[1등 DNA] '탄소중립' 암모니아·수소 선박 개발도 현대중공업이 주도

기사입력 : 2021년12월12일 08:00

최종수정 : 2021년12월12일 08:00

메탄올·암모니아 추진선 개발하며 수소 시대 준비
수소 생산부터 운반까지 수소 밸류체인 구축

[편집자] 코로나19 팬데믹 이후 글로벌 산업지형이 빠르게 변화하고 있습니다. 우리 기업들에게는 분명한 위기입니다. 하지만 새로운 도약의 기회가 펼쳐진 것이기도 합니다. 우리 기업들은 어려울 때마다 기적을 일으켜왔습니다. 영토는 좁고 자원은 빈약한 우리나라가 글로벌 경제강국으로 도약할 수 있었던 것은 최고가 되겠다는 기업들의 열정과 열망이 있었기 때문입니다. 또다시 기회의 문 앞에 선 우리 기업들. 일요일마다 기업들의 뼛속 깊이 새겨진 '1등 DNA' 사례를 연재하며 이들의 새로운 도약을 응원합니다.

[서울=뉴스핌] 정승원 기자 = 현대중공업그룹이 미래 해상 운송 수단인 메탄올·암모니아추진선과 수소추진선 상용화에 박차를 가하고 있다. 이미 액화천연가스(LNG)운반선 및 추진선에서 글로벌 최고 수준의 경쟁력을 갖추고 있지만 보다 탄소중립에 한 걸음 다가가기 위함이다.

그 바탕에는 수소 생태계 구축을 목표로 하는 '수소 드림 2030'이 있다. 현대중공업그룹은 수소사업 로드맵인 '수소 드림 2030'을 통해 오는 2030년까지 육상과 해상에서 수소 생태계를 구축한다는 계획이다. 이에 수소 생태계 구축 이전 단계적으로 메탄올 및 암모니아추진선을 상용화하고 이후 수소추진선까지 개발한다는 방침이다.

현대중공업그룹이 지난 9월 업계 최초로 친환경 암모니아 연료공급시스템에 대한 개념설계 기본인증을 획득했다. [사진= 현대중공업그룹]

◆ 수소 시대 이전의 믿는 구석 '메탄올·암모니아 추진선'

조선업계가 바라는 궁극적인 미래는 수소를 연료로 사용하는 수소추진선이다. 하지만 국내 수소추진선은 아직 상용화 이전 단계로 그 때까지 중간다리 역할이 필요하다. 현대중공업그룹이 이 '중간다리 역할'로 주목하고 있는 분야가 메탄올과 암모니아 추진선이다.

현대중공업그룹의 조선부문 중간지주사인 한국조선해양은 지난 8월 세계 최대 해운사인 머스크로부터 메탄올 추진 컨테이너선 8척을 수주했다. 이는 세계 최초이자 최대 규모다.

메탄올은 기존 선박유 대비 황산화물(SOx)을 99%, 질소산화물을 80%, 온실가스를 25% 줄일 수 있는 친환경 연료다. LNG선 역시 친환경성을 갖췄으나 메탄올은 보관 및 이송이 LNG보다 용이하다. LNG의 경우 -162도의 극저온 유지를 위한 탱크가 필요하지만 메탄올은 일반 기압과 상온에서 액체 상태로 저장할 수 있다. 메탄올은 끓는 점이 상온 20도로 역시 영하인 수소, 암모니아와 비교해도 높다. 또한 바다에 배출되더라도 수중에 자연분해돼 해양 오염을 일으키지 않는다는 장점이 있다.

현대미포조선은 지난 2016년 세계 최초로 메탄올 추진선을 건조한 데 이어 현재까지 9척의 메탄올 추진선을 인도했다. 현대미포조선, 현대중공업 등 한국조선해양 산하 조선사들이 현재까지 수주한 메탄올 추진선은 20척을 넘어선다.

암모니아의 경우 이산화탄소를 전혀 배출하지 않은 친환경 연료로 주목받고 있다. 이는 이산화탄소 배출량을 70%까지 저감해야 하는 국제해사기구의 환경규제 IMO2050을 충족시킬 수 있다. 문제는 분자구조(NH3)상 질소를 포함하고 있어 유해물질인 질소가 배출된다는 것이다. 이에 암모니아 추진선은 그동안 상용화에 어려움을 겪어 왔다.

한국조선해양은 지난달 친환경 암모니아 연료공급시스템에 대한 개념설계 기본인증을 한국선급으로부터 획득했다. 이 시스템을 활용하면 암모니아 증발가스를 활용해 배기가스 내 질소산화물을 제거하고 잔여 가스는 연료로 사용할 수 있다. 여기에 극소량의 암모니아도 외부로 유출되지 않도록 차단하는 이중누출방지 가스처리시스템도 갖췄다.

한국조선해양은 부산 한국생산기술연구원 동남본부에 암모니아 이중누출방지 실증설비도 구축했다. 이를 통해 선박 운항 과정에서의 다양한 상황을 테스트해 축적된 데이터를 암모니아 추진선 개발에 활용한다는 계획이다.

한국조선해양 관계자는 "이번 기술개발로 암모니아 추진선의 상용화에 한 발 더 다가서게 됐다"며 "앞으로 무탄소 친환경 선박인 전기, 수소 추진선 개발에도 더욱 박차를 가할 것"이라고 밝혔다.

현대중공업그룹이 개발 중인 액화수소운반선 개념도 [사진= 한국조선해양]

◆ 수소 생산부터 운반까지...수소 시대 대비한다

현대중공업그룹의 '수소 드림 2030'에서 한국조선해양이 맡는 역할은 수소의 생산과 운송이다. 우선 현대중공업그룹은 오는 2030년까지 수소 생산을 위한 1.2GW급 수전해플랜트를 제작한다. 이는 해상의 풍력발전에서 생산한 전력으로 바닷물을 분해해 대규모로 수소를 생산하는 설비다.

이를 위해 한국조선해양과 현대중공업은 지난달 미국선급(ABS) 한국지사와 '해상 그린수소플랜트 설계 가이드라인 정립을 위한 업무협약'을 체결했다. 현대중공업은 내년 상반기 중 가이드라인에 대한 기본 인증을 획득한다는 계획이다.

수소운반선 개발을 위한 준비도 진행 중이다. 현대중공업그룹은 지난 9월 아랍에미리트에서 개최된 가스텍에서 액화수소 화물운영 시스템, 액체이산화탄소 운반선에 대한 선급 및 기국 인증을 획득했다.

이중 액화수소 화물운영 시스템은 수소운반선의 핵심 기술로 운항 중 발생하는 수소증발가스를 발전용 연료로 재사용할 수 있는 기술이다. 또한 재기화 시스템을 바탕으로 수입터미널이 없는 경우에도 소비처로 수소공급이 가능하다.

국내에서는 포스코 등과 업무협약을 맺고 액화수소탱크 개발을 진행하고 있다. 수소를 액체로 저장하면 대량 운송이 가능해진다. 한국조선해양은 액화수소탱크 설계와 선급 승인을 맡아 액화수소 연료 탱크 설계를 맡고 있다. 여기에 수소를 운송하는 과정에서도 수소연료전지를 활용한 수소선박 또한 개발 중이다.

현대중공업그룹 관계자는 "미래 친환경 패러다임의 변화가 가속화 되면서 이 분야 시장 선도를 위해 그룹 역량을 집중하고 있다"며 "고부가가치 원천 기술 확보를 통해 초격차 기업으로 자리매김할 것"이라고 밝혔다.

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광복군, 일본군 무장해제 "항복사실 모르느냐? 변상문의 '화랑담배'는 6·25전쟁 이야기이다. 6·25전쟁 때 희생된 모든 분에게 감사드리고, 그 위대한 희생을 기리기 위해 제목을 '화랑담배'로 정했다. 우리는 그들에게 전의(戰意)가 없는 것을 보이기 위해 기관단총을 모두 어깨에 걸쳤다. 그러고도 만일을 위해서 각각 산개하면서 뛰어내리기 시작했다. 드디어 내 차례가 왔다. 몸을 날렸다. 아. 그때 그 바람 냄새, 그 공기의 열기, 아른대는 포플러의 아지랑이, 그리고는 아무것도 순간적이었지만 보이지 아니했다. 그러나 어쩐 일인가? 우리 주변엔 돌격 태세에 착검한 일본군이 포위하고 있었다. 워커 구두 밑의 여의도 모래가 발을 구르게 했다. 코끼리 콧대 같은 고무관을 제독총에 연결한 험상궂은 방독면을 뒤집어쓴 일본군이 차차 비행기를 중심으로 원거리 포위망을 좁혀오고 있었다. 너무나도 위험한 상황이었다. 이것이 그리던 조국 땅을 밟고 처음 맞은 분위기였다. 동지들은 눈빛을 무섭게 빛내면서 사주경계를 했다. 그러나 아직 기관단총을 거머쥐지는 아니했다. 여의도의 공기가 움직이지 않는 고체처럼 조여들어 왔다. 뿐만 아니었다. 타고 온 C46형 수송기로부터 한 50여m 떨어진 곳의 격납고 앞에는 실히 1개 중대나 되는 군인들이 일본도를 뽑아 든 한 장교에게 인솔되어 정렬해 있었다. 그 앞에는 고급장교인 듯한 자들이 한 줄 또 섰고, 장군 몇 명도 있는 듯했다. 그러나 무엇보다도 8월 18일 한낮의 그 뜨거운 여의도 열기가 우리를 더욱 긴장시켰다. 격납고 뒤에까지 무장한 군인이 대기하고 있었다. 중형전차의 기관포도 이쪽을 향하고 있었다. 환호하는 광복군. [사진= 국사편찬위원회] 비행장 아스팔트 위엔 한여름의 복사열이 그 위기의 긴장처럼 이글대고 있었다. 어느새 우리는 땀에 젖어 있었다. 기막힌 침묵이 십여 분이나 지났다. 그러나 그들은 어떤 행동도 취해 오지 않았다. 마침내 우리가 발걸음을 옮겼다. 우리는 일본군 고급 장교들이 늘어선 쪽으로 한걸음 씩 움직였다. 각자 산개, 조심하라! 누군가가 이렇게 나직하게 말했다. 서해 연안으로 비행기가 고도를 낮출 때 누군가가 유서를 쓰던 일이 이 순간 내 머릿속에서 상기되었다. 일본군 병사들은 우리가 다가서자 의외로 포위망을 풀 듯이 비켜섰다. 우리는 아직 기관단총을 어깨에 멘 그대로였다. 일본군이 길을 열어주자, 그들도 일본군 육군 중장을 선두로 한 장교단이 우리 쪽으로 오기 시작했다. 그가 바로 조선주차군사령관 죠오쯔끼(上月良夫)였다. 쬬오쯔기는 그의 참모장 이하라 소장과 나남 사단장과 참모들을 뒤로 거느렸다. 우리도 좌우로 벌려 섰다. 쬬오쯔기가 「나니시니 이라시따노?(무슨 일로 왔소?)」말문을 열었다. 퍽 야무지게 보였다. 우리는 말 대신 영등포 상공에서 뿌리다 남긴 선전 전단을 내밀어 주었다. 우리의 임무가 일본어와 우리말로 적힌 전단이었다. 거긴 또 우리가 이렇게 들어오게 된 사연도 적혀있었다. 우리는 한 장씩 그 전단을 다른 일본군 장교들에게 나누어 주었다. 쬬오쯔끼는 이를 받아 읽고, "일본은 정전만 한 상태이니 일단 돌아갔다가 휴전 조약이 체결된 다음에 재입국하라"라고 말했다. 그러면서 은근히 위협했다. 자기네 병사들이 꽤 흥분되어 있으니, 만약 돌아가지 않으면 그 신변 보호에 안전책임을 지기가 어렵다는 분위기라고 했다. 이에 이범석 장군이 "네 놈들의 천황이 이미 연합국에 무조건 항복한 사실을 모르느냐? 이제부터는 동경의 지시가 필요 없다는 것을 알아야 한다"라고 맞섰다. 그러나 쉽사리 양보하지 않았다. 옥신각신 말이 몇 번 건너 왔다 갔다. 갑자기 쬬오쯔끼는 한 일본군 대령에게 일을 처리하라고 지시했다. 그러면서 그는 동경서 손님이 오기로 되어 있어 마중을 나와 있던 참이란 말을 하고는 물러가 버렸다" 이범석 장군은 일본군 측에 "조선 총독을 만나 담판 짓겠다'라고 요구했으나 거절당했다. 일본군 무장해제 임무를 띠고 국내로 들어 온 '광복군 국내정진군'은 아무런 소득도 올리지 못한 채 다음 날 8월 19일 14:30분 여의도 기지를 이륙하여 중국으로 돌아갔다. 광복군은 미군정이 시작되고 나서 한참이나 지난 다음에 개인 자격으로 귀국할 수밖에 없었다. 조짐이 좋지 않았다. / 변상문 국방국악문화진흥회 이사장 2025-09-29 08:00

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중국 전기차 주행거리 두배 증가 배터리 개발 [베이징=뉴스핌] 조용성 특파원 = 중국이 에너지 밀도를 두 배 증가시킬 수 있는 전고체 배터리를 개발해 낸 것으로 나타났다. 중국 칭화(淸華)대학 화학공학과의 연구팀은 '음이온이 풍부한 용매화 구조 설계'를 개발해 냈으며, 이를 기반으로 불소 함유 폴리에테르 전해질을 성공적으로 만들어냈다고 중국 관찰자망이 30일 전했다. 해당 연구 성과는 논문 형식으로 국제 학술지인 네이처에 등재되었다. 연구진이 만들어낸 폴리에테르 전해질은 고체이며, 연구팀은 해당 전해질을 사용하여 전고체 배터리를 제작했다. 제작된 전고체 배터리는 604Wh/kg의 에너지 밀도를 기록했다. 이는 현재 리튬 이온 배터리의 에너지 밀도가 150~320Wh/kg인 점을 감안하면 에너지 밀도가 두 배 이상 높아진 것이다. 동일한 무게의 배터리이지만 해당 전해질을 사용한 전고체 배터리는 두 배 이상의 전력을 충전할 수 있는 셈이다. 이론적으로 전기차의 1회 충전 주행 거리가 두 배 증가할 수 있게 된다. 현재 500km가량을 주행할 수 있는 전기차가 1000km를 주행할 수 있게 된다. 해당 전고체 배터리는 안전성 테스트도 통과하였다. 못을 박아도 화재와 폭발이 일어나지 않았다. 또한 120도의 높은 온도의 박스 안에 6시간 동안 방치되었지만, 연소나 폭발이 일어나지 않았다. 또한 500회 이상 충방전을 거치면서도 에너지 저장 용량은 안정적으로 유지되었다. 연구진이 만들어낸 전고체 배터리가 상용화된다면 많은 분야에서 활용이 가능해진다. 전기차의 주행 거리는 두 배 증가하며, 드론의 비행 거리도 두 배 증가하게 된다. ESS(에너지저장장치) 역시 부피당 저장 용량을 크게 끌어올리게 되며 ESS 소형화가 가능해진다. 칭화대 연구진이 개발한 전고체 전해질의 도식도 [사진=네이처 캡처] ys1744@newspim.com 2025-09-30 10:35