친환경 선박 국제표준 세미나

5월 16일 부산 라발스호텔, IACS 선급 및 국내 표준 전문가 참석
친환경 선박 국제 표준 선점해야… 韓, 수소 기술 관련 국제표준 개발 중
 

저 인화점 선박연료에 대한 국제해사기구(IMO)의 국제표준이 부재한 가운데 미국, 영국, 이탈리아선급 IACS 멤버 선급들이 IGF코드, ISO 산업표준, 선급협회 규칙 등에서 메탄올, 에탄올, 수소, 암모니아 대체연료에 대한 지침을 참고하여 자국의 친환경 기술을 국제 표준으로 채택하기 위해 기술 개발 선점에 나서고 있다. 특히 이탈리아 선급인 RINA의 경우 메탄올·암모니아 연료 준비 선급을 개별적으로 만들고 별도의 대체연료 기술 개발 표준 세워 인증 기준을 마련하고 있다.

이와 관련 한국조선해양기자재연구원(KOMERI)이 5월 16일 부산 라발스호텔에서 ‘친환경 선박 국제표준 세미나’를 개최하여 각국의 친환경 선박 규칙과 가이드라인 개발 동향을 살펴보는 자리를 마련했다. 이번 세미나에는 미국해양경비대와 미국선급(ABS), 로이드선급(LR), 이탈리아선급(RINA) IACS선급의 해외 전문가들을 비롯해 김낙현 국가기술표준원 기계융합산업표준과 연구사, 이운호 ISO대안기술분과 의장, 배정철 KOMERI 원장 등 국내 표준과 해양·조선 전문가 50여명이 참석했다.

IMO 환경 규제가 강화되면서 전 세계적으로 친환경 선진기술을 선점하기 위해 자국 기술을 반영한 국제표준을 앞다퉈 개발하고 있다. 국제표준 선점은 기술 개발과 제품 수출에서 기준과 규정으로 반영되기 때문에 선진국들은 자국의 선진 기술을 국제표준으로 반영하여 산업 경쟁력을 확보하기 위한 전략을 내놓고 있는 실정이다. 우리나라도 2021년 9월 ‘수소선박용 액체수소 저장탱크 시험절차’ 국제표준을 발표한 데 이어 올해 5월 친환경 선박 분야 국제표준 선점에 나섰다.

이와 관련 산업통상자원부 국가기술표준원은 제28차 선박 및 해양 기술 배관·기계류 기술분과위원회(ISO/TC 8/SC 3) 총회를 5월 16~18일 3일간 부산에 개최했다. 이번 총회에서 친환경·고부가가치 선박 산업 경쟁력을 강화하고 시장 선점을 위해 ‘액화수소 선박용 밸브 시험요구사항’ ‘암모니아 선박 용어’ 국제 표준 제정을 위한 신규작업표준안 2건을 제안하고, ‘LNG 화물량 통합측정시스템 가이드라인’ 예비제안서 1건을 발표했다. 이를 통해 LNG, 수소, 암모니아 등 대체연료에 대한 친환경 선박 국제표준을 선제적으로 주도한다는 방침이다.

총회의 일환으로 이번 세미나를 개최하여 관련 전문가들과 지식을 공유하는 자리를 마련한 것이다. 이번 세미나에 ABS, LR, RINA선급의 친환경 선박 규칙과 가이드라인 개발 동향을 살펴보고 우리나라의 ISO 국제표준 개발 동향을 국내 산학연 전문가들과 공유했다.
 

먼저 이운호 ISO/TC8/SC8 의장이 ‘친환경 선박 표준개발 전략’을 주제로 기조연설을 발표했으며, △타네 길먼 미국해안경비대 ISO/TC8/SC3 간사 ‘미국해안경비대 친환경선박 연료 정책’ △ABS 리아스 소울타니아스 ‘선박의 탈탄소화를 촉진하는 암모니아 및 메탄올 연료’ △LR 에테마드 하미드 ‘액체수소 운반선 및 수소 연료 기술’ △RINA 메테오 발질리니 ‘암모니아 및 메탄올 연료선박에 대한 선급규칙 및 신기술 인증절차’ △강호근 한국해양대학교 교수 ‘저인화점 선박연료 사용이 해운 및 조선·기자재 산업에 미치는 영향’ △정지현 KOMERI 팀장 ‘우리나라 수소선박 ISO 국제표준개발 동향’에 대한 발표가 이어졌다.

배정철 KOMERI 원장은 개회사를 통해 “선박 해양 기자재 산업은 친환경 선박 관련 국제 해양 규제 강화라는 큰 흐름에서 산업 전반의 패러다임 전환이 진행되고 있으며, 우리나라를 비롯해 주요 국가들은 이와 관련 다양한 연구를 진행하고 있다”며 “KOMERI도 국가기술표준원이 지정한 조선 분야 표준개발 협력 기관으로서 우리나라 선박 해양기자재 산업의 국제 경쟁력 향상을 위해 국내외 기술 개발 현황을 공유하고 국제 표준 활성화 및 표준화 전략 수립에 힘쓰겠다”고 말했다.

KOMERI “액체수소 저장 탱크 및 밸브 국제 표준안 2개 개발 중”
정지현 KOMERI 국제표준팀 팀장은 KOMERI의 수소 선박 관련 국제 표준 문건을 개발 현황을 발표했다.

최근 IMO, EU 등 국제기구의 해양환경 규제를 만족하기 위해서 친환경 선박 관련 ISO 국제 표준이 우리나라를 포함해서 일본, 미국, 독일 등 세계 각국에서 활발히 제정되고 있다. 제정된 ISO 국제 표준은 ABS, LR, RINA 등 아약스 선급 규칙과 가이드라인에도 적용되면서 IMO의 해양 규제와 아약스 선급의 규칙 사이에 중간 다리 역할을 하고 있다.

정 팀장은 “ISO 표준은 세계 각국 전문가들의 협의에 의해서 완성된 국제 표준이기 때문에 국가 표준 또는 지역 표준과는 달리 국제 항해를 운항하는 선박에 적용하는 데 있어서 선주들의 부정적인 견해가 적은 편이다”며 “IMO에서는 정상적으로 요구하는 정책 및 규제를 산업계가 좀 더 실질적으로 사용할 수 있는 정량적인 산업 표준으로 개발함으로써 이를 IMO와 아약스 선급에서 활용할 수 있는 상관관계가 형성되어 있다”고 ISO 표준 개발 현황에 대해 설명했다.
 

IMO의 액체 수소 저장·운송 선박에 대한 임시 권고안에 대해 정 팀장은 “본 임시 권고안은 선박 전체의 가망성 및 안정성을 보장하기 위한 선박 설계, 건조 관점에서 요구 조건에 대한 지침을 제공하고 있다. 이에 아약스 선급에서는 대부분 이를 채택하여 규칙과 가이드라인을 개발한 후 조선소에 지침을 주고 있는 실정”이라며 “다만 본 지침서는 수소 선박의 핵심 장비인 액체 수소 저장 탱크, 밸브 펌프 등의 핵심 기자재별 설계 및 시험 방법에 대한 구체적인 요구 사항은 정의하고 있지 않다. 이에 따라 조선해양 기자재 업계에서 가이드라인을 제대로 활용하고 있지 못하고 있어 핵심 장비별로 ISO 국제 표준의 개발이 필요하다”고 강조했다. 이와 관련 ISO의 수소 국제 표준 개발 현황에 따르면, 수소 기술 관련 국제표준을 개발하는 TC 197 기술 분과에서는 육상의 수소자동차에 대한 국제 표준 문건이 18건이 이미 제정되어 있지만, 선박 관련 국제표준은 제정되어 있지 않다.

KOMERI 국제표준팀에서는 2021년 12월에 개최된 TC 197 수소 기술 분과에 참석하여 수소 선박 관련 국제 표준 문서 개발 필요성과 개발 전략을 발표했다. 해당 표준 문서는 일본 가와사키중공업에서 액체 수소 이송 장치에 대한 ISO 국제 표준을 최초로 제안하여 개발 중 이며, 올해 말 또는 2024년 초 발간을 앞두고 있다고 정 팀장을 설명하면서 “우리나라는 독립형 C타입의 액체수소 저장 탱크와 액체수소 밸브에 대한 국제 표준 문건 2개를 개발하고 있다”며 “한국 정부는 2019년부터 그린수소 생산 방식으로의 전환 로드맵을 구축하여 수소 가격을 2040년도까지 kg당 약 3,000원 수준으로 낮춰 안정적인 수소 생산 및 공급 시스템 구축을 목표하고 있다. 이에 따라 액화 수소 선박 탑재되는 저장 탱크, 밸브, 펌프, 이송 장치 등에 대한 기술 개발 및 국제 표준 개발이 필요하다”고 강조했다.

현재 KOMERI는 ISO TC8, SC3 Piping and machinery 분과에서 수소 관련 국제 표준을 개발 중이다. KOMERI에 따르면, 2021년 9월 SC3 총회에서 액체수소 저장 시험 평가 방법에 대한 ‘ISO 11326’ 표준을 제안하여 미국, 영국, 러시아, 독일, 벨기에 등 6개국의 승인과 전문가 추천을 받아 통과 후 새로운 워킹그룹을 결성해 표준안을 작성하고 있다. 또한 올해 3월에는 액체수소 밸브에 대한 새로운 표준안을 ISO 사무국에 제출하여 본 신규 표준 아이템에 대한 투표 및 코멘트를 올해 6월 20일까지 받을 예정이다.

정 팀장은 “본 신규 표준 제안이 통과되면 국내외 밸브 기자재 업체와 협의를 통해 시험 가능한 액체 수소 밸브의 시험 요구 사항을 적립할 예정이다”며 “이를 통해 우리나라 조선·해양 산업계의 사업화 지원 및 친환경 선박 시장 진입을 앞당길 수 있을 것으로 기대한다”고 강조했다. 그는 이어 “다가오는 IMO의 환경 규제와 조선소, 기자재 업체의 기술 지원을 위해서는 표준에 대한 개발이 시급하다”며 “KOMERI에서도 수소 선박 관련된 ISO 국제 표준 개발이 지속적으로 이어질 수 있도록 노력하겠다”고 말했다.

미 해안경비대 “에탄올, 메탄올에 가이드라인 개발…IGF코드, ISO, 선급협회 규칙 취합·검토 중”
타네 길먼 미국해안경비대 ISO/TC8/SC3 간사는 IGF코드 규칙에 없는 저 인화점 연료에 대한 미국의 표준 관련 논의 상황을 발표했다.
 

미국은 현재 메탄올, 에탄올 저 인화점 연료의 사용을 법적으로 금지하고 있어 해당연료에 대한 새로운 국제 코드를 만들기 위해 IMO와 협력하여 IGF코드, ISO 산업표준, 선급협회 규칙을 검토하고 있고 대체연료의 특정 시스템에 적용하기 위한 논의를 진행 중이다. 특히 대체연료의 특성상 가스 누출 등 위험성이 높아 위험 평가에 대한 가이드라인을 구축할 방침이다.

타네 길먼은 “미국에서 저 인화점 연료에 대한 규제를 변경하기 위해 경제적인 정당성을 확보해야만 새로운 규제를 만들 수 있다”며 “현재 IGF코드에는 LNG 천연가스 연료에 대한 표준만 담고 있어 메탄올, 에탄올에 대한 가이드라인을 만들기 위해 논의 중이다. 또한 IGF코드는 수소에 대한 명확한 표준이 없어 ASME·ASTM·IEC 코드를 참고하여 가이드라인을 만들 수 밖에 없는 상황”이라고 설명했다.

특히 그는 “IMO의 선박 설계 및 건조 전문 위원회(SDC, Sub-Committee)에서는 솔라스 챕터 2 규제 중 엔지니어링 시스템에 대한 대체연료 설계 규제에 대한 관련 가이드라인을 2024년에 완성할 예정이다”며 “해당 가이드라인 IGF코드에서 다루고 있지 않은 부분까지 커버할 수 있어 중요하다. 다만 암모니아에 대한 표준이 담길 지는 명확하지 않다”고 밝혔다. 저 인화점 연료가 아닌 암모니아에 대해선 IMO의 화물·컨테이너운송 전문위원회(CCC, Sub-Committee)에서 대체연료 설계 가이드라인을 내년 초에 논의할 예정이다. 이와 관련 IMO는 지난해 9월 열린 CCC 8차 회의에서 수소, 암모니아 등 대체연료를 사용하는 선박의 안전규정에 대한 논의가 진행됐다. IMO에 따르면, 수소연료 추진 선박에 대한 안전 규정 개발안은 기존 IGF 코드와 동일한 구조 및 형식으로 개발하기로 결정했다. 회기간 작업반(CG)에서 기술적인 사항을 검토하고 올해 9월 열릴 CCC 9차 회의에서 완료할 예정이다. 암모니아 연료선박 안전규정 임시지침도 CG에서 해당 항목별 논의를 거쳐 9차 회의에 제출할 계획이다.

다만 IGF코드의 경우 국제 항해를 하는 대형선박에 적용되는 코드로 미국해안경비대가 감시하고 있는 1만 1,000개의 소형선박에 적용하기에는 어려움이 있다고 타네 길먼은 우려했다. 이에 미국해안경비대는 설계 근거 접근법을 활용하여 대체연료 선박 설계 별로 표준을 적용할 계획이다.

ABS “ABS 암모니아 가이드라인 발행…국제 환경 규제에 대응할 수 있어”
미국선급협회(ABS)의 리아스 소울타니아스는 메탄올 연료 선박에 대한 ABS 규칙과 신기술 인증 절차에 대해 발표했다.
 

지난 IMO의 해양환경보호위원회(MEPC) 79차 회의에서 기존 2050년 70% 온실가스 감축 전략에서 완전 탈탄소화에 대한 논의가 이어진 가운데 리아스 소울타니아스 “MEPC 80차에서 2030년 시장조치 규제 부문에서 탱크 투 웨이크에서 웰 투 웨이크로 온실가스(CO2) 측정방법이 바뀔 것으로 예상된다. 연료의 생산부터 배에 선적할 때까지의 정확한 탄소 발자국을 계산해야 한다”며 “지금 당면한 문제는 올해부터 CII 규제가 시작되면서 ABS에서 조사한 결과 운항선박 중 15~20% 선단이 이미 E등급을 받을 것으로 예상된다. E등급을 받은 선박은 즉각적인 연료 전환 등의 즉각적인 조치가 필요하다”고 설명했다.

리아스 소울타니아스는 대체연료 전환 전략 3가지를 소개했다. ABS 발표자료에 따르면, 먼저 라이트 가스로 LNG로 시작해서 바이오 전기, 메탄올, 수소로 가는 방법과 헤비 가스로 LPG에서 바이오 LPG, 바이오 연료로 전환한 후 최종적으로 암모니아로 가는 방법이 있다. 합성 바이오 연료로 시작하여 바이오 혼소 연료로 전환한 후 마지막으로 2·3세대 바이오 연료로 전환하는 방법이 있다. 리아스 소울타니아스는 “석유 기반 연료는 2050년까지 점진적으로 감소하고 LNG는 2035년까지 사용량이 증가할 것으로 예상된다”며 “메탄올의 경우 재생 가능한 방법으로 생산이 가능하기 때문에 탄소 배출량을 크게 줄일 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 암모니아는 완전 탈탄소 연료로 유통·저장, 벙커링이 용이하기 때문에 최종 연료로 적합하다”고 설명했다.
 

이중 ABS는 메탄올이 현재에 적합한 연료로 보고 있다. 리아스 소울타니아스는 “그레이 메탄올로 전환할 경우 CO2 9%, 이산화질소 55%, 이산화황 97%를 감축시킬 수 있다. 또한 규제측면에서 EEDI 5%, CII 8%의 개선효과를 볼 수 있을 것으로 판단된다”며 “메탄올 엔진은 이미 개발되어 2행정, 4행정 엔진으로 레트로핏을 하기도 용이하다. 현재 가용성이 크다는 것이 메탄올의 장점이다”고 강조했다. 다만 메탄올은 다른 연료와 비교해 에너지 밀도가 낮아 저장탱크 부피가 2.5배가 늘어나고 품질 표준과 규제가 부재한 상황이다.

암모니아의 경우 전 세계 120개 항만은 암모니아 생산 설비가 구축되어 있고 2050년까지 해양 연료 수요의 30%를 충당할 수 있을 것으로 ABS는 전망했다. 또한 수소 대비 암모니아는 에너지 밀도가 높아 단기간에 내연기관을 대체할 수 있고 위험성도 적어 미래 연료로 적합하다고 그는 강조하면서 “현재 그린 암모니아로 넘어가는 단계로 엔진제조업체들이 내연기관과 엔진을 개발하고 있고 누출문제와 질소산화물(NOx) 배출을 낮추는 기술 개발이 진행 중”이라며 “암모니아 누출의 경우 현재 IMO에서 규제하고 있는 부분이 없다. ABS는 미국 환경보호국(EPA)의 산업 표준에 따라 규제를 마련하고 있다”고 밝혔다.

ABS 암모니아 관련 가이드라인을 발행했다. 해당 가이드라인은 암모니아 연료 공급부터 저장, 벙커링 관련 설비의 설계에서 누출을 방지하고 정상 작동할 수 있는 사항을 담았으며, 비상 응급 상황에 대한 안전성 시스템을 포함하고 있다.

라아스 소울타니아스는 “ABS 암모니아 가이드라인으로 위험평가를 실시할 수 있고 CII, EU ETS 등 국제적인 환경 규제에 적합한 암모니아 연료의 사용에 도움이 될 것”이라고 강조했다.

RINA “메탄올·암모니아 준비 선급과 가이드라인 별도 마련…IMO 별도 규정없어 기술 개발 기회”
이탈리아 선급(RINA)의 메테오 발질리니는 RINA의 메탄올·암모니아 가이드라인 개발 현황과 신기술 인증 평가 방법을 발표했다.
 

IMO가 메탄올과 암모니아에 대한 별도의 규정을 두고 있지 않아 기술개발의 제한이 없는 상황이다. 이에 RINA는 먼저 메탄올·암모니아 선급과 규칙을 별도로 만들어 공유하고 있다.

먼저 RINA는 메탄올에 대한 가이드라인을 마련했다. 해당 가이드라인에는 메탄올을 사용하는 기계, 장비 및 시스템의 배치, 설치, 제어 및 모니터링 그리고 다른 선박 시스템과의 인터페이스에 대한 규칙을 담고 있다. 메테오 발질리니는 “RINA의 메탄올 가이드라인은 일부 관련이 있는 IMO 가이드라인을 참고하여 만들었다. 특히 위험 평가의 프로세스를 담고 있고 메탄올 선박의 최종 승인 방법을 포함하고 있다”며 “특히 RINA는 ‘메탄올 연료 준비 선급’을 따로 만들어 앞으로 메탄올, 에탄올로 전환하려는 선박에 도움을 줄 것으로 예상된다”고 설명했다. 또한 그는 “RINA의 암모니아 규칙의 경우 IGF코드를 참고하여 추가 선급 요구 사항이나 해석을 담고 있다. 또한 위험성 평가를 받기 위한 문서 리스트를 담고 있고 특히 암모니아에 대해서도 ‘암모니아 연료 사용 준비 선급’을 개별적으로 만들었다”며 “암모니아 엔진, 보일러, 배관 등에 대한 관련 기준도 마련했다”고 설명했다.

이와 함께 그는 IMO 별도의 규정이 없는 것을 기회로 판단하고 “메탄올과 암모니아 대체 설계가 다방면으로 이뤄질 수 있고 해운과 조선업계에 지금이 기회가 될 수 있다. RINA는 기술 자격 프로세스를 통해 대체연료 신 기술에 대한 적합성을 인증할 수 있다”며 “해당 인증을 받은 선박은 국제기구에 입증받을 수 있으며, 타당성 조사에서는 대체연료 설비에 대한 AIP 인증을 발행하여 선박을 건조할 수 있다”고 강조했다.

강호근 “대체 연료 전환 과도기, 메탄올만 답은 아니다… 벙커링 문제 해결해야”
강호근 한국해양대학교 교수는 전 세계 항만에 메탄올 벙커링이 부족한 이유를 들어 선사들의 고충을 설명했다.

강 교수는 “선사입장에서는 EU의 온실가스 감축 규제를 충족시키면 자연스럽게 IMO 환경규제를 따라갈 수 있다. EU의 fit for 55는 ’90년대 대비 2030년까지 온실가스를 55%를 감축하는 것을 목표로 하고 있는데 최소 2025년까지 규제를 충족시켜야 한다”며 “EU ETS측면에서도 올해 배출량을 계산하고 내년에 보고하는 방식으로 선사입장에서는 시간이 얼마 없는 상황”이라고 강조했다. 이에 따라 대체 연료 전환이 필요하다고 강 교수는 강조하면서 “’22년 기준으로 전 세계 LNG 소비량은 2억 5,000만~3억톤인데 역으로 메탄올 벙커링 양을 대략적으로 계산할 수 있다. 작년 한해에 발주된 선박 중 22%가 저 인화점 연료 선박으로 건조되고 있다. 저 인화점 연료로 차츰 전환되면서 대형선사의 경우 자본력을 바탕으로 대체연료 기술 개발 등으로 대응할 수 있지만 중소형선사는 비싼 대체연료를 바로 적용하기 어려운 상황”이라며 “메타올만 답은 아니라고 생각한다. 메탄올은 육상에서 이미 쓰고 있는데 해상으로 가져오기까지 여러 벙커링 설비를 구축하기에 많은 시간이 걸릴 것으로 예상된다”고 설명했다.

특히 강 교수는 메탄올 벙커링에 대해 “메탄올은 다른 연료에 비해 탄소배출이 적은 것은 맞지만, 생산측면에서는 탄소가 많이 배출된다. 이런 문제점을 보완하기 위해 그린 메탄올로 가야 하는데 벙커링도 구축이 안 된 상황에서 그린 메탄올까지 가기에는 시간 더 걸릴 것”이라며 “결국 머스크, MSC, CMA CGM 등 글로벌 대형선사의 움직임을 따라갈 수밖에 없다”고 주장했다.

IMO가 MEPC 80차에서 2050년까지 완전 탈탄소라는 카드를 꺼낼지 고민하는 가운데 강 교수는 “만(MAN)사, 바르질라가 대체연료 엔진 개발에 박차를 가하면서 이미 엔진은 완료됐지만, 수소나 암모니아 등 향후 미래연료가 완벽하게 적용될 시점은 예측하기 어렵다”며 “선사들은 싱가포르항, 로테르담항에서 안정적으로 LNG벙커링을 받을 수 있었지만, 저 인화점 연료로 바뀌면서 벙커링에 차질이 생길 수 있다”고 벙커링으로 인한 선사들의 어려움을 강조했다.