July 21,2019

친환경선박으로 온실가스 줄인다

전기 및 수소, 하이브리드 선박 개발 경쟁

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국제해사기구(IMO)에서는 올해 1월부터 회원국 전체 항만을 입‧출항하는 선박에 온실가스 감축을 위한 리포트 제출을 강제하는 ‘IMO-DCS(Data Collecting System)’ 규제를 시행하고 있다. IMO는 내년부터 선박용 중유의 황함량 기준을 현행 3.5%에서 0.5%로 강화할 예정이다.

또한 2025년 이후에 건조되는 모든 선박은 2014년에 건조된 선박보다 에너지 효율성도 30% 향상시킬 전망이다. 이에 따라 IMO는 국제해상운송 부문에서 단위물동량당 이산화탄소 배출을 2030년까지 2008년 배출량 대비 최소 40% 줄이고 2050년까지는 70% 감축한다는 목표를 세워놓고 있다.

국제해운 부문의 이산화탄소 발생량은 2012년 기준 7억 9600만 톤으로서 전 세계 이산화탄소 배출량의 2.2%를 차지한다. 전 세계 여객선 승객 1명이 1㎞ 운항 시 배출하는 이산화탄소는 약 0.12㎏으로서 자동차와 비교 시 절반밖에 되지 않는다.

하지만 아무런 감축 노력도 하지 않을 경우 해운업에서의 온실가스 배출량은 2050년까지 2012년 대비 최소 50%에서 최대 250%까지 증가할 것으로 전망된다. 선박이 이전보다 더 멀리, 그리고 더 자주 이동하면서 더 많은 연료를 소모하게 될 것이기 때문이다.

유럽연합은 2030년까지 100척의 전기추진 여객선을 운영해 총 10만~30만 톤의 이산화탄소 배출량을 감축하는 '이-페리' 프로젝트를 추진 중이다.

유럽 연합은 2030년까지 100척의 전기추진 여객선을 운영해 총 10~30만 톤의 이산화탄소 배출량을 감축하는 ‘이-페리’ 프로젝트를 추진 중이다. ⓒ http://e-ferryproject.eu/Gallery

IMO의 이 같은 규제로 인해 대기오염 및 이산화탄소의 배출량을 획기적으로 줄이는 친환경 선박이 잇달아 개발되고 있어 주목을 끈다. 가장 활발한 움직임을 보이고 있는 곳은 수많은 여객선을 운용하고 있으면서도 환경적으로 진보적인 정부가 있는 유럽이다.

유럽연합(EU)은 유럽 전역의 섬 및 연안지대, 내륙 수로에 대해 에너지가 효율적이고 온실가스 배출 없이 항해할 수 있는 100% 전기 추진 여객선 개발 프로젝트인 ‘이-페리(e-ferry)’를 2015년부터 추진 중이다.

유럽의 연구 및 혁신 프로그램인 ‘호라이즌 2020’에 따라 유럽공동체(EC)가 기금을 지원하는 이 프로젝트의 목표는 내년까지 10척의 전기추진 여객선을 운영하고 2030년까지 100척의 전기추진 여객선을 운영해 총 10~30만 톤의 이산화탄소 배출량을 감축하는 것이다.

AI가 조종하는 자율운항 전기 선박 개발 중

이-페리 프로젝트의 주요 파트너 중 하나로 참여하는 스위스의 에너지 저장 설루션 공급업체 르클랑셰는 최근에 한 번 충전으로 최대 40㎞를 항해할 수 있는 모듈식 리듐 이온 배터리 시스템을 개발해 주목을 끌었다.

스위스에 본사를 둔 다국적 기업 ABB 사는 지난해 11월 덴마크의 헬싱괴르와 스웨덴 헬싱보리 사이의 약 8㎞ 항로를 운항하는 2척의 선박을 기존의 디젤 엔진에서 전기 추진으로 전환시켰다. 배기가스가 없는 이 세계 최대 여객선을 만들기 위해 ABB는 대용량 배터리팩을 기존의 대형 여객선에 설치하는 기술, 에너지 저장 제어 시스템, 배터리 랙 등의 핵심 기술을 사용했다고 밝혔다.

ABB 사가 개발한 고성능 리튬이온 전지팩은 미국과 캐나다 접경에 있는 나이아가라 폭포의 유람선에도 적용될 예정이다. 현재 유람선 운영사인 ‘더 메이드 오브 미스트 코프’는 최근에 전기 추진의 배출가스 제로 선박을 발주해 미국 위스콘신 주 조선소에서 건조 중이라고 밝혔다. 이 전기 선박이 도입되면 온실가스 저감은 물론 나이아가라 폭포의 수중 생태계 보존에도 크게 기여할 것으로 전망된다.

인공지능(AI)이 조종하는 자율운항 전기 선박도 곧 상용화될 예정이다. 핀란드의 핀페리 사와 영국의 롤스로이스 사가 공동 개발하고 있는 ‘팔코(Falco)’라는 여객선이 바로 그 주인공. 총 길이 53.8m, 폭 12.3m인 이 여객선은 파고, 풍향, 유속, 장애물, 선박 위치 등 시시각각 변화하는 운항 정보를 수집한 다음 AI 시스템이 그 정보를 바탕으로 선박을 조종하게 된다.

하이브리드 선박으로 이산화탄소 배출량 15% 감소

내년에 정기 운항을 목표로 하고 있는 팔코 호는 지난해 말 핀란드 발트해 연안에서 승객 80여 명을 태운 채 시험운항에 성공했다. 노르웨이에서는 전기로 움직이는 자율운항 화물선인 ‘야라 버클랜드’를 건조 중이다. 팔코와 야라 버클랜드 호는 모두 전기의 힘으로만 운항하는 배출가스 제로의 친환경 선박이다.

덴마크의 스칸드라인(Scandlines)이라는 해운회사는 배터리에 에너지를 저장하는 하이브리드 시스템을 탑재한 선박을 선보였다. 이 시스템은 디젤발전기가 만드는 것보다 더 많은 에너지를 필요로 할 때는 배터리의 에너지를 사용하고, 엔진이 에너지를 덜 사용할 때는 남는 에너지를 배터리에 저장함으로써 연료 효율을 최대로 높이는 방식이다.

스칸드라인은 이 하이브리드 시스템이 선박의 이산화탄소 배출량을 최대 15% 감소시킬 수 있다고 밝혔다. 이 회사는 앞으로 자사의 여객선 전체에 대해 배출가스 제로 프로젝트를 적용할 계획인 것으로 알려졌다.

한편, 벨기에의 선박회사 CBM은 유해물질을 거의 생산하지 않는 수소 여객선 하이드로빌을 운항하고 있다. 하이드로빌은 수소뿐만 아니라 일반 석유연료로도 운행이 가능한데, CBM은 이 기술을 화물선에도 적용할 계획이다.

우리나라도 수소 연료전지 추진 선박을 개발하기 위해 국내 대기업과 학계가 참여하는 연구개발팀을 곧 출범시킬 예정이다. 이를 위해 정부는 수소 선박 건조를 위한 핵심 기술 개발 연구센터를 부산에 설립하고, 내년부터 약 6000억 원을 지원하는 프로젝트를 본격적으로 추진한다고 밝혔다.

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