[현대해양] 기후변화 위기를 극복하기 위하여 선박 배출 온실가스에 대한 감축 규제수준이 더욱 강화되고 있다. 에너지효율 개선 같은 전형적인 방식을 과감히 탈피한 혁신적인 감축조치가 요구되고 있다.
지난해 6월 국제해사기구(IMO)는 해양오염방지협약을 개정하여 화물 1톤을 1해리 운송할 때 발생하는 이산화탄소배출량을 산출하여 선박에 일정 이상 효율을 강제하는 에너지효율지수(EEXI)를 현존선에 도입하였다. 2023년부터 20% 이상 에너지효율 향상을 의무화하여 노후선을 혁신적인 신조선으로 대체할 것을 촉구하였다. 선박 운항 시 배출되는 이산화탄소량에 대한 탄소집약도지수(CII)도 도입되어 개별선박 배출량을 2026년까지 매년 1~2%씩, 총 11%를 감축해야 하도록 규제하였다. 2015년부터 시행 중인 신조선의 에너지효율설계지수(EEDI, Energy Efficiency Design Index) 또한 2025년부터 3단계 감축률에 따라 탄소배출량을 30% 이상 감축해야 하고, 컨테이너선 등 일부 선형은 2025년 시행할 3단계 감축률을 2022년부터 조기 적용하기로 하였다.
선박 72%가 기준에 못미쳐
이와 같은 규제강화에 대해 지난해 해양수산부에서 실시한 국내 해운선사 설문조사 결과에 따르면 내년 에너지효율지수(EEXI) 규제가 시행될 경우, 운항 중인 선박의 약 72%가 기준에 미흡한 수준인 것으로 나타났다. 대부분의 미흡 선박은 주기관출력제한장치(EPL, Engine Power Limitation) 또는 축출력제한장치(ShaPoLi, Shaft Power Limitation)를 설치하여 운항 최대속력을 3~4노트 감속시키면 이를 만족할 수 있는 것으로 분석되었다. 이에 따라 해양수산부는 에너지효율 개선장치를 설치한 선박에 대해 2022년과 2023년 2년간 51억 원을 지원하여 설치비용의 일부를 보전해주고 있다.
또한, 현 상태로 운항 시 약 34%의 선박이 낮은 등급(D·E등급)의 탄소집약도지수(CII)에 해당하여 운항이 제한될 수 있는 것으로 나타났다. 2027년 이후 2% 이상의 높은 감축률이 적용된다고 가정하면 2030년 즈음에는 보통 이상의 등급(A·B·C등급) 유지가 매우 힘들어질 것으로 전망되었다. 이들 선박은 당분간 감속운항 또는 항로 최적화 등 운항적 개선조치를 통해 등급을 유지할 수 있지만, 계속 강화되는 감축률에 맞추려면 에너지절감장치 등 추가적인 기술적 조치들을 결합하여야 한다. 하지만 선형 최적화 및 추진기 개량 등 현재까지 많이 사용해왔던 기술적 효율개선 조치들은 이미 높은 기술 성숙도로 인해 추가적인 감축 잠재량이 많지 않다는 점을 고려하면, 상당수 선박은 기존 기술・운항조치로는 에너지효율을 향상하는 데 한계에 봉착할 것으로 예상된다.
전주기 탄소배출 평가
아울러 올해부터 IMO에서는 선박 연료유에 대한 전주기 탄소배출 평가(LCA, Life Cycle Assessment) 방법론과 함께 3~5년 후 도입을 목적으로 탄소부담금(GHG Levy) 및 배출권거래제(ETS) 등과 같은 시장기반 조치를 논의하고 있다. 이러한 중장기 조치들까지 시행되면 선박은 탄소배출 저감 연료를 통하여 지금보다도 더 혁신적인 탄소배출량 감축방법을 찾아내야 한다.
일부 국내외 해운선사와 조선사는 LNG 추진선박을 투입하거나 바이오중유, 메탄올 등 친환경 연료를 사용하는 기관을 개발하는 등 적절한 대체연료를 찾고 있지만, 어느 연료가 더 안전하고 경제적이고 어디서나 공급받을 수 있는 지에 대한 확신을 가지기 어려운 시점이다. 수소, 암모니아 등 무탄소 연료가 궁극적인 선박연료가 될 것으로 전망되지만 선박에 적용하기 위해서 해결해야 할 기술적 과제가 많이 남아 있다.
이러한 고민에 답하기 위한 국내외 전문기관 또는 산업계 보고서에 살펴보면, 미래 선박연료는 기술개발, 경제성, 공급 안정성 등의 문제해결이 진행되는 과정에서 국제해사기구(IMO)의 온실가스 감축 로드맵에 따라 저탄소(LNG, LPG, 메탄올 및 바이오연료 등) → 무탄소(암모니아, 수소, 전기 등) 순으로 개발 보급될 것으로 전망하고 있다.
따라서 정부는 국내 해운·조선업계와 이 같은 상황 인식을 공유하고 IMO 온실가스 규제에 적기 대응하는 한편, 산업계의 기술 경쟁력을 제고할 수 있도록 지난 2020년말 ‘친환경선박 개발 및 보급 제1차 기본계획(2030 그린십-K)’을 수립하여 시행하고 있다.
먼저, IMO 온실가스 규제와 미래 선박연료 전환에 대비하여 우리나라 해운·조선산업 경쟁력 확보에 필요한 차세대 100대 유망기술을 선정하여 시험, 실증 및 상용화로 이어지는 기술 연구개발을 추진해오고 있다.
친환경선박 전주기 혁신기술 개발연구
올해부터 해양수산부·산업통상자원부 공동으로 추진하는 ‘친환경선박 전주기 혁신기술 개발연구’(2022∼2031년, 2,540억 원)는 특히 중요한 사업이다. 우리 기술로 세계 수준의 저탄소·무탄소 선박 및 전기·하이브리드선박 등 친환경선박 핵심기술을 개발하여 육해상 시험평가와 실증 및 운용실적(Track Record)을 확보하고자 하는 사업이다.
이 사업에서는 무탄소 또는 탄소중립 연료가 안정적으로 확보되기 전까지 내연기관을 그대로 사용하면서 연료공급장치 등 일부 설비만 보완하면 사용할 수 있는 LNG, 바이오연료 및 암모니아 연료추진기술을 먼저 개발한다. 특히 LNG 추진기술은 우리나라 조선업계가 기술적 우위를 가지고 있어 이를 고도화하여 무탄소 연료 추진기술이 상용화될 때까지 징검다리(Bridge) 기술로 활용할 계획이다.
암모니아는 내연기관 연료로 사용가능할 뿐만 아니라 저장(-33℃)과 이송이 용이하므로 극저온(-253℃) 저장 및 높은 기술적 난이도 때문에 취급이 어려운 수소(H2)의 저장·운송 매개체로 활용할 수 있다는 장점이 있다. 이러한 장점을 살려 연안선박 시험 실증을 통해 암모니아 활용기술을 극대화하고 향후 개발될 수소연료전지 추진기술과 접목할 계획이다.
한편, 선박에서 배출되는 탄소를 포집, 저장 후 처리하는 기술개발에도 주력하고 있다. 연구개발을 통해 포집 처리된 이산화탄소량을 객관적으로 검증할 수 있는 시험・인증방법을 개발하여 IMO에 제출함으로써 탄소배출량 감축량을 인정받을 수 있도록 할 계획이다.
이와 같이 해양수산부는 ‘친환경선박 전주기 혁신기술 개발연구’을 통해 확보한 시험・실증 데이터를 바탕으로 국내 법령·제도 정비 및 국제 표준화(IMO/ISO/IEC)를 추진함으로써 우리 기술이 최종 상용화 및 사업화되는 밑거름이 되도록 지원할 계획이다.
IMO 목표 이행 위한 노력
해수부는 LNG·하이브리드 등 친환경 관공선과 친환경선박 대체건조 지원을 통해 민간 선사의 친환경선박 전환을 촉진할 계획이다. 친환경 관공선 건조(2030년까지 199척 목표)를 마중물로 우리 기술력을 입증함과 동시에 민간 선박의 친환경선박(2030년까지 140척 목표) 전환을 촉진하고자 한다.
또, LNG·전기 등 연료공급 항만 인프라를 단계적으로 확충(2025년 70만 톤 → 2030년 140만 톤) 한다. LNG 벙커링 선박 운영, 육상 터미널 구축 등 LNG 연료 공급수단을 다변화하고, 접안선박의 육상전원공급장치(AMP)를 소형 전기·하이브리드 선박의 고속 충전설비로 활용하는 등 연료공급 인프라를 확충한다.
친환경선박 도입을 촉진하기 위해 민간선사 지원정책도 추진하고 있다. 2018년부터 노후 외항선박을 폐선하고 친환경 고효율선박으로 건조할 경우 건조비의 일부를 지원하기 위하여 2021년까지 총 34척에 대해 655억 원의 예산을 집행하였고, 올해는 205억 원의 예산을 지원할 예정이다. 지난해부터는 친환경선박으로 건조하는 내항선박에 대해서도 건조비의 최대 30%까지 지원하고 있다.
마지막으로, IMO 온실가스 규제 동향을 공유하고 함께 전략적으로 대응하고자 해양수산부는 해운·조선업계, 학계, 전문기관 등과 함께 협의체를 운영하고 있다. 세계적인 해운·조선산업을 보유하고 있는 우리나라가 선진국과 개발도상국 간 기후변화 대응 온도차를 극복하고 조정자 입장(Coordinator)에서 IMO 회원국 간 협력을 이끌어 실현가능한 온실가스 감축목표를 수립하고 이행하는데 적극 기여하기 위한 노력도 시작하였다. 올해부터 2025년까지 IMO와 약 675만 달러 규모의 기술협력사업을 수행하고 있다.
과감하고 혁신적인 온실가스 감축수단 찾아야…
모두가 알다시피 지난해 영국 글라스고에서 열린 유엔기후변화협약 당사국 총회(COP26)에서 영국, 덴마크, 미국 등 20여개국이 동참한 ‘2050 해운 탈탄소화 선언’, ‘탈탄소 해운항로 구축선언’이 있었다.
최근 EU는 2030년 온실가스 감축목표를 상향(40%→55%)하고 2023년부터 배출권거래제도(ETS)를 국제해운 분야에 적용하는 법안을 제정 중이다. 이러한 국제사회 변화에 따라 IMO와 IMO 회원국은 내년에 2018년 발표한 초기전략을 수정할 때 2050년 온실가스 감축목표를 50%보다 높은 수준, 100%까지 재설정할 가능성이 매우 크다.
해운・조선업계는 과거 그 어느 때보다 과감하고 혁신적인 온실가스 감축수단을 요구받는 시대를 맞고 있다. 해양수산부는 우리 산업계가 그동안 선박에너지효율을 극대화하는 데서 온실가스 감축 규제에 효과적으로 대응해온 만큼 대체연료에서도 경쟁력을 높일 수 있도록, 이를 통해 국익 창출과 국제 온실가스 감축에 기여할 수 있도록 언제나 경청하고 노력할 것이다.
