이제는 선박도 ZERO 열풍? 무탄소 선박 솔루션과 한화 (1)

"IMO 홈페이지에 “2023 IMO Strategy on Reduction of GHG Emissions from Ships”라는 제목으로 게시글이 올라온 바 있다." 해당 게시글에는 온실가스 배출 Zero 혹은 Near-zero 실현을 위해 2030년까지 전 세계 해운에서 사용하는 연료 또는 에너지원의 최소 5%에서 최대 10%까지 대체되어야 함이 명시 되어 있다. 향후 6년 안에 연료 및 에너지원 전환 속도를 높여야 하는 상황인 것이다. 이를 위해 기술적 조치로써 2027년까지 ‘연료표준제도(GFS, GHG Fuel Standard)’와 ‘경제적 조치(GHG emission pricing mechanism)’가 발효될 예정이다. 연료에서 발생하는 온실가스를 제약하는 기준과 이를 어길 시 벌금을 부과하여 신속한 절감을 달성하기 위한 의도인 것이다. 비단 조선/해운업뿐만 아니라 화석 연료를 활용하는 운송 수단들은 모두 같은 고민을 하고 있다. 실제로 자동차 산업의 경우, 화석 연료를 사용하는 차량의 퇴출을 준비하고 있다. 제26차 유엔기후변화협약 당사국총회(COP26)에서 일부 자동차 제조업체가 단계적 내연기관 자동차 생산 중단을 합의하였고, 지구 온도 1.5℃ 상승 억제를 목표로 제27차 유엔기후변화협약 당사국총회(COP27)에서는 자동차 산업계 내에서 탄소 퇴출을 합의하였다. 특히 유럽연합(EU)의 2030년까지 산업 전역의 탄소 배출량을 1990년 대비 55% 감축하는 ‘Fit for 55’ 입법안에서는 2035년부터 내연 기관 자동차 판매 금지를 실행하겠다는 내용을 담고 있다. 이 ‘Fit for 55’ 법안은 조선/해운업에도 지대한 영향을 끼칠 것으로 보인다. 사실 2024년 1월 1일부터 이미 ‘EU ETS(Emission Trading System)’가 시행되고 있으나, 이 규제는 해운산업을 포함하여 광범위한 탄소 배출권 거래 시스템이기 때문에 해운사는 EU 해역에서 운항하는 선박의 총 GHG 배출량을 규제하였다. 그러나 ‘Fit for 55 Package’로서 ‘FuelEU Maritime’이 신설되면서 2025년 1월 1일부터는 조선/해운 분야의 탄소집약도를 관리하고 규제하게 되었다. 이 규제를 기반으로 5년마다 탄소집약도 감축률이 점진적으로 강화될 예정이기 때문에 해상 연료유를 저탄소 혹은 무탄소 연료로 전환하는 것이 의무화된다. FuelEU Maritime는 2020년을 기준으로 탄소집약도를 점진적으로 감축하는 것을 목표 로 하며, EU 항구를 이용하는 모든 선박에 적용되며, 목표하는 탄소집약도보다 실제 배출되는 탄소집약도가 높으면 벌금이 부과된다. 대형 컨테이너선의 경우 유럽과 미주 항로를 많이 운항하는 만큼 해운사와 용선주는 LNG, 바이오 연료 등 무탄소 연료 전환에 드는 비용과 FuelEU Maritime에서 결정한 벌금을 두고 경제성을 앞다투어 분석하고 있다. ‘유연성의 메커니즘(Flexible Mechanism)’이 적용되어 선대 내에서 탄소집약도를 그룹화하여 잉여 금액으로 벌금을 상쇄하거나(Pooling), 초과 달성한 잉여 금액을 차년도 이월(Banking) 또는 달성하지 못한 벌금에 대해 내년도 달성 목표에 합산(Borrowing)하는 조항이 있지만, 그 대처 방안을 잘 확립하는 것이 중요하겠다. 궁극적으로 이 모든 규제는 무탄소 또는 탄소가 적게 발생하는 재생에너지로 연료를 전환하겠다는 강력한 의지를 표명하고 있다. 세계는 물론 조선업 강국인 우리나라도 이런 시대의 흐름에 발맞추기 위해 노력 중이다. 실제로 친환경 선박 신조선 비율이 높아질 것으로 예상되어 조선 시장에서의 기술 선도를 위해 무탄소 추진 선박 설계 및 운용에 대한 연구 및 기술 개발이 한창이다. 더 나아가 선박 적용성 검토를 통해 차세대 해양 모빌리티를 제안하고 있다. 이러한 기조는 올해 1월 개최된 다보스 포럼에서 더욱 명확해졌다. 한화오션은 다보스 포럼에서 “최초의 무탄소 추진 가스 운반선” 을 제안한 것에 이어 올해 9월 ‘Gastech 2024’에서 암모니아 가스터빈 기반 전기 추진 방식의 무탄소 추진 가스 운반선 ‘오션1(Ocean 1)’을 제시하였다. 이 오션1은 외관 설계부터 연료 체계까지 주목할 만하다. 외관의 경우 상부 데크에는 로터세일이 장착되어 있어 에너지와 연료 효율을 극대화할 수 있도록 설계되었다. 연료 체계는 전통적인 선박에서 활용되는 2행정 내연기관을 대체한 암모니아 가스터빈이 적용되었다. 이를 통해 암모니아 전소와 암모니아-LNG 혼소가 가능하고, 향후 연료 전지와 배터리 기술도 탑재할 수 있을 것으로 전망된다. 더불어 빠른 연료 체계 전환과 탄소 절감을 위해 한화파워시스템은 선박에 적용된 화석연료 엔진을 암모니아 가스터빈 으로 대체하는 솔루션을 선보이기도 했다. 참석한 다양한 기업의 관심을 한 몸에 받았는데, 실제로 유럽의 LNG 운반선 선주사인 ‘GasLo’와 “LNG 캐리어 추진 시스템을 암모니아 가스터빈으로 개조하기 위한 양해 각서(MOU)”를 체결하며 선박의 화석연료 엔진을 대체하기 위한 친환경 연료 전환 협력 체계를 구축하였다. 올해 초, 한화파워시스템은 글로벌 가스터빈 수리 및 개조 업체인 ‘PSM’과 암모니아 가스터빈에 적용될 연소기 시험을 완료하였으며, 2027년 내 암모니아 가스터빈 실증 완료를 위해 박차를 가하고 있다. 이를 두고 선주사들은 긍정적인 반응을 보였다. 먼저 암모니아 가스터빈은 엔진 착화를 위한 파일럿 오일(pilot oil)이 필요하지 않아 완전 무탄소 운항이 가능하다. 더불어 필요시 천연가스 등의 연료와 자유롭게 혼소 가능하여 향후 규제에 유연하면서도 경제적으로 대처할 수 있다. 이때, 천연가스를 연료로 사용하더라도 *메탄 슬립이 거의 발생하지 않는다는 점 역시 큰 장점이다. *메탄 슬립 : 연료의 저장부터 사용 과정 등에서 가스 상태의 메탄이 대기 중에 방출되는 현상. 이 외에도 무탄소 추진 선박과 함께 경제성과 내구성, 환경성 부분에서 기존의 LNG 연료탱크 대비 강점을 가지고 있는 ‘고망간강(High Mn Steel) 맥티브(MCTIB)’를 LNG 운반선 화물창으로 활용하는 방안도 소개하였다. 이러한 기술들을 기반으로 친환경 선박 시장을 선도할 것으로 전망된다. 이처럼 한화는 계열사 간 협업을 통해 탄소 배출 문제 해결에 있어 혁신적인 아이디어로 ‘게임 체인저(Game Changer)’ 역할을 수행할 것으로 추측된다. 계열사들이 유기적으로 협력하여 각자의 강점을 극대화함으로써 통합적인 탄소 감축 솔루션을 제공할 수 있다는 점은 한화그룹만의 차별화된 경쟁력으로 선주사들을 매료시킬 것이다. 이러한 기술적 선구자의 위치를 국내 기업이 차지하게 된다면, 비단 한화뿐만 아니라 업계를 뛰어넘어 다양한 기업과의 연계와 시너지를 불러일으킬 수 있을 것이다. 부품부터 시작해서 운용 및 유지보수까지 조선/해운업은 다양한 산업이 유기적으로 구성되어 있으니 말이다. 이처럼 창의적인 기술 개발을 기반으로 친환경 선박 시장을 주도하고, 더 나아가 지속 가능한 내일과 깨끗한 바다를 후손들에게 물려줄 수 있을지 그 귀추가 주목된다.