“LNG IMO 환경규제 완벽 대응 불가…탄소중립연료 공정과정서 경제성 고려”
12월 8일 온라인 개최, LNG선박 및 벙커링 산업 정책동향 전망
 

“생산공정에 따라 운송비용이 달라지고 탄소중립연료 중 암모니아가 더 많은 경제성을 가지고 있다”며 “암모니아의 생산공정은 대량 생산용으로 이미 기술적 상업적으로 성숙도가 높은 기술이다. 생산에 필요한 원료인 수소는 생산과정에서 이산화탄소를 배출하기 때문에 재생에너지를 이용해 생산해야 한다”고 은현준 KR 연구원이 제언했다.

산업통상자원부와 경상남도가 주최하고 경남조선기자재협동조합, 경남테크노파크, 부산조선기자재협동조합, 해양대 링크+사업단이 공동 주관하는 ‘2019 국제 LNG 컨퍼런스’가 12월 8일부터 10일까지 창원 컨벤션센터에서 유튜브 온라인 중계로 개최됐다. 지난해 이어 올해 세 번째로 열린 ‘2020 국제 LNG 컨퍼런스’는 LNG 관련 주요국의 대표단과 국내외 정·재계 고위급 인사들이 참여하고 LNG분야 전문가 92명의 연사가 나서 국내·외 LNG선박 및 벙커링 산업 정책동향과 전망을 논의했다.

이번 행사는 코로나19 대유행으로 개막식을 비롯한 회담과 전시회 등 대면 행사는 취소됐다. 하지만 경남지역 조선업계에 도움이 될 수 있는 컨퍼런스와 수출상담회는 비대면 온라인으로 진행했다. 이번 ‘2020 국제 LNG 컨퍼런스’는 온실가스와 해양연료의 이행안(로드맵), 탈탄소 연료로서의 액화천연가스(LNG), 코랄 FLNG 프로젝트 및 수소연료전지 활용 방안 등 3개 트랙으로 나눠 총 70여개의 다양한 주제로 진행됐다.

조선해양기자재협동조합 및 대한무역투자진흥공사(KOTRA) 등이 주관하는 ‘조선해양기자재 수출상담회’는 12월 7일부터 31일까지 마린플라자 누리집을 통해 온라인 전시 상담장에서 진행됐다. 조선해양기자재협동조합 등은 상담회 종료 이후에도 최소 6개월간 지속적인 모니터링을 통해 수출계약을 지원할 예정이다. 수출상담회에는 MMHE(말레이시아), PT PAL(인도네시아), KEPPEL(싱가포르) 등 세계 수입상 50여개와 삼건세기, 한라IMS㈜, 바다중공업 등 국내 140여개 이상 기업이 참가해 1:1 상담을 진행했다.

김영삼 경남도 산업혁신국장은 “친환경 선박 시대를 맞이해 진행하는 이번 ‘국제 LNG 기술산업전’을 통해 기업 간 첨단 기술 교류를 도모하고, 나아가 장기적으로 경남 조선 산업이 세계 액화천연가스(LNG) 시장을 선도할 수 있도록 힘쓰겠다”며 “코로나 상황 속에서도 수출 등 조선업계의 경제적 어려움을 조금이라도 덜기 위해 온라인으로 진행하는 학술회의와 수출상담회에 기업·관계자들의 많은 관심과 참여를 부탁드린다”고 말했다.

프로데 솔베르크 주한노르웨이대사
“노르웨이 온실가스 배출량 2050년까지 90~95% 저감 계획” “수력·풍력발전으로 제로 배출 발전 체계 마련” “탄소 포집 및 저장(CSS) 기술로 탈탄소화 달성가능, CCS 사업롱쉽 출범”
프로데 솔베르크 주한노르웨이대사는 기조연설을 통해 노르웨이의 수력과 풍력을 이용한 친환경 사업을 소개하고 한·노협력의 중요성을 강조했다.
 

프로데 솔베르크는 “노르웨이는 재생 및 화석 기반의 에너지 자원을 활용해 왔고 수력발전으로 산업 발전의 기반을 마련했으며, 100년 이상 국가의 재정을 창출했다. 수력발전 이후 풍력과 더불어 제로 배출에 가까운 발전 체계를 마련했다”며 “노르웨이는 풍부한 천연자원을 기반으로 친환경 솔루션을 개발하고 적용할 수 있는 경험과 입지를 구축했다. 저탄소 사회에서 미래형 가치 창출을 배양할 수 있는 기술이다. 석유 및 가스 생산으로 인한 배출 감소가 중요해짐에 따라 노르웨이가 지속적으로 기여할 영역 중 하나이다”고 설명했다.

노르웨이 정부는 기후 및 환경 정책을 추구하며 2050년까지 노르웨이 저배출 사회를 목표로 온실가스 배출량을 1990년 대비 2050년까지 90~95% 줄일 계획이다. 올해 노르웨이는 1993년 이후 가장 낮은 배출량을 기록했다. 특히 해상 풍력 발전 분야에서도 해저와 수소에서 소재를 추출하고 있다. 이에 그는 “노르웨이는 석유와 가스를 이용해 가스 처리부터 해외의 주요 해상 사업까지 다양한 산업 분야에서 풍부한 경험을 쌓았다. 오늘날 노르웨이 기업들은 뛰어난 구조 조정 능력과 그 지식을 활용한 혁신적인 기술을 만들어 내고 있다”며 “전 세계 배출량 감소를 위해 전 분야 핵심 녹색 기술에 투자하고 있다”고 강조했다.

노르웨이의 그린 전환은 해양 부문에서도 중요한 역할을 맡고 있다. 노르웨이 정부는 국내 해운 및 어선의 배기가스 배출량을 절반으로 줄이고 모든 선박 유형에 제로배출, 저공해 선박 개발을 추진 중이다. 이러한 계획을 통해 시장을 성장 시켜 기업들이 제로 및 저배출 솔루션을 제공할 수 있었다.

노르웨이 해운 산업은 저공해 선박 개발 분야에서 높은 경쟁력 가지고 있다. 특히 장기적으로 천연가스를 안정적으로 공급할 계획이다. 가스는 화석 연료이지만 꼭 필요한 변화의 주요 요소이다. 그는 “발전소에서 가스를 이용해 석탄을 대체함으로써 배기가스 배출 감소에 기여할 수 있다. 또한 가스는 유연하면서 안정적인 자원으로 풍력 및 태양열 등 간헐적 재생 에너지를 보완한다”며 석유와 가스를 생산하는 방식의 중요성을 강조하고 “노르웨이의 석유 부문 배기가스 배출량은 세계 평균보다 낮은 수치를 기록했다”고 밝혔다. 사이언스지에 따르면, 석유 및 가스의 생산으로 인한 전 세계 배출량은 연간 700MT까지 감축될 수 있는 것으로 보고했다.

또한 그는 탄소 포집 및 저장(CSS) 기술을 통해 탈탄소화를 달성하고 있다고 주장했다. 기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC)와 국제에너지기구(IEA)는 CCS의 공통된 기후 목표를 달성하는 데 필수라는 점이 강조되면서 노르웨이 정부도 CSS를 통해 기술 개발과 대규모 투자를 통한 민관의 공동 협력으로 비용과 효과적인 솔루션을 실현할 계획이다. 그는 “올해 노르웨이 정부는 CCS 사업롱쉽을 출범했다. 동 사업으로 이산화탄소를 포집해 서부 해안의 터미널로 운반하여 노르웨이 대륙붕의 깊은 지하에 저장하게 된다. 이를 통해 배가가스의 배출량을 감축하고 혁신 기술 촉진, 새 일자리 창출할 계획이다”며 해상풍력에 대해서는 “해상풍력은 노르웨이의 최대 수출 재생 에너지이다. 전 세계 해상 풍력 자원의 80%을 공급하고 있고 부유식 해상 풍력 사업에 이용 가능하다. 향후 노르웨이 정부는 해상 풍력 연구와 기술 개발을 지원할 예정”이라고 밝혔다.

마지막으로 그는 한국과 노르웨이의 협력에 대해 “노르웨이 정부는 한국을 파노라마 전략에 포함해 고등 교육 및 연구 관련 협력을 증대하고자 노력 중이다. 동 프로그램을 통해 새로운 협력 기회가 연구 및 교육 혁신 기술과 개발 분야에 제공할 수 있다”며 “한국은 노르웨의 매우 중요한 무역 파트너이다. 노르웨이의 연구 기관과 기업들은 한국을 본받아 친환경 경제를 구축하고자 노력 중이다”라고 강조했다.

임한승 SM KLCSM 수석감독
“SM KLCSM 유럽 LNG벙커링 가이드라인 토대 관리 계획 수립” “내년 18K LNG벙커링 전용선 유럽서 운용 계획”
임한승 SM KLCSM 수석감독은 자사의 LNG선박의 운항절차와 LNG 벙커링 준비사항을 소개했다.
 

SM KLCSM은 현재 외항선 6척, 내항선 2척의 LNG선 8척을 포함하여 70여척의 선박을 관리하고 있다. 임 감독은 SM LNG 제주 2호에 대한 제원, 엔진종류, 능력 등을 소개하며, LNG선박의 운항방식을 소개했다. LNG 국적선 대부분은 가스공사에서 대한해운으로부터 20년간 차터링을 해서 운영하고 있다. 선박운영선사는 각 선박의 항차마다 항차지시서에 따라 운영하고 있다.

LNG선을 운영하는 선사가 늘어나면서 LNG벙커링 수요가 높아지고 있다. 임 감독의 발표자료에 따르면, 2019년 194척에서 2020년에는 211척으로 증가하고 있다. 이에 따라 SM KLCSM은 LNG벙커링 준비를 위해 유럽의 SGMF의 각종 가이드, IAPH의 체크리스트, IACS의 LNG벙커링 가이라인을 토대로 개별적인 LNG 관리 계획과 위험물 자체 관리 계획을 세웠다. 또한 한국선급과 LNG 기술성 평가조사, 삼성중공업과 LNG추진선에 대한 적합성 검토, 국적 LNG추진선과 시뮬레이션을 수행했다.

임 감독은 “SM KLCSM은 내년 하반기부터 18K LNG벙커링 전용선을 통해 유럽에서 운용할 계획이다”며 “LNG벙커링 경험을 토대로 국내 LNG벙커링 산업에 초석이 되겠다”고 밝혔다.

유형수 한국해양수산연수원 교수
“LNG 벙커링 작업 중 안전관련 사항 지켜지지 않아… 직·간접적인 관계자 대상 벙커링 산업 전반적인 교육과정 준비”
유형수 한국해양수산연수원 교수는 한국해양수산연수원이 직간접적인 LNG벙커링 관계자를 대상으로하는 교육과정에 대해 소개했다.
 

국제 안전규정인 IGF 코드가 2017년 1월 1일부로 발효되어 LNG추진선에 적용되어 건조중 이다. 이와 동시에 IGF 코드 적용 선박에 승선하는 선원에 대해 자격, 교육에 대한 강제 규정인 ‘STCW’이 발효되어 의무적으로 교육을 받고 자격을 부여받아야 한다. 유 교수는 “LNG벙커링을 위해서는 추가적인 설비가 필요하다. 실제로 이러한 설비를 관리하기 위해 STCW에 적합한 자격기준을 갖춰야 한다”고 벙커링 종사자의 교육의 중요성을 강조하며, 벙커링 작업에 대해 트럭 투 쉽, 쉽 투 쉽, 포트 투 쉽으로 연료수급방식에 대해 설명했다. 직접 청하2호의 벙커링 작업을 참관한 유 교수는 “작업은 무리 없이 진행됐지만, 안전설비, 안전지침 등 안전관련 사항이 잘 지켜지지 않고 있었다”며, “작업책임자들이 업무분담을 잘해야 안전한 작업이 이뤄질 수 있다”고 우려했다.

이와 관련 한국해양수산연수원은 선주, 연료수급자, 연료공급자 등 LNG벙커링 작업자들 위한 교육과정을 준비했다. 유 교수는 “벙커링 작업은 위험하기 때문에 항만관계자, 정부관계자 등 간접적인 관련자들을 대상으로도 벙커링 산업에 대한 전반적인 교육과정을 준비 중이다”며 “LNG벙커링에 대해 아무런 지식이 없는 종사자들을 위한 교육과정으로 구성했다”고 설명했다. 동 교육과정은 기초과정과 심화과정으로 나눠 LNG벙커링 작업 종사자의 안전관련 교육으로 △LNG 벙커링 전반적인 시스템 이해 △작업 절차 이해 △비상상황에 대한 대응능력 등을 마련했다. 유 교수는 “LNG벙커링 인프라가 충분구축되지 못한 상황에서 LNG를 준비하는 다양한 선사입장에서도 고민이 많은 상황이다”며 “이번교육으로 벙커링에 대한 이해를 높이고 향후 LNG추진선이 늘어났을 때 환경오염을 방지하는 데 이바지할 것이다”고 설명했다.

한국해양수산연수원은 ‘OTS’를 개발하여 LNG 벙커링에 대한 시뮬레이션을 바탕으로 교육을 진행할 계획이다. LNG 벙커링 교육과정은 2021년 하반기에는 시범 교육으로 나올 예정이다.

정광효 부산대학교 교수
“LNG IMO의 환경규제에 완벽하게 대응할 수 없어” “수소 생산 단계서 원자력, 재생에너지 적극 활용해야” “향후 수소연료전지 선박 위해 국내 액화수소 도입해야”
정광효 부산대학교 교수는 선박에 수소연료전지를 완전 탈탄소 연료로써 사용하기 위한 방법과 국내 개발진행 상황에 대해 소개했다.
 

국제해사기구(IMO)의 환경규제 이후 선박배출가스 저감을 위한 기술개발로 이뤄지면서, 친환경 연료인 수소가 각광받고 있다. 선박연료의 전주기 환경영향 평가 논문자료에 따르면, 전주기를 분석하는 방법인 웰 투 웨이크(Well to Wake)방식으로 분석한 결과 수소를 생산하기 위해 석탄, 원자력, 재생에너지를 활용한다. 이와 관련하여 수소는 천연가스보다 유해가스 배출이 많으며 특히 온실가스 배출이 많았다. 천연가스를 수소로 개질하는 과정에서 나온 탄소가 수소와 분리되어 산소와 결합하면서 온실가스로 배출됐다. 또한 석탄을 이용하여 전기생산 시 더 많은 유해가스가 배출되고 천연가스에서 수소를 공정하고 액화하는 과정에서 원자력과 재생에너지 반영 시 현저한 유해가스 배출 저감을 확인할 수 있었다. 또한 원자력을 이용한 수전해 공정을 통해 물에서 수소를 생산할 시 유해가스 배출이 거의 나오지 않았다. 탱크 투 웨이크(Tank to Wake) 단계에서는 수소가 완전한 탈탄소 에너지임을 알 수 있었으며, 특히 천연가스가 유해가스 배출이 현저하게 저감되지만 온실가스 배출량은 높았다. LNG를 연료로 이용하는 선박의 메탄슬립으로 인한 영향으로 판단되고 있다.

이에 정 교수는 “LNG 연료를 위해 추진된 엔진은 다른 일반 엔진에 비해 메탄슬립의 양이 많다고 판단된다”며 “LNG는 IMO의 환경규제에 완벽하게 대응할 수 없다”고 강조했다. 또한 수소를 친환경 연료로 활용하기 위해서는 수소 생산 단계에서 “원자력과 재생에너지를 적극 활용”해야 하며, “그린수소 보급, 상용화가 필요하다”고 그는 설명했다.

수소를 활용한 수소연료전지를 활용하기 위해서는 수소연료전지 공급장치 수소연료 배터리 시스템 전기추진장치가 필요하다. 정 교수는 “수소연료전지는 수소와 산소가 반응하여 물이 되는 과정에서 전자가 생기고 전기를 생산할 수 있다”며 “현재 수소연료전지로 각광받고 있는 연료전지는 PEMFC, SOFC이다”고 수소연료전지의 방식과 종류를 소개했다.

최근 진행 중인 수소연료전지 프로젝트는 소형선박 대상으로 연구가 진행 중이다. 수소연료전지를 선박에 적용하기 위해서 연구와 시설구축을 위하여 산업통상자원부 지원으로 선박용 메가와트급 수소연료전지 ESS 하이브리드 장비 연구와 성능시험 설비구축을 2023년까지 완료할 계획이다. 동 사업은 부산대학교 주관으로 삼성중공업, 현대중공업, 현대자동차, 한국선급과 함께 컨소시엄을 구성하여 진행하고 있다.

유 교수는 “디젤을 추진연료 활용하기 위한 장비로 쓰이는 윤활유 보일러, 스크러버, 발전기 등은 수소연료전지 선박에는 불필요하다. 수소연료전지 선박은 완전 탈탄소, 저진동, 신속한 출력전환으로 경쟁력을 갖출 수 있다. 하지만 1.5배의 연료비 증가와 10%의 증량과 체적이 증가 할 것으로 예상된다”며 “향후 수소연료전지 선박의 운항은 늘어날 것이다. 하지만 수소를 완전한 탈탄소 연료로 활용하기 위해서는 그린수소 활용, 수소 공정 과정 이산화탄소 배출 저감을 해야하는 과제 남아있다. 이를 위해 국내에 액화수소 도입이 해결방법 중 하나라고 생각한다”고 제언했다.

은현준 KR 연구원
“암모니아 탄소중립연료 중 비교적 저렴… 공급 부족 경우 화석연료와 혼소 고려할 수 있어” “선사, 암모니아 적정 비율 사용으로 최대 경제성, 탄소배출 저감 가능”
은현준 한국선급 연구원은 친환경 미래 선박 연료로 암모니아의 중요성을 강조하며 장단점에 대해 설명했다.
 

IMO가 온실가스 감축 초기전략 채택을 하면서 신조선에 EEDI의 추가 단계의 시행을 통해 탄소 집약도 감소와 국제 해운 탄소 집약도를 2050년까지 70%까지 감소를 목표로 하고 있다. 이에 탄소중립연료가 떠오르면서 로이드, DNV GL은 탄소중립연료로써 암모니아를 대표적으로 꼽고 있다. 은 연구원은 “암모니아가 탄소중립연료로서 한국선급을 포함해 전 세계적으로 관심이 쏠리고 있다”며 설명하고 암모니아 에너지 효율성과 관련해 “에너지 밀도 측면에서는 최적 에너지 밀도를 수소와 비교했을 했을 때 암모니아가 좋지 못한 결과가 나왔다”고 상온에서 저장하지 못하는 단점을 커버 할 수 있는 방법으로 “극저온에서는 상당히 용이한 조건에서 저장 가능”하다고 암모니아 장점을 강조했다.

이와 관련 KR의 선박 연료 저장 특성 자료에 따르며, 암모니아 연료 탱크의 크기는 기존 탱크의 약 4배 정도 커져야 하지만 액화수소에 비해 작은 것으로 나타났다. 저장측면에서 MGO, 바이오 디젤에 비해서는 암모니아가 떨어지지만 수소보다는 좋은 중립적인 연료의 특성을 가지고 있다.

또한 탄소중립연료는 특성상 경제성이 안 좋지만, 은 연구원은 암모니아의 △운송비용 △기술성숙도 △공정과정에서 경제성을 강조했다. 그는 “미래 연료의 경제성을 파악하는 것은 어렵지만, 생산공정으로 예측할 수 있다. 수소는 재생에너지를 통해, 암모니아 메탄은 공기 중의 질소 이산화탄소를 포집하여 수소와 합성하여 생산이 가능하다”며 “생산공정에 따라 운송비용이 달라지고 탄소중립연료 중 암모니아가 더 많은 경제성을 가지고 있다”고 설명했다. 또한 “암모니아의 생산공정은 대량 생산용으로 이미 기술적 상업적으로 성숙도가 높은 기술이다. 생산에 필요한 원료인 수소는 생산과정에서 이산화탄소를 배출하기 때문에 재생에너지를 이용해 생산해야 한다”고 덧붙였다.

재생 암모니아 생산을 위해 재생에너지의 용량이 급증하고, 향후 재생 암모니아 연료의 가격따른 시장 논리에 공급 안정성이 결정될 것으로 예상된다. 은 연구원은 “재생 암모니아를 생산하기 위한 용도로 풍력과 태양광 에너지를 이용하는 사례가 2050년까지 긍정적”이라고 제언했다.

하지만 암모니의 연료는 화재위험성, 독성 등의 위험성을 가지고 있다. 이를 위해 연료 누출 방지, 점화원 분리 조치로 화재를 예방하고 안전 및 보호장비를 착용해 독성에 대비해야한다고 그는 설명했다.

은 연구원은 “암모니아는 친환경 탄소 중립 선박연료로써 경제성은 떨어지지만 친환경을 생각했을 때는 탄소중립연료 중에서는 비교적 저렴하다”며 “만일 암모니아의 공급이 부족할 경우 이중연료로써 기존의 화석연료와 혼소하는 것도 고려할 수 있다. 선사입장에서도 암모니아를 적정 비율만 사용함으로써 최대의 경제성과 탄소배출 저감을 만족시킬 수 있다”고 전망했다.

한편 현재까지 IGC, IGF 코드에서 암모니아를 연료로써 규정하고 있지 않아 연료로 사용하는 선박 엔진도 전무한 상황이다. 특히 IGC 코드에서는 유독성 화물을 연료로써 사용하지 것을 금지하고 있어 이에 관한 IMO 차원에서 검토와 논의가 필요하다. 이러한 상황에서 한국선급은 암모니아 연료 선박과 관련한 위험도 평가를 하여 위험성과 안전조치에 대해 2021년에 암모니아 선박 AIP 승인, 암모니아 연료선박의 대한 지침서 등을 발행할 예정이다.