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[NCN칼럼]친환경 스마트선박의 세계적 추이
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승인 2018.10.28  21:27:16
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▲ 배호준 울산대학교 기계공학부 겸임교수 전 현대중공업 조선사업본부 상무

근년에 들어서 국제연합(UN) 산하기관인 국제해사기구(IMO)에서 국제해상환경의 보호 및 강화 측면에서, 연소과정에서 연료중에 함유된 질소성분이나 유황성분이 산소와 반응해 생성 및 배출돼 산성비 및 미세먼지 등을 유발시키며 대기를 오염시키는 질소산화물(NOx) 과황산화물(SOx), 또한 화석연료의 과도한 사용으로 인해 배출이 급격히 증가되고 있는 지구온난화의 주범으로서 주요 온실가스인 이산화탄소(CO2)에 대해 각종 환경규제들이 새롭게 등장하거나 강화되면서 해운과 조선업계 모두 선박의 친환경성과 효율적인 운영에 초점을 맞추고있다.

이러한 환경규제들은 단계별/지역별로 강화되고 있으며, 질소산화물(NOx)의 경우 배출량을 글로벌기준으로 2011년부터 14.4g/㎾h, 북미, 유럽, 호주 및 극동연안의 배출규제해역(ECA)기준으로 2016년부터 3.4g/㎾h으로 규제했고, 황산화물(SOx)의 경우 배출규제 해역기준으로 2015년부터 0.1%, 글로벌기준으로 2020년부터 기존 3.5%에서 0.5%로 강화했다. 특히 지구온난화 방지를 위한 이산화탄소(CO2) 배출량규제를 신조선박의 제조연비지수(EEDI:1Ton의 화물을 1해리 운송할때의 CO2 배출량)기준으로, 1단계 2015년부터 10%, 2단계 2020년부터 20%, 3단계 2025년부터 30%를 감축토록 했으며, 최근 산하의 해양환경보호위원회(MEPC) 72차회의에서는 2050년까지 4단계로 50~70%의 감축목표를 초기계획으로 채택했다.

이와같이 강화되는 국제해사기구의 환경규제에 대응하기 위한 방안으로 2020년까지 단기적 관점에서 해운업계는 기존의 값싼연료유(HFO)를 그대로 사용하면서, 상대적으로 투자비용의 회수기간이 짧은 산화물저감장치(Scrubber+SCR/ECR)의 설치를 효율적으로 보고 있다. 그리고 저유황유의 사용도 부분적으로 연료비의 증가로 이어지긴 하지만, 일부 선주사들이 선호하는 경향이 있다. 하지만 산화물저감장치의 설치와 저유황유의 사용은 2050년 온실가스 50%이상 감축이라는 장기적 목표에 부합하지 못할 뿐 아니라 이들 저감장치에서 탈황처리를 위해 사용된 세정액 배출의 유해성 및 저유황유의 기존연료와의 특성차이에 의한 엔진문제 발생가능성 등의 단점으로 중장기적 대응방안으로는 적합하지 않는 것으로 사료된다.

이에대한 대안으로 중기적(1920~1930년) 관점에서 환경규제 만족이 입증된 액화천연가스(LNG) 이중연료추진시스템의 선박적용이 대세를 이룰 것으로 예상된다. 하지만 초기 높은 투자비용과 복잡한 시스템에 의한 고장과 폭발위험성 및 실제 운항항로상에 액화천연가스(LNG) 벙커링이 가능한 항만/인프라의 부족 등 아직까지 해결해야 할 문제들이 있다. 또한 정유업계의 저가저유황유(황함유량 0.5%이하) 생산과 공급으로 일부선주사들의 저유황유 사용 선호가 중기까지는 지속이 예상된다. 장기적 관점에서는 신재생에너지(연료전지, 바이오, 풍력 등)를 활용한 하이브리드(Hybrid) 추진시스템의 개발 및 적용을 위한 다양한 분야의 연구들이 활발할 것으로 예상된다.

이런 국제환경규제 강화에 따른 선박의 친환경화에 가장 효과적인 대응방안으로 선박운항관리체계의 디지털화 즉 통합스마트선박솔루션의 적용을 빼놓을 수 없다. 국제해사기구도 2019년부터 이 내비게이션(e-Navigation)도입을 결정하였고, 자율운항선박운용과 관련된 규정을 정하기 위한 기본절차가 협의중에 있다. 통합스마트선박솔루션은 정보통신기술(ICT)을 활용해 실시간 수집된 운항정보를 빅데이터(Big Data) 기반으로 분석하여 선박의 운항효율성과 안정성을 높이는 시스템이다. 엔진 등 주요장비의 가동정보를 감시/분석/고장진단/원격서비스를 지원하여 선박이 최적상태로 운용될수 있도록하며 선박연료유사용현황 및 배기가스의 유해물질배출량 등의 정보를 디지털화하여 운용정보로 활용할 수 있다. 각종 친환경장비 및 액화천연가스 연료추진선박의 연료공급시스템 등의 위험상태감지/대응 및 에너지효율향상을 위한 최적운전방안제시가 가능하게 될 것이며, 따라서 향후 조선업계에서는 이 시스템의 적용을 통해 확보된 실제운항정보들을 기반으로 신개념 고효율의 스마트선박이 제시될 것으로 기대된다.

배호준 울산대학교 기계공학부 겸임교수 전 현대중공업 조선사업본부 상무

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