 건조했으며, 100% 탄소배출 제로 선박은 아니지만 선석에서 접안하는 동안 어떤 독성가스도 배출하지 않는다. 태양연료 패널을 통해 운항 및 정박 중 발생된 태양열 에너지는 배터리에 저장돼 효과적으로 전체 동력을 지원한다. 

   
발레니우스 'E/S 오르셀'

 

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