[서울=뉴스핌] 이찬우 기자 = 세계 해운업계가 탄소중립 전환을 서두르면서 차세대 선박 동력 기술을 둘러싼 조선업계의 선점 경쟁이 치열해지고 있다.

배터리를 활용한 전기 추진부터 원자력·연료전지 기반 발전 기술, 암모니아 연료까지 다양한 무탄소 동력 방식이 등장하면서 '무탄소 선박' 시대를 앞당기기 위한 기술 개발에도 속도가 붙고 있다.

11일 업계에 따르면 국내 조선사들은 전기 추진과 연료전지, 암모니아 등 차세대 '무탄소 선박' 동력 기술 개발에 속도를 내고 있다. 국제해사기구(IMO)가 2050년경 국제 해운 온실가스 순배출(Net-Zero) 달성을 목표로 탈탄소 규제를 강화하면서 관련 기술 확보 경쟁도 본격화되는 모습이다.

가장 먼저 상용화가 진행되고 있는 기술은 전기 추진 선박이다. 배터리를 활용해 전기 모터로 추진력을 얻는 방식으로 운항 과정에서 이산화탄소 배출이 없다는 것이 특징이다. 소음과 진동이 적고 유지보수 비용이 낮다는 장점 덕분에 일부 연안 여객선과 단거리 화물선에서는 이미 도입이 확대되고 있다.

특히 전기 추진 기술은 원자력과 연료전지 등 새로운 동력원을 결합하는 방향으로도 발전하고 있다.

HD현대는 지난 10일 미국선급협회(ABS)와 '원자력 연계 전기추진 시스템 개념설계'를 위한 공동개발 협약을 체결하고 소형모듈원자로(SMR)를 선박 동력원으로 활용하는 기술 검증에 나섰다.

양사는 1만6000TEU급 컨테이너선을 대상으로 SMR 기반 전기추진 시스템 설계를 진행하며 최대 100메가와트(㎿)급 전력을 안정적으로 공급할 수 있는 가능성을 검토하고 있다.

HD현대는 이와 함께 선박용 고체산화물 연료전지(SOFC)를 활용한 무탄소 선박 기술 개발도 추진 중이다. SOFC는 천연가스와 수소 등 다양한 연료를 활용해 전기와 열을 생산하는 방식으로 전기 효율이 높고 탄소 배출을 줄일 수 있어 차세대 해운 동력 기술로 주목받는다.

심학무 HD현대삼호 설계부문장은 "원자력 연계 전기추진 선박은 넷 제로 달성을 위한 매우 획기적이고 진일보한 기술"이라며, "친환경 선박 시장을 선점하기 위한 치열한 경쟁 속에서 HD현대의 강력한 무기가 될 수 있을 것"이라고 말했다.

한화그룹도 전기 추진 선박 생태계 구축 필요성을 강조했다. 지난 1월 김동관 한화그룹 부회장은 해운 산업의 친환경 전환을 위한 핵심 기술로 전기 추진 선박을 제시했다. 그는 전기 선박 확산을 위해 안정적인 에너지저장장치(ESS) 충전·교체 인프라와 청정에너지 기반 항만 전력 공급 체계 구축이 필요하다고 강조했다.

다만 배터리 기반 전기 추진은 대형 선박으로 갈수록 적용이 쉽지 않다는 평가도 나온다. 대양을 횡단하는 컨테이너선이나 벌크선에 필요한 에너지를 배터리로 충당하려면 막대한 무게와 공간이 필요하기 때문이다.

이러한 배경에서 '암모니아 추진 선박'이 장거리 해운의 유력한 대안으로 떠오르고 있다. 암모니아는 연소 과정에서 이산화탄소를 배출하지 않는 무탄소 연료로 에너지 밀도가 높아 대형 선박에 적합하다는 평가를 받고 있다.

국내 조선업계도 암모니아 기반 선박 기술 확보에 속도를 내고 있다. HD현대는 글로벌 엔진 기업 윈지디(WinGD)와 협력해 개발한 암모니아 이중연료 추진 엔진의 유형 승인 시험을 완료했다. 해당 엔진은 고압 분사 기술을 적용해 아산화질소 배출을 최소화한 것이 특징이다.

HD현대중공업은 이 기술을 기반으로 세계 최초로 4만6000㎥급 LPG·암모니아 운반선에 암모니아 이중연료 추진 엔진을 탑재할 예정이다.

한화오션도 암모니아 가스터빈을 적용한 무탄소 선박 기술 개발을 추진하고 있다. 암모니아를 연료로 사용하는 가스터빈을 선박 동력원으로 활용해 탄소 배출을 제거하는 방식이다. 여기에 에너지저장장치(ESS)와 청정에너지 솔루션을 결합해 선박과 항만을 연결하는 친환경 해양 에너지 생태계 구축도 검토하고 있다.

삼성중공업 역시 미국 친환경 에너지 기업 아모지(Amogy)와 협력해 암모니아 기반 발전 기술 확보에 나섰다. 양사는 암모니아에서 수소를 추출해 전력을 생산하는 '암모니아 파워팩'의 국내 제조·생산을 추진하고 있다. 이 장치는 선박용 발전기뿐 아니라 육상 발전 설비에도 활용할 수 있는 차세대 청정 동력 기술로 평가된다.

조선업계 관계자는 "전기 추진부터 암모니아 연료까지 다양한 무탄소 선박 동력 기술이 동시에 발전하고 있다"며 "선박의 운항 거리와 용도에 따라 동력 방식도 달라질 것으로 보이며, 해운 탈탄소 경쟁이 본격화되면서 차세대 선박 동력 기술의 진화도 더욱 빨라질 전망"이라고 말했다.

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