[스페셜 리포트] 종착지는 수소ㆍ자율주행선?…어디까지 왔나

조선업계, 고부가 선박 사업 재편
“정부의 적극적인 지원 필요”

▲현대삼호중공업이 건조해 H-LINE해운에 인도한 18만 톤급 LNG 추진 벌크선의 시운전 모습. (사진제공=HD한국조선해양)

기후변화 대응, 탄소 중립 이행이 글로벌 트렌드로 자리매김하면서 조선 업계도 무탄소 선박 시대로 진입하고 있다. 조선 업계는 메탄올, 암모니아, 액화석유가스(LPG) 추진 선박에 이어 수소 추진, 자율운항선 등 고부가가치 선박 위주로 사업 구조를 재편한다는 전략을 세웠다.

27일 조선 업계에 따르면 올해 상반기 선박 수출은 지난해 같은 기간보다 11.9% 증가한 92억 2000만 달러를 기록했다. 고부가 선박과 친환경 선박은 전 세계 발주량의 61%, 50%를 각각 점유해 세계 1위 자리를 지켰다.

조선업계 관계자는 “2035년 액화천연가스(LNG) 추진선 공급이 정점에 이른 뒤 2040년대에는 수소 추진선이 확산될 것”이라며 “현재 선박의 연료 추진 방식은 친환경 선박으로 가는 중간 과정이며, 결국 무탄소 선박을 운용하기 위해 근본적으로 에너지원을 바꿀 수밖에 없다”고 내다봤다.

이에 조선사들은 글로벌 환경 규제에 대응하기 위해 친환경ㆍ디지털 전환에 총력을 기울이고 있다. 급변하는 시장 속에서 중국 조선사들의 추격을 따돌리고 환경 선박 기술과 디지털 대전환을 통해 미래 신(新) 성장동력을 확보하려는 행보로 풀이된다.

HD현대의 조선 중간 지주사인 HD한국조선해양은 세계 최초로 ‘인공지능(AI) 기관사’를 탑재한 선박을 인도했다. H-LINE해운과 공동으로 개발한 기관자동화솔루션은 통합상태진단솔루션(HiCBM)과 통합안전관제솔루션(HiCAMS)이다.

두 솔루션은 선박 주요 장비에 대한 상태를 실시간으로 진단하고, 화재와 같은 비상 및 돌발 상황을 자동으로 인식한다. 선박 운항 시 기관사ㆍ갑판원을 대신하는 AI 선원 임무를 수행하며 기존 운항 중인 선박에도 적용할 수 있다.

지난해 12월에는 국내 최초로 LNGㆍ수소 ‘혼소(混燒)엔진’ 개발에도 성공했다. 수소엔진의 첫 단계라고 할 수 있는 이 엔진은 디젤연료와 LNGㆍ수소 혼합 연료를 선택적으로 사용해 황산화물과 질소산화물, 이산화탄소, 미세먼지 등의 각종 유해 배기가스 배출량을 크게 줄일 수 있다.

삼성중공업은 지난해 11월 '액화수소 연료전지 선박 추진 시스템 개발에 성공했다. 이 기술은 액화수소와 고분자 전해질 연료전지(PEMFC)로 만든 전력을 선박의 추진 에너지원으로 활용하는 것이 핵심이다. PEMFC는 고분자막을 전해질로 사용하는 연료전지로 내구성이 우수하고 빠른 시동이 가능하다.

한화오션은 이번 유상증자로 확보한 대금 중 6000억 원을 투자해 암모니아와 메탄올, 수소 기반의 ‘친환경 추진 시스템’과 암모니아ㆍ이산화탄소ㆍ수소 운반선을 개발한다. 2030년까지 ‘레벨 4’ 수준의 완전자율운항이 가능한 스마트십 기술을 확보해 미래의 조선 시장 주도권을 확보할 계획이다.

한화오션은 자율운항 시험선 단비(DAN-V)를 건조해 지난해 11월 제부도 인근 해역에서 자율운항 솔루션에 관한 기술 검증을 완료했다. 한화오션은 이 성공으로 로이드 선급 기준 ‘자율운항 레벨3’ 수준까지 기술력을 확보했다.

조선업계가 미래 선박 기술 개발을 위해 고군분투 중이지만 정작 이를 뒷받침할 법령이 없어 글로벌 기술 쟁탈전에서 뒤처질 수 있다는 우려가 나온다.

울산시는 2021년부터 수소규제자유특구 사업으로 ‘소형 수소연료전지선박’ 개발에 들어가 개발을 완료했다. 빈센이 만든 ‘하이드로제니아’는 최근 실증을 마쳤으나, 수소 추진선 관련 법령이 없어 본사 수조에 보관하고 있는 실정이다.

수소연료전지 선박의 상용화를 위해서는 해양수산부 산하 한국해양교통안전공단(KOMSA)의 검사승인을 획득해야 한다. 그러나 관련 규정이 없어 선박의 건조ㆍ운항이 불가능하다.

이칠환 빈센 대표는 “해양수산부가 4월 ‘선박수소연료전지 잠정기준안’을 제정했지만, 말 그대로 기준안에 불과하다”며 “수소연료전지 탑재 선박의 건조ㆍ운항이 가능해지려면 연료전지 검사기준이 이른 시일 내에 제정, 고시돼야 한다”고 밝혔다.

이미 국가별로 수소 추진선 개발을 위해 다양한 연구 과제, 실증 사업, 금융 지원 및 관련 규정들이 만들어지고 있다. 우리나라의 경우 이미 수소자동차가 운행되고 있지만 선반 관련 법령, 관련 보험 등의 법ㆍ제도적 기틀은 미숙한 상황이다.

연안선박에 적용하는 연료전지시스템은 대부분 대용량 고분자전해질 연료전지(PEMFC)로 현재 국내에서는 시험 평가가 불가하다. 따라서 선박용 대용량(300kW 이상) 수소연료전지 설비 성능, 환경시험 및 평가를 수행하기 위한 국내 전문 시험기관 확보를 위한 지원이 절실하다.

이 빈센 대표는 “선박용 연료전지 발전시스템의 검사기준이 수소법에 따른 이동형 연료전지로서의 검사와 선박안전법에 따른 선박용 연료전지로 이원화 돼 있어 통합 기준 정립이 필요하다”며 “해외와 달리 우리나라에서는 수소연료전지 프로젝트가 소형선이나 실증 사업에만 국한하고 있어 정부의 적극적인 지원이 필요하다”고 말했다.