한화그룹이 해운사 및 선급과 손잡고 차세대 무탄소 선박 추진체계 개발에 나선다.

한화그룹은 한화파워시스템, 한화오션, 한화에어로스페이스, 한화시스템의 자회사 4곳과 해운사 HMM, 한국선급(KR)이 공동으로 ‘차세대 무탄소 선박 추진체계 공동개발 기술협력 양해각서(MOU)’를 체결했다고 23일 밝혔다.

이번 협약은 해운·조선·친환경 기술 분야의 핵심 역량을 결집해 국내 주도형 무탄소 선박 솔루션 개발을 본격화하기 위한 것이다.

협약의 주요 골자는 7000t급 이상 컨테이너선에 적용 가능한 연료전지·암모니아 가스터빈 기반 통합 추진 시스템을 개발하고, 2000t급 피더 컨테이너선을 위한 연료전지·배터리 하이브리드 시스템의 개념설계를 진행하는 것이다.

한화그룹은 이 중에서 연료전지 및 암모니아 가스터빈 결합 기술을 중심으로 추진체계 개발을 주도하게 된다.

이어 HMM은 운항 데이터 기반의 실증 검토를 맡으며, 한국선급은 위험성 평가, 안전성 검토, 기본인증(AIP) 자문 및 경제성 분석 등 기술 검증 역할을 수행한다.

앞서 한화파워시스템은 미국선급협회(ABS)로부터 17만 4000t급 LNG 운반선의 암모니아 가스터빈 개조 설계에 대한 기본승인(AIP)을 획득한 바 있다.

한화파워시스템 관계자는 “연료전지와 암모니아 가스터빈을 결합한 추진체계는 해운 탈탄소화의 새로운 기준이 될 것”이라고 강조했다.

이어 “선사·조선소·선급과의 협업을 통해 조기 상용화와 실선 적용을 이끌겠다”라고 덧붙였다.

HMM 관게자는 “글로벌 탈탄소화 전환 흐름에 대응해 전략적 파트너십을 체결했다”라고 말했다.

무탄소 선박 추진체계 공동 개발 MOU [한화그룹 제공]

한편 암모니아 가스터빈과 연료전지-암모니아 하이브리드 추진체계는 해운 산업의 탈탄소화를 이끌 핵심 기술로 주목받고 있다.

두 기술 모두 탄소를 전혀 배출하지 않는 청정 연료인 암모니아를 기반으로 하며, 연소 안정성과 효율성, 그리고 안전성 확보가 상용화를 좌우하는 관건으로 꼽힌다.

암모니아 가스터빈은 기존 LNG 가스터빈의 구조를 유지하면서 연소기를 암모니아 특성에 맞게 개조한 형태다.

암모니아를 단독으로 사용할 경우 발열량이 낮고 연소 속도가 느리기에 안정성이 떨어지고 불완전 연소와 같은 문제가 발생할 수 있지만, 최근에는 이를 해결하기 위해 암모니아 일부를 수소로 전환해 혼합 연소하는 방식도 개발되고 있다.

대표적으로 일본의 IHI와 미쓰비시 파워는 2MW급 전소용 연소기를 개발 중이며, 한국도 국책과제를 통해 2025년 이후 실증 단계를 추진하고 있다.

암모니아 가스터빈은 점차 상용화가 본격화되는 추세로, 향후 대형 선박 추진 및 발전용 터빈에 확대 적용될 가능성이 높다.

이 외에도 연료전지-암모니아 하이브리드 추진체계는 암모니아를 개질해 얻은 수소를 연료전지에서 전기로 변환하고, 배터리 시스템을 병렬로 연결해 부하 피크 시 전력을 보조하는 복합 동력 구조를 가진다.

해양 분야에서 이 하이브리드 추진체계가 적용될 경우 기존 연료 대비 운항 효율을 10~15% 높이고, CO₂ 배출을 완전히 제거하며 유지보수 비용도 절감할 수 있을 것이라는 연구결과도 발표된 바 있다.

이에 앞으로 암모니아 기반 추진 기술의 국산화 및 상용화에 관심이 모이는 분위기다.