친환경 기술 적용해 지속가능 기업으로 나아가기
친환경 기술 적용해 지속가능 기업으로 나아가기
  • 이훈 기자
  • 승인 2023.02.15
  • 댓글 0
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대한민국은 세계 선박건조시장의 42%을 차지하는 세계 1등 조선강국으로서 초대형 선박의 흐름생산 방식을 적용함으로써 고품질의 선박을 단기간에 선주에게 공급하는 일류 조선소를 다수 보유한 조선 선진국가이다. 그러나 국가의 고도 성장을 이끌어온 조선 산업과 국내 조선소에서 건조한 초대형 선박들이 대기 및 해양 환경오염의 주범 중 하나라는 점을 일정부분 무시하고 달려온 것도 사실이다. 우리나라도 선진국 부자동네로 이사 오게 된 이상 그동안 지구에게 진 빚을 갚는다는 심정으로 환경 문제에 책임감을 가지고 살아야 할 것이다.

UN 산하기관인 IMO(International Maritime Organization)에서는 선박으로부터의 해양 오염을 방지하기 위해 MEPC(Maritime Environmental Protection Committee) 2018년 회의를 통해 국제 해운선박을 통한 이산화탄소 총배출량을 2030년까지는 40%(2008년도 배출량 기준)를 감축하고, 2050년까지는 2008년 이산화탄소 배출량의 50% 수준까지 감축을 목표로 하는 도전적인 GHG(Green House Gas; CO2, CH4, NOx, fluorinated gas etc.) 감축 초기전략을 수립했다.

<그림 1>에는 IMO에서 도입하는 CO2 감축 규제수단별 감축 기여 예상치를 연도별로 표시하고 있다. 검정색 점선은 규제정책 부재 시 CO2 예상배출량을 나타내며, 청색 영역은 새로 건조되는 해운선에 대하여 고효율 친환경 기술 사용을 의무화하는 EEDI(Energy Efficiency Design Index) 제도 도입에 따른 CO2 감축효과를 의미한다. 주황색 영역은 기존 선박의 배출량을 기록/통제/관리하는 일종의 배출감시 CCTV 역할에 해당하는 SEEMP(Ship Energy Efficiency Management Plan) 규제수단에 의한 선박의 CO2 배출 감축효과를 나타낸다.

지난 1월을 기점으로 총톤수 5,000톤 이상의 국제항해 선박은 마치 3년간 수능시험 준비를 하듯이 매년 배출 척도를 나타내는 CII(Carbon Intensity Index) 산정을 위한 선박의 사용 연료유의 종류, 연료량, 운항거리 등을 해당기관을 통하여 IMO의 DCS(Data Collection System)에 수집되도록 의무화하고 있다. IMO는 3년 간의 선박의 CO2 배출 통계에 근거하여 A(매우 우수), B(우수), C(보통), D(미흡), E(매우 미흡)로 등급을 부여하여 평균치인 C등급 이하의 선박에 대하여는 운항속도 감속, 운항거리 축소등의 배출 규제수단을 강제할 수 있다.

IMO의 이러한 조치는 실제로 선박을 소유하고 운영하는 해운 업계에 ‘환경 보호’라는 대의명문을 떠나 ‘비즈니스의 지속가능성’의 관점에서 배출량 감축의 명분을 제공하고 있다.

<그림 2>는 선박에 적용가능한 에너지 효율화 수단에 따른 CO2 감축 예상기여도를 나타낸다. 연료전지(fuel cell)와 결합된 친환경 대체연료(수소, 암모니아, 메탄올 등)를 활용하는 기술, 연소엔진에 의한 기계적 구동방식을 대체하는 전동모터식 구동기술(electric propulsion), 바이오 연료(biofuel) 사용기술, 항속 최적화(speed optimization) 운전기술 등이 CO2 저감 효과가 큰 기술들이며, 친환경 선박추진 시스템 중에는 연료전지를 이용한 전기추진 시스템이 가장 유망하다.

여러 타입의 연료전지 중 SOFC(Solid Oxide Fuel Cell)와 PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell)가 선박용 연료전지에 적합한 것으로 알려져 있다. 당사는 기술개발도가 성숙단계에 이른 PEMFC 타입이 기업간 협업개발에 유리하며, 정지단계로부터 시동단계 전환이 빠르고, 출력밀도가 높고, 내진동성이 좋고, 무엇보다도 풍력발전/태양광발전과 연계한 수전해기술로 생산
된 탄소배출제로의 그린수소와 연계운전이 용이한 기술로 판단하였다.

친환경 기술을 적용한 선박의 수요는 그 어느 때보다 높다고 생각되며, 당사는 친환경 선박기술의 시발점으로 소형선박용 PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell) 와 LIB(Lithium Ion Battery)를 전원으로 하는 하이브리드 추진체계를 개발하고 있다. 2021년 9월에는 수소 그린모빌리티 울산 규제자유특구 사업자로 참여하여 90kWh 급 LIB 와 30kW PEMFC를 구동원으로 하는 복합추진체 및 제어시스템을 개발하였고, 중소벤처기업부 주관 규제자유특구 챌린지 대상을 수상한 바 있다.

선박용 연료전지 시스템은 자동차용 대비 시스템 출력의 장기 내구성 및 기계적 내구성을 필요로 한다. 현재 당사는 선박용 연료전지 설계기준을 적용한 연료전지 모듈 개발에 박차를 가하고 있으며, 이를 통해 해양오염을 최소화하는 친환경 선박기술 상업화에 회사의 역량을 집중해 나갈 것이다.

임찬 빈센 기술고문 keaj@kea.kr


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