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그린 메탄올에 쏠리는 친환경 선박, 다른 연료는 아직
[594호] 2023년 03월 02일 (목) 14:39:44 김우정 yuting4030@gmail.com

Maersk·CMA-CGM·COSCO, 메탄올 선박 집중 발주
조선 3사, 암모니아·연료전지·수소·해상풍력 등 친환경동력 강구

 

전 세계 운송·물류산업계가 연간 약 35억톤의 온실가스(GHG) 배출량을 줄이기 위해 대형선박의 연료를 화석
연료에서 LNG(액화천연가스)로 전환하고 있지만, ‘탈탄소화’ 기준에 맞추기에는 역부족이다. 이에 차세대 친환경 선박 엔진을 개발하려는 해운·조선업계의 움직임이 날로 가속화되고 있으며, 친환경 에너지와 연료의 안정성과 경쟁력 있는 비용은 해운 탈탄소화에 주요 과제로 떠올랐다.
기존의 선박연료와 비교하면 메탄올은 질소산화물과 황을 포함하지 않으며 PM(미세먼지) 배출량이 적다. 또한 다른 친환경 연료와 비교해서도 메탄올 연료는 기술성숙도가 높으며, 개조가 용이하고, 안전한 사용, 편리한 충전, 저비용 등의 이점이 있다. 최근 몇 년간 LNG가격이 급등하여 LNG 동력 선박의 운항 비용이 상대적으로 증가하고 있으며, LNG 이중연료 선박의 건조 비용과 난이도가 메탄올 동력선보다 높다는 점이 메탄올의 선호도를 높이는데 가세하고 있다. 


클락슨 자료에 따르면, 22년 1~9월 신조선 발주량 중 대체연료를 사용하는 선박이 전체의 59%를 차지했으며, 지난해 메탄올 연료에 대한 ‘컨’ 선사들의 관심이 급증해 메탄올 동력 ‘컨’선 신규 발주가 전체 ‘컨’선 발주량의 21%를 차지해 LNG 동력 ‘컨’선의 뒤를 이었다. 현재까지 전 세계 메탄올 동력 ‘컨’선은 총 47척이 발주됐으며 이중 1만 5,000~2만 4,000TEU급 초대형 선박이 36척, 피더선이 11척으로 집계됐다. 


메탄올 이중연료 추진선, 머스크 19척·CMA CGM 18척·COSCO 12척·HMM 9척 발주
머스크, 연료전지 예인선·그린 액체 리그니(Iignin)의 해양연료 개발에도 관심
CMA CGM, 바이오가스선 7척 발주...26년 e-메탄 ‘컨’선 총 77척 보유 예정

머스크(Maersk), CMA CGM, COSCO 등 대형 ‘컨’ 선사들이 메탄올 동력 선박을 친환경 연료선의 첫 주자로 선택하고 있다. 이러한 움직임은 머스크의 주도 하에 메탄올 연료에 대한 선호도가 증가하고 있는 것으로 분석된다.

 

   
 

머스크(Maersk)
2030년까지 컨테이너당 탄소 배출량을 절반으로 줄이고, 해상 화물의 25%를 친환경 연료선으로 운송할 계획을 세운 머스크(Maersk)는 현재 기술 수준에서 메탄올이‘컨’선에 가장 적합한 저탄소 연료라는 판단하에 19척의 메탄올 추진 컨테이너선을 발주했다. 머스크는 2021년 현대미포조선에 3,500TEU급 메탄올 동력 ‘컨’선과 피더선을 발주했으며, 같은 해 8월 현대중공업에 1만 6,000TEU 메탄올 추진 컨테이너선 8척과 2025년 4척의 추가 옵션계약을 체결하였으며, 2022년 10월 한국조선해양과 1만 7,000TEU 메탄올 추진 ‘컨’선 6척을 추가 발주하여 총 19척 건조계약을 체결했다. 3,500TEU급 메탄올 동력 ‘컨’선과 피더선은 올해 머스크 선단에 합류할 예정이며, 2024년에는 1만 6,000TEU급 선박의 1차 물량이 인도될 예정이다. 1만 7,000TEU급 선박 6척은 2025년까지 순차적으로 인도될 예정이다. 머스크는 “19척의 친환경 선박이 모두 운영되고 노후 선박이 교체되면 연간 약 230만톤의 이산화탄소 배출량을 줄일 수 있다”며 “앞으로 머스크가 소유한 모든 신조선은 이중연료 기술이나 표준 초저유황 연료유(VLSFO)로 운영될 것”이라고 강조했다. 한편, 머스크의 예인선 자회사 스비처(Svitzer)는 21년 11월 세계 최초로 그린 메탄올 기반의 연료전지 예인선을 도입하겠다 발표했으며, 2024년 1분기까지 유럽 지역에서 가동될 예정이다. 새로 발주된 19척의 신조선에 약 75만톤의 그린 메탄올이 요구되는 등 머스크는 연간 600만톤의 그린 메탄올이 필요하지만, 현재 기술 수준에서 메탄올의 가격과 규모가 가장 큰 문제로 꼽히고 있다. 이러한 문제를 극복하기 위해 머스크는 그린 메탄올 대량 생산예정자인 Carbon Sink, CIMC ENRIC, Debo, European Energy, Green Technology Bank, Orsted, Proman, Wastefuel, SunGas 9개사와 대규모 협력 파트너십을 통해 안정적인 메탄올 공급망을 구축하고 있다.


한편 22년 11월 머스크는 스페인 정부와 대규모 친환경 연료 생산을 위한 ‘General Protocol for Collaboration’에 서명했으며, 이를 통해 연간 최대 200만톤의 친환경 연료를 공급할 수 있을 것으로 기대된다. 또한 머스크의 법인 벤처 자회사인 Maersk Growth는 그린 액체 리그니(Iignin)을 해양연료로 사용하기 위해 액체 리그닌기술 개발에 초점 맞춘 네덜란드 스타트업 Vertoro에 투자했다.

 

CMA CGM
CMA CGM은 2050년까지 Net-Zero, 2023년까지 LNG와 메탄올 등의 대규모 투자를 통해 대체 연료의 10%를 에너지 믹스에 통합하기로 약속했다. CMA CGM은 20억달러를 투자해 1만 3,000TEU급 네오파나막스급 메탄올 동력 ‘컨’선 12척을 발주했다. 동 선박은 2026년 12월 이전 인도될 예정이다. 이번 신조 발주는 CMA CGM의 두 번째 메탄올 동력 컨테이너선 발주로, 현재 동사의 건조 중인 메탄올 동력 ‘컨’선 수는 18척으로 늘어났다. 지난해 6월 CMA CGM은 대련선박중공(DSIC)과 10억 5,000만달러를 투자해 메탄올 이중연료 동력 ‘컨’선 1만 5,000TEU급 6척의 건조계약을 체결했으며, 동 선박은 2025년 하반기에 인도될 예정이다.


또한 CMA CGM은 바이오가스 추진 ‘컨’선 7,300TEU 4척, 7,900TEU 3척 총 7척 발주했으며, 2024년에 인도할 예정이다. 특히 CMA CGM은 이중연료엔진이 장착된31척의 e-메탄 ‘컨’선을 보유하고 있으며, 2026년까지 총 77척의 선박을 보유하게 될 예정이다. CMA CGM가 2017년부터 개발한 이중연료 엔진기술은 합성 메탄뿐만 아니라 바이오가스로도 사용할 수 있다. 지난해 6월 CMA CGM과 프랑스 에너지회사 엔지(ENGIE)는 프랑스 르아브르에서 2026년부터 연간 1만 1,000t, 2028년부터 매년 최대 20만톤의 2세대 바이오메탄을 생산하는 ‘샐러맨더(Salamander)’ 프로젝트에 공동 투자했다. 또한 토탈에너지스(TotalEnergies)가 유기물로부터 제조한 바이오LNG가 22년 1월부터 마르세유항에서 CMA CGM이 운항하는 LNG연료‘컨’선에 공급되고 있으며, 2024년 말까지 LNG연료선박을 44척으로 확대할 계획이다. 친환경 에너지원으로 수소를 개발하는 ‘에너지 옵서버(Energy Observer)’와의 협력을 시작한 CMA CGM은 22년 2월 ‘Energy Observer 2 프로젝트’에 참여해 액체수소를 연료로 사용하는 역내 수송용 ‘컨’선 개발에 동참하고 있다. 또한 2025년 6월 대서양 횡단 항로에서 접이식 탄소 돛대 2개를 이용해 풍력으로 운항될 로로 항해선 ‘네오라인(Neoline)’의 건조도 지원한 바 있다.


한편 CMA CGM은 선박의 친환경 연료 전환을 촉진하고 2050년까지 탄소제로를 달성하고자 5년간 15억달러를 지원하는 ‘에너지 특별 기금(Special Fund for Energies)’을 조성했다. ‘에너지 특별 기금’은 주로 네 가지 주요 영역에서 운영되며, 그중 바이오연료, 바이오메탄, 친환경메탄, 무탄소메탄올, 기타 대체연료 등을 포함한 재생가능연료 개발과 생산지원에 중점 투자할 계획이다. CMA CGM의 CEO는 “동 펀드는 혁신적인 프로젝트에 상당한 투자를 할 수 있게 해줄 것”이라고 강조했다.

 

COSCO
22년 10월 COSCO는 자회사인 OOCL(Orient Overseas Container Line)을 통해 2만 4,000TEU급 메탄올 이중연료 동력 컨테이너선 12척을 발주했다. 그중 7척은 난퉁 코스코카와사키조선(Nantong COSCO Kawasaki Shipyard. NACKS)에서 건조돼 2026년 3분기부터 2028년 3분기 사이에, 5척은 다롄 코스코가와사키조선(Dalian COSCO Shipping Kawasaki. DACKS)에서 건조돼 2027년 2월부터 2028년 6월 사이에 인도될 예정이다. COSCO가 이중연료 선박을 발주한 것은 이번이 처음이며, 머스크와 CMA CGM이 발주한 메탄올 동력선이 모두 1만 5,000-1만 6.000TEU급 파나막스급 신조선이라는 점을 감안하면 메탄올 동력 컨테이너선 규모에서도 신기록을 세운 것으로 나타났다. COSCO의 메탄올 이중연료 동력 컨테이너선 한 척의 비용은 2억 3,985만달러이며, 총가격은 28억 782만달러로 집계됐다. 업계 분석가들에 따르면, COSCO가 LNG 대신 메탄올을 선택한 데에는 LNG 가격이 비싸고 중국에서 LNG 연료 공급을 제공할 수 있는 인프라가 상당히 제한적이라는 점이 주요한 것으로 판단된다. 특히 COSCO의 친환경 선박 개발 현황에서 OOCL의 ‘OOCL Yokohama’호가 해양 바이오연료 시험항해를 성공적으로 완료한 점도 주목할 만 하다.


한편 COSCO는 Maersk가 개발한 바이오 메탄올 프로젝트를 활용하고 있다고 밝혔다. 머스크와 메탄올 이중연료 엔진공급계약을 체결한 MAN은 메탄올 엔진뿐만 아니라 암모니아 엔진도 개발하는 중이다. MAN ES는 메탄올과 암모니아를 포함해 친환경 대체연료로 작동하는 엔진 개발 계획을 밝혔으며, 2024년부터 메탄올 사용 4행정 엔진과 암모니아 사용 2행정 엔진 상용화를 예상하고 있다. 그 예로 이르면 2025년에 인도될 이스턴퍼시픽쉬핑(Eastern Pacific Shipping, EPS)의 암모니아 이중 연료 가스 운반선은 만 에너지솔루션(MAN Energy Solutions)의 2행정 이중연료 암모니아 엔진이 장착된 최초의 선박이 될 예정이다. EPS CEO는 “적시에 적절한 솔루션을 제공하기 위해 다양한 대체 해양 연료를 지속적으로 투자하고 개발하는 것이 중요하다”고 강조했다.

 

HMM·KSS해운
국내 선사들도 친환경 선대 구축을 위한 발걸음을 점차 내딛고 있다. HMM은 지난 2월 1조 4,000억원 규모의 메탄올 추진 9,000TEU급 컨테이너선 9척을 발주했다. 동 선박은 모두 메탄올을 주연료로 하는 친환경 선박이며, 9척의 선박 중 7척은 현대삼호중공업, 2척은 HJ중공업에서 건조되며, 2025년부터 2026년까지 순차적으로 인도돼 남미와 인도노선에 각각 투입될 예정이다. 또한 한-미 해운협력 일환으로 부산항과 미국 주요 항만 간 탈탄소항로 구축을 위해 추진 중인 한-미 녹색해운항로(Green Shipping Corridors) 동참을 위해 일부 선박은 향후 미주항로에 투입될 계획이다. HMM은 메탄올 추진선 발주와 함께 안정적인 연료 수급을 위한 공급망도 확보했다. Proman, PTTEP, European Energy, 현대코퍼레이션 등 국내외 5개사와 메탄올 생산 및 공급에 대한 양해각서(MOU)를 체결했으며, 주요 항만에서의 메탄올 공급에 대한 타당성 조사와 친환경 메탄올 생산에 대한 협력을 진행할 예정이다. HMM은 “앞으로도 메탄올 뿐만 아니라 다양한 친환경 대체연료 연구개발 및 도입으로 친환경 경쟁력을 강화할 방침”이라고 밝혔다.

 

또한 KSS해운은 국내 선사 최초로 LPG 추진선과 메탄올 추진선을 국내 조선소에 발주했다. KSS해운은 현대미포조선으로부터 5만톤급 메탄올 추진·운송 선박 ‘사보네타 썬(SAVONETTA SUN)호’를 인수했다. 해당 선박은 국내 최초로 메탄올을 연료로 사용하며, 메탄올 및 중·경질유를 모두 연료로 사용할 수 있는 이중연료 추진엔진이 장착돼 있다. 또한 동사는 올해 상반기에 추가로 2척의 액화천연가스(LPG) 이중연료추진 가스운반선을 현대중공업으로부터 인수할 예정이다.
해양수산부는 국적 외항선대의 친환경전환을 촉진하기 위해 ‘글로벌 저탄소선박 정책대응 지원’ 사업을 마련하여올해 130억원의 예산을 투입해 7척 이상 선박에 대한 친환경 전환을 지원할 계획이다. 특히 국적선사의 친환경 전환을 적극적으로 유도하기 위해 한국해양교통안전공단(KOMSA)에서 인증한 친환경등급(1~4등급)에 따라 보조금을 차등 지급(선가의 7~10%)할 계획이다.

 

한국조선해양, “25년 완전한 수소엔진 개발”...연료전지·베터리·해상풍력도 추진
대우조선해양, “2025년까지 암모니아 추진선 상용화” 목표
삼성중공업, 26년까지 암모니아 연료 추진 VLCC 선박 건조 목표

한편 글로벌 선사들이 주목하고 있는 조선 3사에서도 선사들의 니즈에 맞춰 새로운 친환경 연료 개발에 몰입하고 있다. 한국조선해양과 현대중공업은 ‘1.5MW급 LNG·수소 혼소 힘센(HiMSEN)엔진’에 대한 성능 검증을 성공적으로 마쳤으며, 현대중공업은 향후 LNG·수소 혼소엔진에 대한 연구개발을 지속하여 2023년까지 수소 비중을 높인 혼소엔진 개발을 완료하고, 2025년에는 완전한 수소엔진을 개발해 육·해상 수소생태계 구축을 완성하겠다 밝혔다. 또한 한국조선해양은 ‘고체산화물연료전지(SOFC) 및 수전해 시스템 개발’ ‘선박용 연료전지 실증을 위한 컨소시엄’ ‘해상풍력 터빈 제조 및 사업진출을 위한 양해각서’를 체결하는 등 선박용 연료전지와 해상풍력 개발에도 적극적으로 참여하고 있다. 아울러 ‘바나듐이온 배터리 기반의 차세대 선박용 ESS 솔루션 개발’을 통한 차세대 전기추진선 및 전력운송선의 기본설계도 완료할 방침이다.


대우조선해양은 미국의 에너지전문 엔지니어링 기업 McDermott의 자회사인 CB&I와 대형액화수소운반선 기술 개발을 위한 업무협약을 체결했다. 특히 동사는 국내 최초로 개발되는 ‘한국형 수소연료전지 예인선 개발 사업’ 추진 업체로 선정돼 총 235억원의 예산을 통해 2026년까지 한국형 친환경 예인선 상용화를 목표로 연구를 진행하고 있다. 특히 2025년까지 암모니아 추진선 상용화를 목표로 한 대우조선해양은 ‘경상남도 대형선박 무탄소 연료 활용 규제자유특구’ 사업에 참여하고, ‘암모니아 연료공급시스템’ 개발을 주도하여 거제시 옥포국가산업단지와 해상실증구역 일대에서 암모니아 혼소 엔진이 탑재된 선박 운항을 통한 실증 작업을 수행할 계획이다. 아울러 대우조선해양은 지난 2021년 모나코 에네티(Eneti Inc.)로부터 14~15MW급 대형 풍력발전기를 해상에 설치할 수 있는 선박 2척을 수주받았으며, 현재 옥포 조선소에서 건조 중이다. 


삼성중공업은 ‘액화수소 연료전지 선박 추진 시스템’ 개발에 성공해 노르웨이 선급인 DNV로부터 기본 인증(Approval In Principle)을 획득했다. 또한 지난해 6월 ABS로부터 ‘암모니아 연료 추진 대형 컨테이너선 설계’와 프랑스 GTT와 영국 로이드(LR)선급과 공동 개발한 ‘암모니아 레디(Ready) LNG 추진 컨테이너선’ 설계에 대한 기본 인증도 획득한 바 있다. 최근에는 말레이시아 선사인 MISC와 2026년까지 암모니아 연료 추진 VLCC 선박 건조를 목표로 하는 기술개발 MOU를 체결하는 등 암모니아 연료 상용화에 앞장서고 있다.   
 

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