▲ 친환경 미래 선박 연료 간 비교분석 결과

세계적으로 선박에서 배출되는 대기오염물질 배출규제가 본격적으로 강화되고 있는 가운데 친환경 연료인 암모니아가 미래 선박연료로서 상용화 가능성이 높은 것으로 나타났다.

한국선급(KR, 회장 이정기)은 선박의 미래 연료로서 아직은 생소한 암모니아의 특징과 기술정보 등을 담은‘친환경 미래 선박 연료 전망 기술서’를 발간했다고 최근 밝혔다.

전 세계 해사업계는 오는 2020년부터 시행되는 국제해사기구(IMO)의 대기오염물질 배출규제 강화에 따라 이를 대비하기 위해 노력하고 있다. 국제해사기구(IMO)는 2008년 대비 이산화탄소(CO₂) 배출량을 2030년까지 40%, 2050년까지 70% 줄이고, 온실가스 배출량은 2050년까지 50%를 저감하겠다는 목표를 예고하고 있다.

현재 시장이 주목하고 있는 대체연료는 액화천연가스(LNG)이다. 액화천연가스는 곧 시행되는 2020년 황산화물 규제 대응은 물론 미세먼지 및 이산화탄소 저감이 가능해 차세대 청정 선박 연료로 주목 받고 있으나, 본질적으로 화석연료이므로 이산화탄소(CO₂)를 배출하기 때문에 완전한 탈탄소화에 한계가 있다.

이에 장기적으로 이산화탄소와 온실가스 감축 목표를 달성하기 위해서는 화석연료 사용으로는 대비가 어려우며, ‘무탄소 또는 탈화석 대체연료’로의 변화가 필연적일 것으로 전망된다.

대체연료로 바이오 디젤, 바이오 가스(메탄), 수소, 메탄올, 암모니아 등과 같은 탄소 중립 연료가 거론되고 있다. 이중 암모니아는 연소 시 이산화탄소를 전혀 배출하지 않으며, 재생에너지를 통해 친환경적으로 생산 가능하고 기술적 난이도가 높지 않아 상용화 가능성이 높아 주목받고 있다.

이번에 발간된 기술서에는 암모니아 선박연료와 관련된 △업계 동향 △암모니아의 특징 △관련기술 △미래 전망에 대한 내용이 담겨있다. 특히, 암모니아 이외에 다양한 대체연료 간 비교 분석을 통해 선박의 미래 대체연료를 한눈에 파악할 수 있도록 구성되어 있는 것이 특징이다.

현재 대부분의 암모니아 생산은 수소와 질소를 고압 및 고온에서 촉매와 함께 반응시켜 생산하는 하버-보슈법(Haber-Bosch)이 가장 많이 사용되고 있다. 이 공정에서는 주로 천연가스를 개질해 얻은 수소를 이용하고 있는데 탄소중립 재생에너지를 이용해 수소를 생산하는 사례가 증가하고 있다. 일례로 호주 재생에너지 협회는 퀸즈랜드에 매년 3,600톤의 재생수소를 이용해 2만톤의 암모니아를 생산하는 플랜트를 건설할 계획이다.

국내에서는 대우조선해양이 암모니아 연료 선박과 관련한 기술적·경제적 타당성 조사연구를 수행했는데 그 결과 암모니아 생산비용이 감소하고 IMO 배출 규제가 더욱 강화된다면 타 연료와 경쟁이 가능한 것으로 나타났으며 암모니아 공급 시스템과 액화시스템을 개발할 수 있을 것으로 나타났다.

암모니아는 가연성 가스이나 발화조건이 까다로워 다른 연료대비 화재 위험성이 낮으나 유독성 가스이기 때문에 감지 시스템과 누출 대처를 위한 추가 안전설비가 필수다. 현재 암모니아는 선박 화물, 냉동장치의 냉매 및 SCR 장치 촉매 환원제로 사용되고 있으며 이를 위한 기반 규정과 방법들이 존재하기 때문에 추후 규정 개정을 통해 암모니아를 선박 연료로 사용하는 것이 가능하다. 또한 암모니아는 향후 선박 엔진에 사용될 것으로 기대되고 있는 고체산화물연료전지(SOFC)에 수소를 대신해 직접 연료로 사용하는 것이 가능하지만 아직 더 많은 연구가 필요한 상황이다.

한국선급은 앞으로도 환경규제 대응을 위해 선박 대체연료와 관련한 지속적인 연구 수행 및 최신 기술정보 등을 공유하여 고객 및 해사업계를 다각도로 지원할 예정이다.

한편 기술서는 한국선급 홈페이지에서 누구나 열람 가능하다.