한화오션, 탄소 규제 대응 박차… 에너지 효율·친환경 모두 잡는다

로터세일이 적용된 한화오션의 그린십(Greenship)사양 LNG운반선. /사진=한화오션

지난달 싱가포르에서 막을 내린 가스텍 전시회에서는 특이한 선박의 모형이 관객의 주목을 받았다. 한화오션은 대형 원통형 기둥 2개가 선박 앞부분에 설치된 외관이 기존의 액화천연가스(LNG) 선박과는 다른 독특한 모습의 선박을 공개했다.

이 원통형 기둥은 '로터세일'(Rotor Sail)이다. 운항 중 바람의 힘으로 기둥이 회전하는 힘을 통해 선박 추진에 필요한 동력을 추가 확보하는 장치다. 한화오션이 세계 최초로 실증센터를 구축해 개발했다.

로터세일은 선박 탄소배출 규제 대안 중 하나로 주목을 받고 있는 대표적인 친환경 기술이다. 설비의 부피에 비해 추진력이 크고, 설치도 간단해 관리가 쉽다.

한화오션 관계자는 "선박에 로터세일을 적용할 경우 국제해사기구에서 에너지 절감 평가척도로 제시하고 있는 에너지효율지수(EED) 기준 5% 이상의 연료 절감 효과를 낼 수 있다"면서 "최대 10% 가까운 연료 절감 효과까지도 기대할 수 있다"고 말했다.

최근 전 세계의 화두는 기후변화와 이에 대비한 탈탄소화다. 국제해사기구(IMO)는 지속적으로 선박에 대한 환경규제를 강화하고 있다. 전 세계 이산화탄소 배출량의 2% 이상이 선박 배출가스에서 발생하고, 질소산화물이나 황산화물과 같은 물질도 포함돼 있어서다.

지난 7월 IMO는 해양환경보호위원회 80차 회의에서 해상운송 선박의 온실가스 감축목표를 2050년까지 기존 2008년 대비 50% 감축에서 100% 감축으로 상향 결정했다. IMO의 규제가 강화되면서 조선업계는 이중연료추진선을 넘어 암모니아, 수소 등을 연료로 사용하는 무탄소 추진 시스템 선박 준비에 박차를 가하고 있다.

이러한 추세에 따라 친환경 선박의 발주도 증가하고 있다. 조선관련 전문 조사 기구인 클락슨리서치에 따르면 지난해 '친환경 선박'이라고 불리는 LNG, 액화석유가스(LPG), 메탄올 등의 연료로 추진하는 선박의 전 세계 발주량이 약 3000만CGT에 달한다. 이는 전년 대비 40% 이상 증가한 수치다. 사상 최초로 전체 선박 발주량의 절반이 넘는 66.5%를 차지하기도 했다.

클락슨은 2030년부터 본격적으로 무탄소 추진시스템이 적용된 선박이 본격적으로 인도되기 시작해 2050년이 되면 무탄소 선박이 전체 선박의 약 80%, LNG추진선박이 약 20%로 재편될 것으로 예상했다.

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친환경 기술 투자로 기술 초격차 확보

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한화오션은 지속적으로 친환경 기술을 개발하고 있다. 최근약 6000억원을 투자해 글로벌 환경규제 강화에 따른 친환경 제품과 기술 적극 대응한다는 계획도 발표했다. 암모니아와 메탄올, 수소 기반의 '친환경 추진 시스템'을 개발하고, 암모니아·이산화탄소·수소 운반선도 개발한다. 2030년까지 '레벨 4' 수준의 완전자율운항이 가능한 스마트십 기술을 확보해 미래의 조선 시장 주도권을 확보한다는 계획이다.

한화오션은 친환경 선박과 관련해 기존 선박의 연료를 절감하는 기술과, 무탄소로 가기 위한 전 단계로 대체연료 추진선과 운반선 관련 기술, 그리고 궁극적으로 무탄소 선박인 수소, 암모니아 추진선 등에 대한 기술 개발을 선도하고 있다.

한화오션은 탄소 배출을 절감하는 동시에 선박 운항의 경제성까지 확보할 수 있는 다양한 연료 절감 기술을 개발, 선박에 적용하고 있다.
축발전기모터는 엔진 축에 모터를 연결해 그 회전력을 활용해 선박 운항에 필요한 전력을 생산하는 장치다. 이 장치는 발전기의 가동 의존도를 낮춰 연료 효율을 높이고 이산화탄소와 황산화물 배출량을 줄일 수 있는 대표적 친환경 기술이다. 한화오션은 유도기 방식의 축발전기모터 국산화에 성공해 LNG운반선, LPG운반선, 초대형 원유운반선(VLCC) 등에 적용하고 있다.

공기윤활시스템은 선박 바닥 면에 공기를 주입해 선체와 바닷물 사이에 공기층을 만들고, 이 공기층이 운항 중에 발생하는 마찰 저항을 줄여 연비를 향상하는 기술이다. 실제 선박에 축발전기(SGM)와 이 시스템을 결합해 적용하면 연간 5~7% 연료 절감 효과를 기대할 수 있다. 이는 평균 선박 운항 기간인 20년 기준 약 1년6개월치에 해당하는 연료비를 절감하는 수준이다. 특히 한화오션의 스마트십솔루션(ALS)에는 통합제어 시스템이 탑재돼 있어 다양한 해상 환경에서도 연비 향상 성능을 유지하며 관련 데이터를 실시간으로 모니터링할 수 있다.

로터세일은 선박 갑판에 원통형 기둥(로터세일)을 설치해 자체 마그누스 효과(운항에서 발생하는 바람 회전의 힘)를 활용, 풍력을 동력으로 전환해 선박의 보조 추진력으로 활용할 수 있는 장치다. 한화오션은 지난 2019년부터 로터세일 시스템을 자체 개발해 왔고, 2021년 노르웨이 선급 DNV로부터 기본 승인(AIP)을 획득했다.2022년엔 세계 최초로 로터세일 시제품을 제작하고 거제사업장에 실증센터까지 구축했다.

한화오션 관계자는 "선제 투자를 바탕으로 2040년까지 '매출 30조원, 영업이익 5조원'을 달성해 미래 해양 산업의 패러다임을 주도하는 '글로벌 오션 솔루션 프로바이더'(Global Ocean Solution Provider)로 도약하겠다"고 밝혔다.