한국 조선업계에 훈풍이 불고 있다. 특히 친환경 및 스마트 선박 등 고부가가치 선박을 중심으로 수주에 집중해 수익성이 개선되었고, 2011년 이후 13년 만에 한국 조선소들의 실적이 동반 흑자를 기록 중이다. 2024년 1분기 기준, 전 세계 선박 발주량은 920만CGT로 이 중 한국이 전체의 49.7%인 457만CGT(97척)을 수주하며 글로벌 1위의 위상을 입증했다. 선종별 현황을 보면 1만2000TEU급 이상의 대형 컨테이너선 21척(55%), 14만㎥ 이상의 대형 LNG선 26척(70%)을 수주하는 등 주력 선종에서 절대적 우위를 보였다. 이는 고부가가치 선박 분야에서 앞선 기술력을 증명한 것이다.
아직 ‘친환경 선박’에 대한 정의는 명확하지 않다. 일반적으로 친환경 선박은 기존 화석연료에서 배출되는 환경 오염물질을 대폭 줄일 수 있는 선박을 의미한다. 친환경 선박의 발주가 증가하며 글로벌 해운선사는 선대 및 자국의 산업 환경에 적합한 대체 연료를 채택하는 한편 원활한 연료 공급망 구축을 위해 노력하고 있다.
우리나라도 2020년부터 시행된「환경친화적 선박의 개발 및 보급 촉진에 관한 법률」(친환경선박법)을 기반으로 다양한 대체 연료의 개발 및 적용을 적극 검토하고 있다. 수소, 암모니아, 바이오연료, 메탄올 등이 검토되고 있으나 인프라, 규정, 공급 가능성, 환경 영향 등을 다양한 관점에서 면밀히 살펴보아야 한다.
- ❶ IMO: 유엔 국제해사기구. 선박의 선로, 항만 시설, 교통 규제의 국제적인 통일, 국제 해운의 안전과 자유통상을 위한 차별적 조치제거 등을 목적으로 설립된 유엔 전문기구이다.
식물이나 미생물과 같은 바이오매스를 통해 얻는 바이오연료는 추진기관에서 직접 연소가 가능하기 때문에 기존 선박에 적용 가능성이 높다. 이에 따라 바이오디젤, 바이오에탄올, 바이오 가스 등이 현재 상용화되고 있다. 하지만 바이오연료는 에너지 생산 자원이 산발적으로 분포되어 있어 연료의 대량 생산 및 수송에 어려움이 있다. 특히 선박은 항만 등 지정학적으로 연료 수급이 용이해야 하는데, 바이오연료는 공급 및 유통 인프라 발전이 다소 더딘 상황이다.
메탄올은 선박 내 기존 탱크를 그대로 사용할 수 있고, 기존 엔진을 개조하면 바로 적용할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 이를 위해선 미흡한 국제 규정과 관련 인프라 문제를 해결해야 한다. 선박 연료에 적용되는 국제 규정 ‘IMO IGF code❷’에 메탄올 관련 내용이 명확히 정의되지 않은 실정이기 때문이다.
수소를 이용한 추진방식은 수소연료전지 또는 수소연소엔진을 활용하는 방법이 있다. 수소연료전지 추진의 핵심 기술로는 수소 연료 저장시스템, 연료공급 시스템, 전력을 생산하는 연료전지시스템, 전력을 이용해 프로펠러를 구동하는 전기추진시스템으로 구분할 수 있다. 한편 수소연소엔진의 경우 수소를 연료로 이용하지만 기존 내연기관 엔진과 큰 차이가 없어 기존 내연기관의 부품을 그대로 활용할 수 있다는 장점이 있다. 또 저순도 수소를 정제 없이 그대로 사용할 수 있으며 먼지가 많고 진동이 심한 열악한 환경에서도 사용할 수 있다는 장점을 가진다. 하지만 엔진으로부터 발생되는 고열로 인해 질소산화물이 발생하고, 수소연료전지에 비해 에너지 효율이 크게 떨어진다.
- ❷ IMO IGF code: International Code of Safety for Ships using Gases or other Low-flashpoint Fuels code. 안전 및 환경협약과 관련된 규제
암모니아는 LNG나 수소와 같이 극저온 환경을 요구하는 연료와 비교해 저장탱크의 제작 및 운용이 용이하고 상대적으로 비용이 저렴하다는 장점이 있다. 또한 이산화탄소를 배출하지 않으므로 IMO 탄소감축전략에 적합하다. 하지만 낮은 에너지밀도 때문에 저장탱크 용량의 증가가 필요하고 질소산화물 저감과 암모니아의 독성을 완화하기 위한 위한 별도의 시스템이 필수적이다. 암모니아는 안전 규정, 기술적 성숙도, 인프라 등을 고려할 때 가장 빠르게 적용할 수 있는 무탄소 연료이며, 암모니아 연료를 사용하는 2행정 디젤사이클 엔진도 상용화 단계에 있다. 최근 HD한국조선해양에서 2024년 1분기 기준 유럽 소재 선사와 초대형 암모니아운반선 4척에 대한 건조계약을 6319억 원에 체결한 것으로 알려져 있다.
우리나라가 세계 1위 조선해양 강국의 위상을 유지하고, 지속가능한 성장 동력을 확보하기 위해서는 MASS 관련 첨단 기술력을 강화해야 한다. 정부 차원에서는 관련 정책의 수립과 연구개발 자금 및 인프라 구축, 규제 혁신 등의 체계적인 지원을 통해 산업의 성장을 촉진하고 국제 표준화 선점을 위한 노력을 지속해야 한다. 또한 관련 분야의 전문 기술 인력을 육성하기 위한 교육 및 연구활동 지원을 강화해야 한다.