KR, 암모니아 배기가스 저감 성능 높인 ‘후처리 시스템’ 실증 성공

마이크로웨이브 활용 촉매 가열 방식 적용
배기가스 정화 성능 높여

한국선급 관계자들이 암모니아 엔진 배기가스 후처리 시스템 기술 시연회를 마치고 기념 사진을 찍고 있다. ⓒ한국선급

KR(한국선급, 회장 이영석)은 해양수산부가 지원하는 ‘선박 배출 온실가스 통합관리 기술개발’ 국책과제의 주관기관으로 참여해, 암모니아 엔진에서 발생하는 배기가스를 효과적으로 저감할 수 있는 후처리 시스템을 개발하고 육상 실증 시연회를 성공적으로 수행했다고 23일 밝혔다.

해당 시스템은 국내 최초로 MW급 암모니아(NH₃) 엔진 배기가스에 적용되는 ‘마이크로웨이브 촉매 가열 방식 배기가스 후처리 시스템’이다.

KR은 에코프로HN, HD한국조선해양 등과 공동으로 기술 개발을 수행했다. 시제품은 전북 군산에 위치한 KR 그린쉽기자재시험·인증센터(KR TCC)에서 장시간 운전을 통해 내구성과 성능을 입증했다.

이번 프로젝트는 해양수산부를 비롯해 한국해양수산기술진흥원 지원 아래 진행됐다. KR을 비롯해 에코프로HN, HD한국조선해양, HD현대마린솔루션, 한국생산기술연구원 등 다수의 산·학·연 주요 기관이 참여해 기술 개발과 실증 전 과정을 수행했다.

암모니아는 연소 과정에서 이산화탄소와 황산화물을 배출하지 않고 저장 및 운송이 용이해 조선·해운업계의 차세대 무탄소 연료로 주목받고 있다.

국제에너지기구(IEA) 역시 ‘2050 탄소중립 로드맵’에서 2050년 전체 선박 연료의 약 44%를 암모니아가 차지할 것으로 전망한 바 있다.

다만 암모니아 엔진의 배기가스에는 산화질소(NOx, N2O)와 미연소 암모니아 등 대기오염물질이 포함될 수 있다. 이를 효과적으로 줄이기 위한 후처리 기술 확보가 필수다.

이러한 오염물질은 촉매를 활용해 무해한 물질로 변환함으로써 낮출 수 있다. 촉매 활성 온도를 정밀하게 제어하는 기술이 시스템 상용화를 좌우하는 핵심 요소로 꼽힌다.

이번에 개발된 시스템은 마이크로웨이브를 활용한 촉매 가열 방식을 적용해 촉매를 효율적으로 활성화함으로써 배기가스 정화 성능을 높였다.

이를 통해 다양한 운전 조건에서도 효과적인 배기가스 저감이 가능하다. 항해 환경 변화에도 연료 소모를 최소화하면서 안정적인 운용이 가능하도록 설계했다.

김대헌 KR 부사장은 “암모니아 연료 선박의 상용화를 위해서는 연료 기술뿐 아니라 배기가스 후처리 기술 확보가 필수”라며 “이번 실증을 통해 공동 개발한 시스템의 실효성을 입증한 만큼, 향후 다양한 이중연료 엔진으로 적용 범위를 확대해 무탄소 선박 전환을 지원하겠다”고 말했다.