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더불어 민주당 최인호 의원의 주최로 지난 18일 국회의원회관 제1세미나실에서 ‘수소선박 기술·정책 토론회’가 개최됐다.

이날 진행된 종합토론에는 산업통상자원부 조선해양플랜트과 윤성혁 과장, 부산과학기술기획평가원 김병진 원장, 현대중공업 중앙기술원 남기일 상무, 대우조선해양 선박해양연구소 강중규 상무, 에너지경제연구원 김재경 팀장이 참석해 조선해양산업의 수소선박 기술개발 동향과 필요성에 대해 논의했다.

한국해운신문은 이날 발표된 종합토론 주요 내용들을 현장중계한다.

산업부 조선해양플랜트과 윤성혁 과장
수소연료선 기술개발 중장기 전략 필요

국제환경규제는 날로 강화되는 추세다. 국제해사기구 IMO는 선박의 환경오염물질 배출규제에 대한 로드맵을 마련해 추진 중으로 올해 5천톤 이상 모든 선박에 대한 연료 소모량 모니터링을 실시하고 있으며 2020년부터는 황산화물 배출량을 0.5% 이하로 규제한다.

또 IMO 해양환경보호위원회(MEPC)는 제72차 회의에서 2050년까지 온실가스 배출량을 2008년 대비 50% 이하로 감축하기로 결정했다. 이에 따라 각국에서는 황산화물 0.5% 배출규제를 조기시행하고 0.1% 배출만을 허용하는 배출규제구역(ECA)을 지정하는 등 선제적으로 대응하고 있다.

이에 맞춰 우리나라도 ‘해양환경관리법’ 시행령 개정을 통해 황산화물 배출량을 0.5%로 규제할 예정이며 지난해 말에는 일부지역을 ECA로 지정해 배출량을 0.1% 이하로 제한하는 ‘환경대기질특별법’ 제정안이 농해수위를 통과해 올해 안으로 공포될 예정이다. 또 지난해 말 ‘환경친화적선박 개발 및 보급에 관한 촉진법’이 제정 및 공포돼 오는 2020년 1월부터 시행된다.

미래 선박 기술 확보에도 나선다. 조선해양 분야의 미래핵심 기술인 수소선박 관련 기술을 착실히 개발해야 하기 때문에 정부는 글로벌 미래선박 핵심기술 개발사업, 자율운항선박 기술개발 사업 등의 예비타당성 검토를 진행 중이다. 이 사업들을 통해 향후 미래선박 시장에서 우위를 점하도록 기술개발에 대한 전략적 투자를 지속할 계획이다.

기술개발 외에도 다양한 요인에 대한 고려가 필요하다. IMO 등 해사산업계의 환경규제에 대응하기 위한 대체 에너지로 MGO, LNG, LPG, 메탄올, Bio-Fuel, 수소와 수소전지, 배터리 등 다양한 친환경 대안연료가 있다. 따라서 친환경 선박의 설계, 운영비용, 안정성, 환경성, 기술수준, 법과 규정, 충전 인프라 등 다양한 요인에 대해 고려해야 한다.

아울러 수소연료선박도 기술개발에서 상용화까지 중장기적 전략과 계획을 마련해야 함에 따라 앞으로도 많은 토론과 대안제시를 통해 우리나라 조선해양산업이 한단계 도약할 수 있는 전략이 마련되길 희망한다.

부산과학기술기획평가원 김병진 원장
수소선박, 국가 혁신성장 견인

국내 조선업계는 세계 최고수준의 선박 설계 및 건조기술을 보유하고 있으나 친환경 고부가가치 기자재나 핵심부품 기술의 자립화 수준은 미약하다. 따라서 LNG선에 필요한 화물창 핵심기술을 확보하지 못해 척당 100억원의 기술로열티를 경쟁국에 지불하고 있다.

때문에 LNG선 시장에서 경험했던 기술로열티 문제를 반복하지 않기 위해서는 수소선박 분야에서 경쟁력 확보와 핵심, 원천기술, 제품의 Supply Chain을 구축하는 것이 매우 중요하다.

특히 수소선박산업은 조선해양업계가 담당했던 기본설계, 엔지니어링, 기자재, 제작·설치, 수리·보수 외에도 수소의 생산, 수송, 저장, 선박 연료로의 활용 등 다양한 기술들이 연관돼 있어 우리나라 조선해양산업의 고부가가치화 및 수소산업으로의 전환 등 산업구조혁신의 기회가 될 것이라고 생각한다.

이러한 가운데 부산은 이미 수소선박이 지역 조선기자재산업의 구조혁신 기회임을 예측하고 지난해 ‘수소선박 추진단’을 구성해 선제 대응하고 있다.

이로 인해 부산이 국내 수소공급 전진 기지 역할을 할 수 있다고 본다. 부산은 조선해양 엔지니어링 및 기술개발 역량이 집적화돼 있어 선진국에 비해 뒤처진 수소선박 기술을 빠르게 뒤쫓을 수 있는 개발 최적라고 생각한다.

또한 부산은 세계적인 환경규제를 신산업 육성의 기회로 활용하고자 수소선박과 연관된 산업의 활성화 기반을 마련해 조선기자재산업의 산업구조 전환과 미래먹거리 확보를 위한 전략을 수립 중에 있다.

따라서 정부 정책지원이 필요하다. 수소선박은 단순히 새로운 기술이 아닌 발전 방향성을 잃어가는 지역산업의 혁신성장에 기여할 수 있는 기회로 정부차원의 조속한 지원이 절실하다.

현대중공업 중앙기술원 남기일 상무
수소연료추진선 개발에 중점 둬야

그동안 수소는 정유산업, 암모니아, 메탄올 생산 등을 위한 공급연료로만 사용돼 왔다. 그러나 2050년까지 새로운 공급원료를 비롯해 열, 전기 에너지, 운송수단 등에 활용돼 연간 수소 수요량은 현재의 10배 수준으로 증가할 전망이다.

특히 운송수단이 28%로 가장 많은 비중을 차지할 것으로 전망됨에 따라 조선소는 수소 저장, 운송을 위한 선박과 선박의 수소 연료추진 시스템에 대한 관심이 높다.

이에 우리나라도 ‘수소경제 활성화 로드맵’을 발표하고 기술개발에 나섰다. 이에 따르면 2030년에는 해외에서 생산한 수소를 국내에 들여오게 된다. 이때 수소를 선박으로 수입할 수 있는 국가는 한국, 일본, 유럽의 2~3개국만이 가능할 것이라고 예상되며 일본은 자국 발주 선박을 이용하기 때문에 수소선박 발주시장은 매우 제한적일 것이라고 예상된다.

특히 수소연료추진선은 CO2 Zero Emission 기반으로 시장이 성장할 가능성이 높다. 가격과 기술경쟁력이 갖춰질 경우 수소연료추진선 수요가 증가할 것으로 전망됨에 따라 기술개발 방향을 수소운반선보다 수소연료추진선 개발에 중점을 둬야 한다고 생각한다.

그러나 수소연료가스의 가격경쟁력이 큰 걸림돌이다. 이에 저렴하게 LNG를 수소로 변환하는 개질기술을 개발할 수 있으나 부산물이 발생하는 CO2 처리 기술이 수반돼야 한다. 또 선박 배기가스의 CO2를 선상에서 에너지 자원화하는 기술개발도 진행 중이나 선박의 제한된 공간과 필요한 전력 소모를 최소화할 수 있는 부가설비 기술개발도 필요한 실정이다.

대우조선해양 선박해양연구소 강중규 상무
정책지원만이 수소인프라 구축 앞당겨

선박 추진연료로 수소를 이용하는 문제는 기본적으로 단계적 접근이 필요하다. 우선 선박 추진에 있어 가장 현실적인 수소 이용 방법은 기존의 가스엔진에 수소를 첨가하는 것으로 이를 위해서는 추가 연료 탱크, 연료 공급 장치 등이 개발 및 적용된다면 초기 투자비용 없이도 엔진의 효율을 증가시킬 수 있으며 유해 배출가스도 저감시킬 수 있는 매우 확실한 방안이다.

물론 궁극적으로는 수소를 이용한 전기추진방식으로 가는 것이 맞지만 이를 위해서는 우선 대량의 액화수소를 저장할 수 있는 저장용기 개발이 필요하고 개발까지도 어느 정도 시간이 소요될 것으로 보인다.

선박에 최적화된 수소저장방법도 강구해야 한다. 예로 잠수함은 고체저장장치, 대형 상선은 액화수소탱크를 이용하는 것이 가장 효과적이다. 또 수소를 저장하고 제조하는 방법에 대한 연구도 필요한데 유럽과 일본은 이미 LOHC(수소저장액체)에 대한 상용화 연구를 진행 중인 반면 한국은 아직까지 촉매개발의 단계 정도로 상용화까지 연구가 필요하다.

인프라 구축 문제도 해결해야 한다. 현재 LNG추진선의 경우 인프라 구축 문제로 상용화가 더딘 상태다. 적극적인 정책지원만이 수소 인프라 구축을 앞당길 수 있으며 인프라 구축에 따라 수소선박 기술의 발전이 뒤따를 것이라고 생각한다.

그리고 정부 주도의 수소선박 발주로 실적을 확보해야 한다. LNG선의 경우 90년대 중반 국적선 발주를 통한 기술을 축적으로 한국이 현재 전 세계 LNG선 시장을 주도하고 있다. 이에 수소선박도 정부주도의 발주를 통한 실적이 확보해야만 수소선박 관련 기술이 획기적인 전기를 맞을 수 있을 것이라고 본다.

에너지경제연구원 김재경 팀장
수소선박 기술개발 로드맵 마련 필요

올해 1월 17일 정부는 ‘수소경제 활성화 로드맵’을 발표했다. 수소경제는 수소를 중요한 에너지원으로 사용하고 수소가 국가경제, 사회전반, 국민생활 등에 근본적 변화를 초래해 경제성장과 친환경 에너지의 원천이 되는 경제를 의미한다.

정부는 수소경제 활성화 로드맵을 통해 수소전기자, 연료 전지의 세계 시장 점유율 1위에 오르겠다는 목표를 세우고 기술개발 지원을 통해 기술적 성속도를 높이는 한편 추후에는 선박, 열차, 드론 등 그 외 활용산업까지 지원범위를 확대한다는 계획이다.

정부 의도대로 수소활용 산업이 확대될 경우 수소에 대한 수요가 증가하고 수소시장도 성장할 것으로 기대된다. 현재 수소전기차와 연료전지 등 수소활용산업에서 창출되는 수소의 수요는 연간 13만톤 정도인데 정부 로드맵대로 활용산업이 성장할 경우, 2020년에는 연간 47만톤, 2030년 194만톤, 2040년 526만톤까지 확대될 것으로 전망된다.

또 수소활용산업 육성은 수소 저장 및 운송 부문의 성장을 유도할 것으로 예상된다. 이는 곧 수소활용산업의 효율화로 이어져 해당 부문의 성장을 촉진하는 선순환 구조가 형성될 것이라고 본다.

이처럼 수소수요 증가에 따라 해외 생산 수소 수입이 필요할 전망이다. 정부는 2040년에 전체 수소수요량의 70%를 이산화탄소를 배출하지 않는 친환경 수소로 공급한다는 계획이다. 그러나 국내의 친환경 수소 생산여력을 감안하면 2030년부터는 해외 재생에너지, 갈탄 등을 활용해 생산된 친환경 수소를 수입해 부족분을 보충해야할 필요가 있다.

따라서 2030년 해외수소 도입을 위해서는 수소운반선 개발, 수소운송상 벨류체인별 특화 기술을 함께 개발하는 종합적인 수소운송 프로젝트가 필요하다. 현재 수소경제 활성화 로드맵은 액화수소운반 기술개발에 초점이 맞춰진 것으로 여기서 한발 더 나아가 수소운송상 벨류체인별로 특화 기술을 개발할 수 있는 추가적인 기술개발 로드맵 마련이 필요하다.