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HMM·대우조선, 수소보다 암모니아에 꽂힌 이유

  • 2021.06.02(수) 09:44

수소보다 제조·저장·수송 우위
그린 암모니아 개발 위한 컨소시엄도
연료탱크·부식·독성문제 등은 숙제

"LNG(액화천연가스)는 탄소 배출을 줄일 수 있는 우수한 연료지만 궁극적인 해결책은 아니다. 미래 선박연료로 암모니아의 가능성을 깊게 검토 중이다"(배재훈 HMM 사장)

최근 열린 'P4G 서울정상회의'에 참석한 해운·조선업계 경영진은 친환경 에너지원으로 암모니아를 주목했다. 기후변화의 주범인 온실가스를 줄이기 위해 디젤유나 벙커C유를 이용한 디젤기관에서 LNG 추진 선박으로 교체하고 있지만 역부족이어서다. 탄소배출 '제로'를 달성하기 위한 연료로는 수소와 암모니아가 떠오르고 있다. 업계에선 최근 사회적으로 주목받는 수소보다 암모니아의 상용화 가능성에 더 무게를 두고 있다.

/사진 = 대우조선해양

"암모니아, 수소보다 경쟁 우위"

'P4G 서울정상회의'에 참석한 이성근 대우조선해양 사장은 최근 주문이 늘고 있는 LNG 추진선박에 대해 "매우 놀라운 빠른 변화"라고 소개했다. 그는 "올해 발주된 전세계 선박의 약 20%가 LNG 추진을 채택했다"며 "최근 한국 대형조선소가 수주한 계약을 보면 60~70%가 LNG, LPG(액화석유가스)를 추진 시스템으로 하는 선박"이라고 전했다.

LNG·LPG 추진 선박이 탄소 저감형 원료 선박으로 떠오르고 있지만 한계도 있다. 이 사장은 "경제운항 솔루션 등 기술을 접목하면 이산화탄소 배출량을 30~40% 줄일 수 있겠지만 탄소배출 제로를 위해선 연구가 반드시 필요하다"고 강조했다. 대안으로 제시되는 메탄올과 바이오가스, 바이오디젤 등은 공급 가격과 물량 공급 등 문제를 아직은 해결하지 못하고 있다.

저울질 끝에 조선업계가 주목한 원료가 암모니아다. 이 사장은 "현재 조선업계는 암모니아와 수소에 대한 연구를 활발히 하고 있는데 암모니아가 탈탄소 연료로 관심을 많이 받고 있다"며 "암모니아가 수소보다 생산, 운송, 저장 측면에서 경쟁 우위에 있다"고 설명했다. 이어 "엔진업계에서도 대형 (암모니아 추진) 상용화 엔진을 준비 중"이라며 "2024년께 실선에 적용할 수 있을 것으로 기대한다"고 덧붙였다.

업계 관계자는 "동일한 부피에서 암모니아는 수소에 비해 약 1.5배 더 많은 양을 채울 수 있고 에너지 밀도도 1.7배가량 높아 더 효율적"이라며 "액화하는 온도도 영하 33도로 수소(영하 253도)보다 높아 관리나 비용 측면에서 유리하다"고 말했다. 이어 "가솔린에 비해 폭발 가능성이 낮아 안전하다는 평가도 받고 있다"고 설명했다.

실제로 조선·해운업계는 최근 암모니아 추진 선박 개발에 적극 나서고 있다. HMM은 지난 4월 국내기업들과 함께 암모니아 연료 추진선박 공동연구에 돌입했다. 지난 25일엔 포스코, 한국조선해양, 롯데정밀화학 등 6곳과 '친환경선박·해운시장 선도를 위한 그린 암모니아 해상운송 및 벙커링 컨소시엄' 업무협약을 체결했다. 대우조선해양의 경우 로이드 레지스터(Lloyd’s Register), 만 에너지솔루션(MAN Energy Solution)과 공동사업을 통해 암모니아 추진 선박을 개발하고 있다.

독성 문제 등은 과제

해결해야 할 과제도 많다. 연료탱크 크기, 질소 산화물 처리 등 문제다. 이성근 사장은 "암모니아는 에너지 저장 밀도가 낮아 MGO(선박용 경유)대비 연료 탱크 크기가 4배를 넘어야 하고 질소 산화물 후처리 장비, 부식성에 대한 대응이 필요하다"고 설명했다. 

연료탱크가 커질수록 화물적재 공간은 그만큼 줄어든다. 경제성이 떨어진다는 얘기다. 한나래 대우조선해양 책임엔지니어는 P4G 서울 정상회의에서 "암모니아 연료 탱크를 장착한 2만톤급 선박일 경우 기존 연료 탱크보다 1000톤가량의 화물적재 손실이 발생한다"고 말했다.

독성 문제도 해결해야 한다. 암모니아에 장기간 노출될 경우 인체에 치명적인 영향을 끼친다. 한나래 책임엔지니어는 "현재 위험성 평가를 통해 해결 방안을 찾는 중"이라며 "암모니아 내부식(부식 방지) 소재, 비상 셧다운 장치, 가스탐지시스템 등을 통해 해결할 것"이라고 전했다.

조선업계 관계자는 "아직 개발 초기단계인 상황에서 미래 친환경 에너지로 수소, 암모니아 중 무엇이 될 것이라 단언할 수 없어 연구개발에 불확실성도 존재하는 상황"이라며 "암모니아와 수소 모두 에너지 효율이 기존 연료보다 현저히 떨어지는 것도 앞으로 해결할 과제"라고 말했다. 이어 "넘어야 할 기술적 장벽들이 존재하지만 지속적인 투자·연구를 통해 친환경 에너지원을 개발할 것"이라고 말했다.

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