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친환경 선박에 속도 높이는 조선업계, 왜 암모니아에 주목할까

현대미포조선이 건조한 메탄올 추진 PC선. 현대중공업그룹 제공

‘탈탄소’ ‘탄소중립’이 산업계 전반을 지배하는 이슈가 되면서 기업들은 그에 걸맞은 기술개발에 전념하고 있다. 조선·해운업계 역시 탄소배출을 줄일 수 있는 친환경 선박을 개발하기 위해 다양한 친환경 연료 추진 선박을 개발 중이다. 그 가운데 특히 암모니아가 주목받고 있다.

7일 조선업계에 따르면 조선 빅3(한국조선해양, 삼성중공업, 대우조선해양)는 2024~2025년 중 암모니아 연료 추진선 상용화를 목표로 조금씩 성과를 내고 있다. 최근 한국조선해양과 현대중공업은 업계 최초로 한국선급으로부터 암모니아 연료공급시스템에 대한 개념설계 기본인증(AIP)을 받았고, 삼성중공업은 노르웨이 선급 DNV로부터 ‘암모니아 레디’(향후 암모니아 연료 추진선으로 개조 가능하도록 사전 설계된 선박) 초대형원유운반선 기본설계에 대한 AIP를 획득했다. 이보다 앞서 대우조선해양은 지난해 10월 영국 로이드선급으로부터 2만3000TEU급 암모니아 추진 초대형 컨테이너선에 대한 AIP를 받았다.

이처럼 조선업계가 앞다퉈 암모니아 추진 선박 개발에 나선 데는 이유가 있다. 먼저 암모니아(NH3)는 질소와 수소로 구성돼있어 연소할 때 이산화탄소를 전혀 배출하지 않아 국제해사기구(IMO)의 규제 기준을 충족할 수 있다. IMO는 선박의 온실가스 배출량을 2050년까지 2008년 대비 50%로 감축하도록 했다. 선박은 지구 전체에서 배출되는 온실가스 중 약 2.5%(연간 약 10억t)를 배출하고 있다.

또 영하 34도에서 액체가 되는 암모니아는 영하 253도에서 액체가 되는 수소보다 저장과 운송이 쉽고, 차세대 청정에너지로 주목받는 수소를 액화 수소보다 단위 부피당 1.5~2배 가까이 저장할 수 있어 경제성도 높다. 그런데다 암모니아는 수소 등 다른 친환경 연료에 비해 구하기가 쉽고 저장시설 등 관련 인프라도 이미 구축돼있다. 이 같은 이유로 국제에너지기구는 최근 ‘2050 탄소제로 로드맵’ 보고서에서 2050년 선박 연료 수요의 45%를 암모니아가 차지할 것으로 전망했다.

삼성중공업이 건조한 LNG운반선. 삼성중공업 제공

그간 친환경 연료로 사용돼온 LNG(액화천연가스)도 환경규제가 점차 강화되면서 규제 기준을 충족하기 어려워졌고, 메탄올과 수소도 아직 해결해야 할 과제를 안고 있는 상황이다. 올 초 한국선급은 ‘암모니아 연료 추진선박 보고서’에서 “메탄올은 장기적으로 포집된 이산화탄소를 이용할 수 있다는 점에서 매우 친환경적이라 할 수 있으나 현재까지는 이산화탄소 포집 기술이 미비하다”며 “수소 역시 화석연료를 이용해 생산되고 있고, 메탄올은 에너지 밀도가 작아 연료로 사용하기에는 효율성이 낮은 편”이라고 언급했다.

이런 분위기 속에 암모니아 추진 선박은 조금씩 상용화시기를 앞당겨가는 모양새다. 업계에서도 앞선 이유들로 인해 수소 추진 선박에 비해 더 빠른 시기에 상용화가 이뤄질 수 있을 것이라 전망하고 있다.

암모니아도 풀어야할 과제는 있다. 인체에 해로운 질소산화물과 부식을 유발하는 암모니아 증기를 분출한다는 점이다. 다만 이는 기술적으로 해소할 수 있을 것으로 보인다. 최근 현대중공업그룹이 개발한 암모니아 연료공급시스템은 항해 중에 자연 발생하는 암모니아 증발가스를 활용해 배기가스 내 질소산화물을 제거하고, 잔여 증발가스는 엔진 연료로 사용할 수 있게끔 설계됐다. 또 극소량의 암모니아도 완전 차단할 수 있는 이중누출방지 가스처리시스템도 갖췄다.

조선업계 한 관계자는 “암모니아의 독성 문제를 해결해야 하고, 암모니아 연료를 선박에 사용할 수 있도록 하는 관련 규제나 법안 등이 없어 그걸 구축하는 데까지 시간이 걸릴 것”이라면서도 “수소에 비하면 상용화는 더 빠를 것으로 보고 있다”고 말했다.

정진영 기자 young@kmib.co.kr

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