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수소선박 및 수소 벙커링

해운시장을 기준으로 수소에너지의 사용은 크게 두 가지 방향으로 구분 할 수 있습니다. 하나는 수소를 선박으로 운송하는 기술이고, 나머지는 수소연료전지시스템을 선박에 적용하여 추진하는 분야입니다. 아울러, 우리나라는 2019년에 “수소경제 활성화 로드맵”을 발표하고 선박에 수소에너지를 적용하는 방향을 이 두 가지로 제시하였습니다.

선박을 이용하여 수소를 운송하는 것은 먼 거리에서 대용량의 수소를 운송할 수 있는 가장 실용적인 방법입니다. 수소는 암모니아(ammonia), 유기화합물(LOHC: Liquid Organic Hydrogen Carrier) 또는 액체수소(LH2: Liquefied Hydrogen)의 형태로 선박에 저장하여 운송이 가능합니다. 해외에서는 일본이 가장 먼저 개발에 시작하였으며, 우리나라는 KR을 중심으로 액체수소 운송선의 화물창을 설계(2016년)하는 것부터 기술개발을 시작하였습니다.

Hydrogen strategy in Japan (source: METI)
액체수소 운송선박을 개발하기 위해서는 우선 극저온 단열기술, 적하역 기술, BOG 처리 기술 등 핵심기술의 개발과 확보가 필요합니다. 현재 국내에서는 액체수소 운송선에 탑재되는 화물창에 대한 개념설계가 KR 중심으로 정부의 프로젝트로 개발을 본격적으로 시작하고 있습니다.

이 프로젝트에는 국내 3대 조선소(대우조선해양, 삼성중공업, 현대중공업)와 유관기관들이 참여할 예정입니다. 이 프로젝트를 통해서 화물창에 대한 개념설계 및 테스트 절차, 시뮬레이션 결과와 같이 선박을 건조하기 위한 기술을 확보할 예정입니다. 이후에 다른 핵심기술을 확보하기 위한 단계로 실증을 위한 pilot 선박을 건조하여 안전성 검증이 수행되어야 합니다. 최종적으로 액체수소운송선은 수소경제의 도입이 예상되는 2030년에 상용화가 가능할 것으로 예상됩니다.

Basic design of membrane-type CCS (source: SHI)
우리나라는 수소경제 활성화 로드맵(’19.1월) 발표 이후 세계 최초 수소법 제정(’20.2월), 수소경제위원회 출범(’20.7월), R&D 예산 ’19년 855억원에서 ’21년 2400억원으로 3배 증가시키는 등 수소경제 활성화를 위한 제도적 기반을 구축하고 있습니다.

이를 바탕으로 정부의 수소경제 이행 기본계획(’21.11월)에 따르면, 수소는 단일 에너지원으로써 ‘50년 최종에너지 소비의 33%를 차지하여 석유(49.3% ’20년 기준)를 대체할 것으로 예상됩니다.이 중 해외에서 생산된 수소가 대다수를 차지할 것으로 예상되는 만큼 에너지 하역, 보관, 저장 등 수소에너지 인프라 구축이 중요하며 특히, 운송 및 적하역 등에 빈번히 사용될 선박에서의 수소에너지 사용에 대한 안전이 중요합니다.

이에 KR에서는 수소운송 및 수소추진선박의 안전성 확보를 위한 기술개발을 유관기관들과 함께 진행중입니다. 관련 시스템 개념모델 개발, 위험도 평가를 비롯하여 안전기준 개발을 통해 산업계에서 필요로 하는 수소 선박의 개발과 운항을 위한 기반을 구축하고 있습니다. 이를 통해 수소선박 관련 벙커링 및 적하역, 저장용기 및 연료공급시스템, 통합제어시스템 그리고 수소 누출, 피해 예방에 대한 안전기술을 향상시키고, 우리나라의 수소 산업이 글로벌 시장에서 우위를 선점할 수 있을 것입니다.

Hydrogen application in marine industry (source : KR)
KR은 지속적인 연구개발을 통해 제조사 및 고객을 위한 고품질의 기술 지원을 제공할 것입니다.

Image of LH2 Carrier (source: KR)