메탄올 추진선 발주량 증가.. LNG선을 뛰어 넘어설 수 있을까?
국제해사기구(IMO)가 내년부터 온실가스 배출 저감을 위한 환경규제를 시행하는 상황에서 글로벌 해운사들이 잇따라 메탄올을 추진 연료로 하는 선박의 발주를 늘리고 있습니다. 이에 차세대 친환경 선박 연료 시장 경쟁에서 액화천연가스(LNG)나 암모니아를 꺾고 메탄올이 우위를 차지할 것이란 전망도 나옵니다.
21일 업계에 따르면 최근 노르웨이 선급인 DNV는 지난달 전 세계 메탄올 추진선 발주 선박 수가 처음으로 액화천연가스(LNG) 추진선 발주 선박 수를 넘어섰다고 발표했습니다. 덴마크 해운사 머스크(Maersk)를 포함해 중국 코스코(COSCO) 해운과 그 계열사인 홍콩 OOCL 등이 10월 내내 18척의 메탄올 추진선을 주문하는 동안 LNG 추진선은 8척 계약에 그쳤습니다.
선사별로 살펴보면 머스크는 지난달 5일 한국조선해양에 1만7000TEU급 메탄올 추진 컨테이너선 6척을 1조6201억원에 발주했습니다. 이들 선박은 울산 현대중공업에서 건조돼 오는 2025년 머스크에 차례대로 인도될 예정입니다. 이번 계약에 따라 한국조선해양이 머스크에 인도할 메탄올 추진선은 총 19척으로 늘었습니다.
중국 코스코 해운과 그 계열사 홍콩 OOCL은 각각 5척과 7척의 2만4000TEU급 메탄올 추진 컨테이너선을 중국 DACKS와 NACKS에 나눠 발주했습니다. 총 계약 금액은 28억7000만달러(3조 8501억여원)으로, 오는 2026년부터 차례대로 인도될 예정입니다. DACKS와 NACKS는 모두 코스코 그룹과 일본 조선업체인 가와사키 중공업 간의 합작 투자 회사입니다.
이달 들어서도 메탄올 추진선의 인기는 이어지는 분위기입니다. 일부 외신들은 세계 3위 선대 규모인 프랑스 선사 CMA CGM이 1만5000TEU급 메탄올 추진 컨테이너선 6척을 추가 발주할 것이라고 보도했습니다. 앞서 CMA CGM은 지난 6월에도 1만5000TEU급 메탄올 이중연료 선박 6척을 발주한 바 있습니다.
글로벌 선사들이 이처럼 메탄올 추진선을 연이어 발주하고 나선 건 IMO의 환경규제 시행 시점이 코앞으로 다가왔기 때문입니다. 당장 내년부터 총톤수 400톤(t) 이상의 모든 선박은 IMO가 정한 선박에너지효율지수(EEXI) 등을 지켜야 합니다. 이러한 규제에 따라 친환경 선박 전환은 선사들의 경쟁력 확보에 필수적인 요소로 떠올랐고, 이에 관련 발주 속도도 빨라진 셈입니다.
특히, 머스크 등 메탄올 추진선을 차세대 선박으로 선택한 선사들은 메탄올의 장점에 주목하고 있습니다. 그동안 메탄올은 생산단가가 높고 질소산화물(NOx) 배출량이 많아 선박용 연료로 사용하는 데 한계가 있었지만, 주 원료인 천연가스 생산량이 증가하면서 생산단가는 낮아졌고 질소산화물(NOx)을 절감하는 연료분사 기술도 고도화되면서 차세대 선박 연료로 인정받고 있습니다.
저장 시 높은 압력과 극저온이 요구되는 LNG와는 달리, 메탄올은 상온이나 일반적인 대기압에서도 저장·이송이 쉽다는 점도 장점으로 꼽힙니다. 또 연료 공급도 항만의 기존 연료 설비를 간단히 개조해 활용할 수 있어 초기 인프라를 구축하는 비용도 상대적으로 적게 든다는 평가를 받고 있습니다.
메탄올 추진선을 발주한 선사들은 관련 인프라도 갖춰가고 있습니다. 머스크는 지난 3월 메탄올 추진선을 운영하는 데 쓰일 연간 최소 73만t의 그린 메탄올을 오는 2025년 말까지 확보하고자 6개 글로벌 기업과 전략적 파트너십을 맺었습니다. 이 밖에도 머스크는 지금까지 중국·덴마크·미국 등 바이오 에너지기업과 파트너십을 체결하는 등 공급체제 구축에 힘쓰고 있습니다.
업계 관계자는 “당분간 LNG는 탄소중립을 위한 에너지 전환의 중간다리 역할을 하면서 선박 연료로서도 상당한 점유율을 유지할 것으로 보고 있다”면서도 “메탄올은 오는 2050년까지의 환경규제까지 대응할 수 있는 친환경 연료인 만큼 해운·조선 시장에서도 점차 관련 시장의 성장 속도가 빨라질 것으로 전망된다”고 말했습니다.
해양 환경 규제가 강화되고 연료전지 기술이 발전하면서 선박의 추진시스템을 내연기관에서 연료전지 기반 전기모터로 대체하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있습니다. 수소연료전지로 움직이는 선박을 개발하는 스타트업도 독자적인 기술력을 쌓아가고 있습니다.
한국조선 ‘엔진 없는 배’ 만든다!! 연료전지 추진선 개발 박차
삼성중공업은 범한퓨얼셀 등과 함께 고분자 전해질 연료전지(PEMFC) 기반 액화수소 연료전지 선박 추진 시스템 개발에 성공해 최근 노르웨이 선급인 DNV로부터 기본 인증(AIP)을 획득했습니다. 이에 앞서 삼성중공업은 지난해 블룸에너지와 공동연구를 통해 고체 산화물 연료전지(SOFC) 추진 액화천연가스(LNG) 운반선을 개발해 DNV로부터 AIP를 받았습니다.
현대중공업그룹 조선 부문 중간지주사 한국조선해양도 지난달 11일 두산퓨얼셀, 쉘(Shell), 하이엑시엄, DNV와 함께 ‘선박용 연료전지 실증을 위한 컨소시엄’ 본계약을 체결하며 연료전지 개발에 박차를 가하고 있습니다. 컨소시엄은 오는 2025년부터 쉘이 운용할 17만4000㎥급 LNG 운반선에 600㎾급 SOFC를 탑재하고 이를 보조동력장치(APU)로 1년간 활용하며 실증합니다.
한국조선해양은 장기적으로 연료전지를 추진 동력원에 적용할 수 있는 고효율 친환경 선박을 개발할 계획입니다. 한국조선해양은 이번 협약과는 별도로 육상·선박용 연료전지 사업을 추진하기 위해 SOFC 관련 자체 기술 개발에도 나서고 있습니다.
대우조선해양은 잠수함 건조 분야에서 이미 연료전지 적용 경험을 갖고 있습니다. 3000톤(t)급 KSS-III(장보고-III) Batch-I 시리즈에는 범한퓨얼셀의 PEMFC가 적용돼 잠항중에도 전력을 생산합니다. 상선 분야에서는 지난해 미국 선급 ABS에서 SOFC 시스템의 초대형유조선(VLCC) 적용에 대한 기본승인을 받았고, LNG운반선 적용도 연구 중입니다.
대우조선은 지난달 정부의 친환경 예인선(Tugboat) 개발 사업을 수주하고, 친환경 연료 및 전동화 육상시험시설(LBTS: Land Based Test Site)을 구축하면서 상선용 연료전지 시스템 개발에도 적극 나서고 있다. 235억원의 정부 예산이 투입되는 수소연료전지 예인선에는 3MW급 PEMFC-배터리 하이브리드 추진 시스템이 개발돼 탑재될 예정입니다.
연료전지 선박 개발을 목표로 한 스타트업도 순항중입니다. 대우조선과 삼성중공업 출신 엔지니어들이 지난 2017년 설립한 빈센은 PEMFC 기반의 연료전지추진시스템을 개발하고 있습니다. 이 회사는 선박용 전기추진 장치와 선박용 수소연료전지 공급 장치, 전기보트 제어 시스템 등의 특허를 보유하고 있습니다. 지난해에는 PEMFC을 적용한 수소연료전지 추진 보트 ‘하이드로제니아’를 제작해 시운전까지 마쳤습니다.
빈센은 중장기적으로 PEMFC를 사용해 약 5만DWT(재화중량톤수) 이상을 적재할 수 있는 탱커(액체화물선)에 연료전지추진시스템을 적용한다는 목표를 갖고 있습니다. 빈센은 포스코그룹 등과 협력해 선박 환경에 특화된 고성능·고내구성 연료전지 개발 및 양산도 준비중입니다.
연료전지 추진선 개발이 활발하게 진행되는 이유는 현재 국제해사기구(IMO)를 중심으로 글로벌 온실가스 감축을 위한 선박 배출가스 규제가 강화되고 있기 때문입니다. 선박의 동력원을 기존 석유나 가스에서 전기로 바꾸는 전동화(Electrification)가 이뤄지면 운송 과정에서 탄소 배출을 획기적으로 줄일 수 있습니다.
이는, 만(MAN), 바르질라(Wärtsilä) 등 글로벌 엔진 강자들이 장악한 선박용 기자재 가치사슬이 한국 조선업계 중심으로 재편될 수 있는 기회이기도 합니다. 다만 SOFC의 부피와 중량, 발열 문제나 PEMFC에 필요한 안정적인 액화수소 공급 등의 문제는 아직 풀어 나가야할 과제입니다.