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2021 국제 LNG 컨퍼런스
“LNG, 탈탄소 연료로 현실적 대안, 하이브리드 솔루션으로 가야”
[580호] 2021년 12월 29일 (수) 16:37:44 류지훈 ryujihoon93@naver.com

 12월 2~3일 창원컨벤션센터, 저·무탄소 연료추진선박 최신기술동향 파악
“EU 탄소집약도 규제 선박 효율 개선보다 대체 연료의 의무화에 초점”
“LNG CII 초기등급 A로 안정적 대응할 수 있어”
“LNG 탱크 투 웨이크, 웰 투 웨이크 상관없이 27%, 18% 온실가스 감소효과”

 

   
 

메탄올, 암모니아, 수소 등 무탄소 연료가 온실가스 배출저감에 효과적이지만 연료의 가격, 독성, 벙커링 인프라의 문제로 2040년은 돼야 상용화 단계까지 갈 수 있다. 특히 무탄소 연료에 대해 EU에서는 연료의 생산부터 소비까지 전 구간의 라이프사이클로 ‘탄소집약도 규제’ 시행이 예상되는 가운데 온실가스를 배출하는 수소와 암모니아는 친환경 연료로 규정되지 못할 가능성이 있어 LNG가 현실적인 대안으로 떠올랐다. 이에 LNG 컨퍼런스에 연사로 참여한 엄항섭 올시데이터㈜ 대표는 “LNG 벙커링 인프라가 증가하고 있어 공급이 원활한 것이 큰 장점이다. LNG가 현실적인 대안이며 듀얼퓨어 엔진 등 하이브리드 솔루션으로 가야 한다”고 제언했다.


2021 국제 LNG 컨퍼런스가 12월 2일부터 3일까지 창원컨벤션센터에서 개최됐다. 2018년을 시작으로 올해 4회째를 맞은 ‘2021 국제 LNG 컨퍼런스’는 산업부와 경상남도가 주최하고 한국LNG벙커링산업협회, 한국조선해양기자재공업협동조합(KOMEA), 경남테크노파크가 주관하는 친환경 국제 컨퍼런스이다.
이번 컨퍼런스는 코로나19 상황임에도 불구하고 조선, 해양, 조선기자재 관련 전문가 500여명이 참여하여 성황을 이뤘다. △류민철 한국산업기술평가관리원PD ‘선박 탈탄소 정부R&D 방향 및 사업소개’ △엄항섭 올시데이터㈜ 대표 ‘선박용 친환경 연료의 현황과 전망’ △피터 켈러(Peter Keller) SEA-LNG 회장 ‘LNG와 앞으로 나아갈 길’에 대한 기조강연을 시작으로 총 10개 세션에서 LNG 벙커링 정책 및 마케팅, 친환경 기술 등을 주제로 전문가 발표가 진행됐다.


특히 암모니아, 수소 등 무탄소 연료 추진선박의 최신기술 동향, 중대형 선박의 LNG 연료추진기술 적용사례, 국내외 LNG 선박 및 벙커링 산업 전망 등 저·무탄소 연료 추진선박의 세계기술 동향과 시장전망에 초점에 맞춰 진행됐다. 세션별 주요내용은 △조선산업의 국제해사기구(IMO) 환경규제에 대한 대응현황 △LNG 연료추진선박 설계 동향 및 고망강간 연료탱크 적용 △무탄소 연료(암모니아, 수소 등) 기술개발 현황 △LNG 벙커링 장비 개발현황 및 기술 동향 △친환경선박 수리 및 개조 기술 △친환경 엔진 개발현황 소개 등 41개 주제로 이뤄졌다.
박종원 경상남도 경제부지사는 개회사를 통해 “IMO의 강력한 환경규제와 정부의 탈탄소 정책에 따라 친환경선박 발주 비중이 높아질 것으로 예상되어 LNG선박 핵심기술 고도화와 수소, 암모니아 등 무탄소 연료 선박 핵심기술 개발의 국산화가 무엇보다 중요하다”며 “이번 컨퍼런스를 통해 저·무탄소 연료추진선박의 최신기술 동향을 파악하고 세계 미래 시장전망 등을 공유하여 국내 조선해양기자재 업체에 많은 도움이 되길 기대한다”고 말했다.

 

류민철 “무탄소 연료 전환 최적의 방법, 연료 생산 시
          탄소 포집방법 연구해야”
         “정부 수소사용사용량 증가 정책에 따라
          국외에서 대량의 수소 수입해야”

류민철 한국산업기술평가관리원 조선해양PD는 선박의 탈탄소에 대한 정부의 R&D 사업과 무탄소 선박의 기술 개발 현황에 대해 발표했다.
OECD 국가별로 2017년 기준으로 우리나라는 온실가스 배출량은 7억 3,000만톤으로 전 세계에서 6번째로 온실가스 배출량이 높은 국가이다. 특히 해운에서의 국내 온실가스 배출량은 2018년 기준으로 10억톤 이상을 배출하고 있는 실정이다. 이는 전 세계의 온실가스 배출량의 약 3%를 차지하고 있으며, 2012년에도 10%로 늘어났다. 류 PD는 클락슨 자료를 통해 “VLCC 1척이 약 6만톤의 온실가스를 배출하고 있다. 온실가스를 줄이기 위해 국제해사기구(IMO)가 2030에는 온실가스 배출량을 40% 감축하고 2050년에는 70%까지 감축해야 하는 상황이다”며 “IMO의 온실가스 배출규제의 특징은 친환경연료 생산 시의 탄소배출량은 고려하지 않고 연료탱크에서 연료를 소비하면서 운항하는 과정에 대해서만 규제를 하고 있다”고 설명했다. 이에 류 PD는 연료를 만들면서 사용할 때까지 탄소를 줄이기 위해 재생에너지를 이용한 수소, 암모니아 등 무탄소 연료의 필요성을 강조하면서 “KR의 EEXI, CII 리포트에 따르면, 국내외 862척을 조사한 결과 절반의 선박이 CII 등급의 C, D등급을 받는 것으로 나타났다”며 “저속 운항과 연료를 적게 쓸 수 있는 설계방식, 선저에 공기분사를 통해 수중 마찰 저항을 줄일 수 있는 에어로플리케이션, 엔진출력제한장치(EPL) 등의 기술을 준비해야 한다”고 강조했다.


류 PD는 무탄소 연료의 전환이 최적의 방법이라고 강조했다. 류 PD는 “연료를 생산 시 탄소포집 방법을 고민해야 한다. 수소는 액체상태로 유지하기 위해 영하 253도를 유지해야 하고, 암모니아는 영하 33도를 유지하여 저장해야 한다”며 “무탄소 연료에 맞는 탱크 크기도 고민해봐야 하며 운송방식과 대량운송할 시 화물창 기술도 도전과제이다”고 제언했다.
이와 관련 정부가 조선산업을 지원하기 위한 프로젝트로 ‘친환경 선박 전주기 기술개발’을 위해 예산 약 40억원 책정하여 10년 내에 전기 추진선박과 암모니아 선박건조와 더불어 KOMEA는 예타에서 빠진 실증선박을 사업을 별도로 진행할 계획이다. 또한 수소 연료전지 선박 프로젝트를 통해 안전 기준에 맞춰서 실제 선급 승인을 받고 운항 데이터를 분석하여 설계까지를 목표로 하고 있다. 부유 해양 쓰레기를 처리하기 위한 목적으로 하는 선박도 건조할 방침이다. 특히 선박 라이프사이클 전체적으로 탄소 배출을 줄이기 위한 프로젝트를 예타 통과 시 2023년부터 시행될 예정이다. 세부적으로는 조선소에서 에너지 절감 방법, 조선소 내에서의 탄소 배출 모니터링으로 전 산업에 탄소배출량을 줄이겠다는 전략이다.


류 PD는 “정부는 2050년까지 탄소 중립을 이루겠다는 ‘수소 사회 기본 계획’을 발표하면서 수소사용량을 늘리겠다는 방침이다”며 “이를 위해 우리나라는 2050년까지 약 2,800만톤의 수소가 필요하다. 전 세계적으로는 2050년까지 5억 2,800만톤의 수소 에너지가 필요한 상황으로 각 나라마다 수소에 한계가 있기에 우리나라도 수소를 대량으로 국내로 들여오는 방법을 고민해봐야 한다”고 강조했다. 류 PD는 수소를 대량 운송하는 방법으로 액체 수소 운반, 암모니아 운반 두 가지 방식을 제안했다. 그는 “수소는 가벼우므로 기화될 우려가 있어 액체상태로 유지하는 것이 중요하다. 대량으로 저장할 수 있는 액체 화물창을 개발해야 한다”며 “액체 수소 화물창 기술을 기획 중이며, 내년(2022년)부터 사업이 시작될 예정”이라고 정부의 액화 수소 화물창 사업에 대해 설명했다. 

 

엄항섭 “메탄올 인프라 구축비용 저렴하지만
          연료가격 비싸, LNG 가격 안정적 벙커링
          인프라 증가 공급 원활”

엄항섭 올시데이터㈜ 대표는 수소, 암모니아 등 친환경 연료의 특성과 설명하면서 현실적인 대안으로 LNG연료와 친환경 연료를 섞어 쓴 하이브리드 솔루션을 제시했다.
엄 대표는 “한국의 경쟁국인 중국이나 일본은 새로운 조선기자재나 친환경 기술을 개발할 여력이 한국보다 떨어지기 때문에 IMO 규제는 한국에 좋은 기회”라며 “2050년까지 온실가스 배출량 50%를 줄이기 위해서는 어떤 연료를 어떻게 잘 성공하여 잘 적용하느냐가 중요하다”고 강조했다. 이어 그는 “그린십이라고 주장하는 선박들은 대부분은 스크러버를 장착한 선박들인데 스크러버는 장기적인 솔루션이 될 수 없다. 결국 친환경 연료·기술 장비를 개발하는 방향으로 가야 한다”고 덧붙였다.


엄 대표는 웰 투 웨이크(Well to Wake) 방식과 탱크 투 웨이크(Tank to Wake) 방식을 비교·분석했다. 엄 대표에 따르면, ‘웰 투 웨이크’는 연료를 유전이나 가스전에서 추출해서 선박의 프로펠러 추진까지 쓰일 때, 탱크 투 웨이크는 선박 연료탱크에서부터 연료를 사용했을 때의 온실가스 배출량을 산정하는 방식이다. IMO에서 나온 데이터들은 ‘탱크 투 웨이크’ 측정방식을 사용하여 연료를 사용하기 이전의 생성과정에서 나온 온실가스 배출량은 산정하지 않고 있다고 설명했다. 엄 대표는 “스크러버를 사용하면 Nox, Sox는 줄어들 수 있지만 내연기관에서 매탄 슬립이 발생하기에 온실가스는 증가할 수 밖에 없다”며 “내연기관을 이용해서는 근본적인 온실가스 감축을 할 수 없다. 따라서 연료로서 온실가스 감축을 달성해야 한다”고 강조했다.
엄 대표는 친환경 연료별로 가격을 비교했다. 높은 압력과 극저온이 요구되는 LNG와 달리, 메탄올은 상온 및 일반적인 대기압에서도 저장과 이송이 쉽고, 벙커링도 항만의 기존 연료 설비를 간단히 개조하여 활용할 수 있어 초기 인프라 구축하는 비용이 상대적으로 적게 든다. 다만 메탄올 연료 가격 자체가 비싸 현실적으로 투자 대비 가격효율이 떨어진다. 반면 LNG는 가격이 안정적이고 공급도 원활하여 유리하다. 엄 대표는 “LNG 벙커링 인프라가 증가하고 있어 공급이 원활한 것이 큰 장점이다. 암모니아는 무탄소 연료이지만 가격이 비싸고 독성이 있어 위험하다”고 설명했다.


특히 E-메탄올과 E- 암모니아가 전기기반의 친환경 합성연료로 급부상하면서 전기가격이 중요하게 됐다. 엄 대표는 “현재 전기가격은 100MWh당 한국 108불, 중국 86불, 미국 150불 일본 245불로 전기가격이 굉장히 높은 나라에서 1년에 8,000시간 정도를 전기를 생산했을 경우의 가격대가 맞춰져야 그레이 암모니아, 블랙 메탄올정도의 시장 가격을 맞출 수 있다”며 “결국은 LNG가 현실적인 대안이며 듀얼퓨어 엔진 등 하이브리드 솔루션으로 가야한다”고 제언했다. 수소와 관련해서는 수소의 경우 입자가 LNG보다 작아 공기 중으로 날아가기 쉬워 대량 수송이 어렵다. 수소를 활용하기 위해서는 LNG와 섞어 쓰는 듀얼퓨어를 엄 대표는 강조했다.

 

김영선 “CII 등급유지에 LNG가 최적, IMO와 EU
          행보에 따라 선사의 불확실성 커져”

김영선 HMM 팀장은 IMO의 CII 규제가 선사입장에서는 까다로워 LNG가 CII등급을 유지할 수 있는 방안이라고 강조했다. 
국제해사기구(IMO)의 EEXI, CII 규제에 대해 김 팀장은 “EEXI규제에서는 현재 HMM의 컨테이너선 선대는 에너지저감장치(EPL)을 탑재하여 고속으로 운항할 수 있도록 설계되어 있어 상업적으로 큰 문제가 없다”며 “다만 CII규제에 부합하게 등급을 유지하는 것이 어렵다. 처음에 A등급을 받은 선박도 관리하지 못하면 D, E등급으로 떨어질 수 있다”고 우려했다. HMM이 보유선대를 대상으로 시뮬레이션하여 실 운항 데이터를 기반으로 분석한 결과 일부의 선박만 A등급에서 시작했으며, 절반 이상의 선박이 C등급으로 시작했으며, 2020년 말에는 대부분 선박이 D, E등급으로 떨어지는 것을 확인했다. 김 팀장은 “재래선박을 운영하는 선사에게는 큰 타격으로 다가올 것이다”며 “D, E등급을 피하기 위해선 결국 선속을 제한하는 방법밖에 없는 실정이다”고 강조했다.


IMO규제와 더불어 유럽에서도 2050년까지 기후중립 목표를 달성하기 위해 EU 집행위원회에서 유럽 그린딜(Green Deal)을 2019년에 발표했다. 이후 그린딜 실무 이행 지침서인 ‘Fit for 55’를 올해 7월 14일에 발표하면서 2030년까지 1990년 대비 온실가스 배출량을 55% 감축하겠다는 목표로 EU 이사회 및 유럽의회에서 본격적으로 논의가 되고 있다. ‘Fit for 55’의 12개 지침 중 해운과 연관된 정책은 세부적으로 △대체 연료 인프라 규정(AFIR) △탄소 경계 조정 메커니즘(CBAM) △EU 탄소집약도 규제 △EU 배출권 거래 제도(ETS) △에너지 과세 지침(ETD) 총 5개가 있다.


김 팀장에 따르면, AFIR은 2025년까지 유럽항만에 충분한 LNG 벙커링 인프라를 구축하고 2030년까지 항만 전기 수요의 90%를 사용할 수 있는 육상전원공급장치(AMP)를 구축을 목표로 하고 있다. 에너지 사용에 대해서도 선박 유종의 따라서 차별화된 탄소세를 부과한다. 특히 화석연료를 사용하면 세금을 100% 부과하고 LNG, LPG, LNG 추출 수소를 사용할 경우에는 67%를 부과한다. 웰 투 웨이크를 통한 수소, 메탄올, 암모니아 연료를 사용하면 1% 정도의 차별화된 세금을 부과한다는 계획이다. 다만 해운, 항공에는 10년의 유예기간이 있다. ETS에서 선사입장에서 우려되는 부분은 ‘적용 해역’이다. 인트라 유럽지역에서는 100%를 적용하고 비 유럽해역에서는 50%만 적용하면 배출권 거래비용이 달라져 유종별 온실가스 배출량 계산이 어려워진다고 설명했다.


특히 김 팀장은 ‘EU 탄소집약도 규제’에 포커스를 맞춰 IMO의 CII규제와의 차이점을 설명했다. ‘EU 탄소집약도 규제’는 IMO의 CII규제와 유사하지만 대체연료 사용을 의무화했으며, 특히 탱크 투 웨이크로 규제하는 CII규제와 달리 EU는 웰 투 웨이크를 하고 있다는 것이다. 김 팀장은 “EU의 탄소집약도 규제는 선박의 효율을 개선하는 것이 아니라 대체연료의 비중을 의무화겠다는 것”이라며 “문제는 수소, 암모니아 등 친환경 연료가 EU에서는 친환경 연료로 규정하지 않을 수 있다. 연료의 생산부터 소비까지 전 구간의 라이프사이클을 따져봤을 때 생산 시에 온실가스를 배출하는 수소와 암모니아는 친환경 연료로 규정하지 않겠다는 것”이라고 우려했다. 이어 그는 “친환경적으로 만들어지는 그린 수소, E-암모니아, E-메탄올만 인정하는 것이다. 향후 IMO가 EU의 행보에 따라 탱크 투 웨이크 방식에서 웰 투 웨이크 방식으로 바꿀 가능성도 있어 선사들에게는 불확실성으로 다가오고 있다”고 덧붙였다.


김 팀장은 향후 변화하는 연료시장을 전망했다. 2030년까지는 LNG 사용이 지속적으로 증가하고 2030년 이후 수소연료가 상용화되고 2040년까지 암모니아, 메탄올 연료가 쓰일 것이다. 김 팀장은 “신조선을 건조하면 2020년도에는 LNG, 2030년에는 암모니아, 메탄올 연료가 적용될 것이다”고 전망하면서 바이오 연료사용에 대해 “재래선 운용기간 동안은 바이오 연료를 적용해야 한다. 현재도 많은 선사들이 바이오 연료에 대해 테스트를 하고 있다. 2050년까지 바이오연료를 사용하면서 비중을 낮추고 친환경 연료로 전환한다면 안정적으로 연료를 교체할 수 있을 것”이라고 강조했다.


김 팀장은 규제적 불확실성 속에서 현재 가장 안전한 연료로 LNG를 꼽았으며, CII 규제에도 안정적으로 대응할 수 있다고 강조했다. HMM의 CII 시뮬레이션 자료에 따르면, 1만 3,000TEU ‘컨’선을 HFO, LNG를 사용하여 비교한 결과 2023년에 HFO선은 B등급으로 시작하고 LNG선은 A등급으로 시작한다. LNG선은 2033년까지 A등급을 유지하고 이후 2042년에서야 최초 D등급을 받게 된다. 반면 HFO선은 2025년부터 C등급으로 떨어지기 시작하여 2034년에는 E등급까지 하락하는 것을 볼 수 있었다. 속도측면에서도 2023년 HFO선은 20노트로 운항할 수 있고 등급이 떨어지면서 2043년에는 10.4노트로 절반을 감속해야 한다. 반면 LNG선은 23년 22노트로 운항을 시작하여 2043년에는 17.3노트로 운항할 수 있어 감속 폭이 적은 것을 확인할 수 있었다.


김 팀장은 “LNG는 탱크 투 웨이크, 웰 투 웨이크에 상관없이 기존연료보다 각각 27%, 18% 정도의 온실가스 감소효과가 있다”며 LNG의 강점을 강조하면서 “2D(Dig
italization, Decarbonization)가 선사에게 도전과제로 다가오고 있다. 디지털화는 강제되지 않고 효율을 높이기 위해 내부적인 움직임이지만, 탈탄소화는 외부적인 규제와 압박으로 강제로 바꿔야 한다. 선사, 조선소, 기자재업체가 협업하여 현명하게 대응해나가야 한다”고 제언했다.

 

허윤정 “스팀터빈선 EEXI, CII 규제 만족하기 힘들어,
          운영전략 세워 대응해야”

허윤정 KR 책임검사원은 IMO의 스팀터빈선 EEXI 규제와 스팀터빈선의 상황에 대해 발표했다.
허 책임검사원은 스팀터빈선의 IMO EEXI의 프레임 워크에 대해 설명하면서 EEXI의 운항적 조치에 대해 “리
덕션 팩터가 EEXI 페이즈 3에 해당하는 부분으로 스팀터빈선의 경우 리덕션 팩터가 30%가 적용되는 것으로 IMO에서 결정했다”며 “EEXI의 중요 컨셉은 선박의 최고속도를 제한하여 저속운항하게 하는 것”이라고 설명했다.


스팀터빈선은 연료를 보일러로 보내 터빈을 작동시키는 방식으로 EEXI를 계산할 시 제너레이터에서 발생하는 인 파워는 고려하지 않고 메인 엔진 부분의 연료소모량을 계산한다. 스팀터빈선의 문제에 대해 그는 “파워를 줄이는 방법을 선택할 시 60%를 줄여야 하므로 선박 운항 효율이 떨어진다. 또한 다른 엔진에 비해 열효율이 떨어져 EEXI를 만족하기 위해서는 엔진파워를 제안하는 방법밖에 없다”고 강조했다. 스팀터빈선은 재액화 장치가 없어 엔진파워를 줄이면 다량의 증발가스(BOG)가 생겨 대기 중으로 날아가면 EEXI 규제 목적에 부합하지 않는다고 허 책임연구원은 우려하면서 “IMO에서는 EEXI 지침서에 증발가스에 대한 공제사항을 추가했다”고 설명했다. 전 세계 운항 선박 중 스팀터빈선은 약 36%를 차지하고 있어 EEXI의 계산에 따라 해사산업계 큰 영향을 미칠 수 있으므로 KR에서는 선사들과 함께 논의하고 스팀터빈선에 대한 EEXI 규제 대응 방안을 검토하고 있다.


허 책임연구원은 “스팀터빈선은 EEXI 규제에 만족하기 힘들 것이며 추가적인 조치가 필요하다”며 “선사입장에서는 내년 MEPC 78차 회의까지 얼마나 남지 않았기 때문에 지금부터 EEXI 계산을 빠르게 시행해야 한다. CII 관련해서도 스팀터빈선은 효율이 높지 않기 때문에 등급을 잘 못 받을 것이다. 나머지 운영을 어떻게 할 것인지 전략을 세워 IMO 규제에 적절히 대응해야 한다”고 강조했다.

 

김한석 “황산화물 규제 LNG 유력한 대안,
          추가 스크러버 등 NOx 저감장치 설치해야”

김한석 마린가스 마리타임 신조감독는 IMO의 황산화물 규제에 대해 신조선에 적용하는 스크러버를 비롯한 친환경 장비로의 대응 방안을 발표했다. 
스크러버는 개방형과 폐쇄형, 하이브리드형으로 총 3가지로 구성되어 있다. 개방형은 일반적으로 해수를 끌어다 스크러버를 통해 클리닝 후 다시 바다에 방류하는 시스템으로 바닷물의 소금 성분이 황산화물(SOx)의 산성분을 중화시키는 데 효과적으로 사용된다. 폐쇄형은 알칼리성성분인 수산화나트륨이 포함된 정화수를 사용하며 정화 프로세스 후에 물은 재사용되며 불순물이 포함된 소량의 물만 따로 분리해 별도의 처리를 거친 후 바다로 방류하는 방식이다. 하이브리드형은 선박의 상황에 따라 바닷물 또는 정화수를 사용할 수 있도록 작동하는 방식이다. 김 감독은 “개방형, 폐쇄형 스크러버를 각국에서 금지하는 움직임이 일어나고 있다. 개방형은 전 세계 선박의 약 80%가 설치됐지만, 32개국에서 금지하고 있으며, 폐쇄형도 알칼리성 화학성분을 추가하는 점을 고려했을 때 친환경 장비라고 보기 어렵다”며 설명했다.


김 감독이 제시한 DNV 자료에 따르면, 신조 계약을 포함한 2021년 현재까지 스크러버를 설치한 선박이 4,584척으로 2019년도에 3,167척, 2020년에 4,336척이다. 코로나19 확산으로 리트로핏 시장이 어려워지면서 2019년 대비 2020년에 스크러버 설치가 증가했지만 저조한 성장 폭을 기록했다. 또한 클락슨에 따르면, 올해 대체 연료를 사용하는 선박 200척, 스크러버를 설치한 선박이 220척이다. LNG의 경우 향후 30년간 증가 폭은 완만할 것으로 예상되고 카타르 프로젝트, 러시아 야말 프로젝트 등 추가 공급량이 발생하면 가격은 더 떨어질 가능성도 있다. 김 감독은 “우리나라도 LNG 벙커링 인프라를 144개를 보유하고 있고 향후 95개가 추가될 것으로 예정되면서 LNG가 가장 유력한 대안이다”이라고 강조했다.
질소산화물(NOx) 규제에 대해서도 김 감독은 “올해부터 발틱해와 북극해, 영국해역이 NOx 배출규제해역(ECA)으로 지정됐다”며 티어3 NOx 배출규정에 대해    “일반연료로는 만족할 수 없다. 추가적인 스크러버와 선택적 촉매 환원 시스템(SCR) 배기가스 재순환 시스템(EGR) 등 NOx 저감장치를 설치해야 한다”고 강조했다.
한편 마린가스 마리타임에서는 에어로블리케이션 시스템(AS)을 2019년부터 사용하여 선박의 운항 에너지 효율을 높여 신조선에 적용했으며, 삼성중공업의 LNG선 4척에도 AS와 샤프트 제너레이터를 탑재했다.

 

허안 “LNG관련 후처리 시스템, 메탄 슬립 방지 위한
       연료 포집 등 기술개발 추진해야”

허안 대우조선해양 부장은 현존선에 대한 LNG추진선으로의 개조를 위해 국산화 장비의 개발과 실선 적용 사업화를 강조했다.
2050년까지 2008년 대비 마이너스 70% 탄소 절감을 위해서는 연료뿐만 아니라 선박의 에너지 절감장치를 추가해야 한다. 허 부장은 IMO 규제에 대응할 방안에 대해서 현실적인 방법을 제시했다. 허 부장은 “초창기 선사들의 선택은 초기 투자비용 등을 고려해서 저유황유를 선택하거나 스크러버를 장착하는 방향으로 진행했다”며 “이러한 트렌드가 최근에 다시 LNG선박으로 역전이 되는 경향이 나타나고 있다. 현재는 어떤 연료를 선택하더라도 불확실하다”고 강조했다.
이런 상황에서 LNG연료가 상당 기간 동안 현실적인 대안으로 떠오를 것으로 허 부장은 전망했다. 그는 “올해 11월 기준으로 한국 조선 3사의 이중연료 추진선박의 수주는 64%를 차지하고 있고 최근 선사, 조선소, 기자재업체를 대상으로 설문 조사에 따르면, 응답자의 대부분이 LNG를 선택했다”고 LNG 연료가 현실적인 대안이라고 강조했다. 


허 부장은 향후 개발 가능한 LNG 신기술 및 신제품을 소개했다. 배기가스 후처리 시스템(CCS)과 시스템 기술(SGM & ESS Combination) 개발과 더불어 메탄 슬립 문제를 해결하기 위한 연료 포집 기술, 혼소 엔진 기술개발 및 FGSS 기술개발을 해야 한다고 강조했다.
특히 허 부장은 국산화 장비의 개발과 실선 적용 사업화를 적극 추진해야 한다고 제안했다. 허 부장은 “신조선도 중요하지만 현존선도 중요하므로 LNG연료선으로 개조가 이뤄져야 한다. 이를 위해 해운사, 조선사, 기자재업체 및 정부 유관기관이 협업하여 공동으로 대처해야 한다”며 “해외 엔진 제조업체, 기자재업체와 동등하게 경쟁하려면 LNG관련 신기술을 겸비하고 있어야 한다”고 제언했다.

 

강성구 “고망간강 탱크 수분 증가하면 제너럴 프로즌
          발생해, 적절한 조치와 핸들링해야”

강성구 한국선급 수석연구원은 고망간강의 국제 협약 동향 및 장점을 설명하면서 고망간강 연료 탱크의 문제점에 대한 해결방안을 제시했다.
강 연구원에 따르면, 올해 9월 IMO의 ‘제7차 화물·컨테이너 운송 전문위원회(CCC)’가 고망간강을 액화천연가스 운송 선박에 사용할 수 있도록 국제협약 개정안에 포함시켰다. 지금까지 영하 165도의 극저온에서 사용하는 화물탱크, 파이프 등은 9% 니켈강 등 4개의 소재만을 사용하였는데, 이번 전문위원회를 통해 고망간강도 연료탱크에 사용될 수 있을 것으로 예상된다고 설명했다.


강 연구원은 “고망간강이 액화가스 운반선을 위한 안전 국제 기준(IGC Code), 액화가스 연료추진선 안전 국제 기준(IGF Code)에 포함되면서 내년 4월에 열릴 예정인 ‘105차 IMO 해사안전위원회(MEPC)’에서 승인된 후 같은 해 12월에 ‘106차 위원회’에서 채택이 되면 2026년 1월경 공식 발효될 것으로 예상한다”며 “기존에는 LNG에만 취급할 수 있었지만 부탄, 프로판, CO2가스, 에탄올, 에틸렌 등에 적용할 수 있게 됐다. 이러한 화물을 하는 선박에는 고망간강을 사용할 수 있다”고 강조했다. 
극저온 고망간강의 최대 장점은 기존 재료 대비 경제성이 우수하다는 데 있다. 화물 및 연료탱크에 주로 사용되는 9% Ni강 및 Sus 304는 국제 시세에 따라 가격 변동 폭이 크고 고가의 니켈(Ni)을 상당량 포함하고 있는 반면, 고망간강은 지표에 풍부한 망간을 기반으로 하기에 가격이 저렴하고 가격 변동 폭도 안정적이어서 공급이 원활하다.


고망간강의 인장강도는 다른 재료에 비해 높아 구조물의 안전성을 크게 증가시킬 수 있는 장점도 있으며 무엇보다 국내 기술로 개발된 것이라 독점적인 경쟁력을 가지고 있다. 향후 탄소연료에서 친환경 연료로 국제적인 패러다임이 전환되는 시기에 발맞춰 친환경 화물운송 및 연료를 사용하는 선박의 탱크 및 파이프 소재로 각광받을 것으로 기대된다.
한편 강 연구원은 중간검사를 통해 고망간강의 문제점에 발견했다. 그는 “고망간강 LNG탱크를 검사하는 과정에서 침식 및 부식을 발견했다”며 “이는 장마 등 기후변화에 따라 공기 중 수분이 증가하면 수분과 산소가 만나 탱크 내부에 제너럴 프로즌이 발생하여 균열을 일으킨 것”이라고 설명했다. 이를 위해 중간검사, 임시검사 등을 적절한 조치와 핸들링을 통해 고망간강에 대한 제너럴 프로즌을 막을 수 있다고 강 연구원은 강조했다.

 

정문화 “수소 제로 에미션 달성위해 LNG 리포밍 당면
          과제, DNV ‘하이드로젠 프로젝트’ 수행”

정문화 노르웨이 선급협회(DNV) 도면승인센터 수석검사원은 수소 연료전지 추진 방식을 소개했다.
전기분해 연료(Power to fuel)는 재생 에너지를 통해 태양열을 이용해 물을 전기분해하여 수소를 발생시킨다. 발생한 수소는 이산화탄소(CO2)와 결합하여 가스 또는 액체 연료를 만들어 선박에 주입할 수 있게 된다. 정 수석검사원은 현재 수소관련 연구 과제에서 두 가지 갈림길이 있다고 설명했다.
정 수석검사원은 “수소를 사용하여 제로 에미션을 만들 것이냐, 암모니아를 통해 제로 에미션 타겟을 맞출 것이냐가 핵심이다. 수소의 경우 기존의 LNG 연료를 사용하여 이산화탄소를 절감하고 있는데 향후 바이오 LNG 또는 2030년에 수소를 사용한 전기 배터리 추진선을 만들 수 있는지가 당면과제이다”며 “LNG 리포밍 과정을 통해 연료전지 연료와 함께 추진 시스템을 만드는 방법이 있다”고 설명했다.


LNG를 이용한 연료전지 시스템은 LNG 탱크, LNG 리포밍 장비를 통해 연료전지에서 발생하는 전기를 DC/AC컨버터를 통해 전기모터를 작동시켜 선박 프로펠러를 돌리는 방식이다. 이와 더불어 수소 탱크를 이용해 수소를 직접 주입하여 리포밍 과정을 거치지 않고 바로 수소를 기화시켜 연료전지에 공급하고 발생한 전기로 프로펠러를 작동시키는 방식이 있다. DNV는 육상용 연료전지를 해양에서 적용 가능한 기술에 대한 조사를 실시했다. 조사 결과 고체 산화물 연료전지(SOFC), 양성자 교환막 연료전지(PEMFC), 고온 PEM 연료 전지(HT-PEMFC) 3가지가 선박에 사용 가능한 기술로 판명됐다.
DNV는 ‘하이드로젠 프로젝트’를 통해 액체수소연료(LH2) 추진선에 대한 설계를 담당하고 있으며, 노르웨이에서 운항하는 수소 페리선에 액체수소연료 탱크를 적용 및 설계를 담당하고 있다. 한국에서는 국내조선소와 현대자동차, 삼성 등의 기업과 협업을 통해 LNG, 수소 관련 기본 승인(AIP)을 수여하고 있다. 
한편 IMO는 올해(2021년) IGF code에 수소 연료전지에 대한 챕터 E를 만들어 포함해 규정하기로 결정했다. DNV도 수소 연료전기관련 가이드라인을 만들었다.

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