탈탄소 파괴적 혁신 시대, 수소연료추진선박 개발 과제는
탈탄소 파괴적 혁신 시대, 수소연료추진선박 개발 과제는
  • 김병수 부산대 교수(수소선박기술센터 연구기획실장)
  • 승인 2021.01.08 08:55
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[현대해양] 파괴적 혁신이란 시장에 없던 신기술이 기존 기술들을 파괴시키고 새로운 시장을 만들면서 시장지배기술이 되는 혁신을 말한다.

파리기후변화협약에 미국이 동참할 가능성이 커지면서 탈탄소 경제시대가 가속화될 전망이다. IMO의 2050년 온실가스 50% 감축 목표와 후속조치들도 탄력을 받을 것이다. 이로 인해 세계 항만, 해운 및 조선업계 생태계가 새로운 파괴적 혁신의 흐름에 직면하고 있다. 탈탄소 선박연료로 부각되는 것은 암모니아, 바이오 및 수소연료이나 이를 선박에 적용하는 것은 개량 기술 수준이다. 반면, 수소연료의 경우는 새로운 혁신 기술이다. 대용량의 수소연료탱크, 수소연료전지시스템, 연료전지-ESS(Energy Storage System) 하이브리드 전기추진시스템, 수소벙커링시스템 및 수소연료추진선박(수소선박)과 안전기준 제정 등의 신기술 개발이 필요하다.

수소선박에서 가장 앞서 나가고 있는 노르웨이 경우는 최근 정부 정책지원으로 세계 최초 액화수소연료 크루즈선 개발을 2023년 완료 목표로 추진 중이다. 미국도 84인승 수소연료추진 여객선 진수를 2020년 3월에 완료하였다. 일본은 세계 최초 액화수소운송선을 건조 완료하여 현재 시범 운항 중이다.

우리나라가 수소선박을 개발하기 위해 우선적으로 확보해야할 혁신 기술들이 있다.

첫째, 대용량 고압수소 및 액화수소 탱크 개발이다. 육상용 고압수소탱크는 소용량으로 선박에 그대로 적용하기 어렵다. 현재 용량보다 5~20배 이상인 대형 탱크개발이 필요하다.

둘째, 대용량 수소연료전지시스템의 개발이다. 선박에 적용되기 위해서는 수 MW급의 대용량이 개발되어야 한다. 현대차가 500kW급을 육상 발전용으로 개발 중이지만, 선박용은 수요가 없어 별도 개발은 하지 않고 있다.

셋째, 대용량 연료전지-ESS 하이브리드 전기추진시스템의 국산화 개발이다. 인버터 등 전력변환시스템, 전기추진제어시스템 등의 기자재 국산화가 필요하다.

넷째, 대용량 수소벙커링시스템의 개발이다. 단기적으로는 산업부 개발과제로 추진 중인 이동식 충전설비를 활용할 수 있지만, 장기적으로는 항만 대용량 수소충전소 구축이 필요하다.

다섯째, 수소선박 안전기준의 제정이다. 국내외 선급에서 연료전지 등 일부 규칙은 만들었으나 전체적으로는 미흡한 실정이다. 여러 척의 수소선박에 대한 지속적 실증을 통해 소재 및 기자재 검증 규칙, 기자재 설치 규정 및 운항 안전성 확보 규칙 등을 개발해야 한다.

세계 항만, 해운 및 조선업계는 탈탄소 선박연료 사용 확대에 따른 파괴적 혁신시대에 직면하고 있다. 파괴적 혁신시대에서도 지속가능한 산업 성장을 도모하기 위해서는 친환경 탈탄소연료 선박의 생태계 구축에 정부와 산업계의 선제적인 투자와 노력이 필요하다. 


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