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친환경 무탄소 선박으로 가는 길
[집중기획] 조선업 구도 변화 ② 에너지 전환
[162호] 2023년 10월 01일 (일) 리룽첸 economyinsight@hani.co.kr

 

리룽첸 李蓉茜 <차이신주간> 기자
 

   
▲ 세계 최대 해운회사인 덴마크의 머스크가 2021년 세계 최초로 메탄올 추진 컨테이너선을 발주한 후 주요 해운회사들이 메탄올 추진 선박에 거액을 투자하고 있다. 2023년 1월20일 스페인 알헤시라스항에 세계 최대 컨테이너선 중 하나인 머스크호가 컨테이너를 가득 싣고 정박해 있다. REUTERS


세계 1~2위 해운사인 덴마크의 머스크가 2021년 세계 최초로 메탄올 추진 컨테이너선을 발주한 후 프랑스 선사 세엠아세제엠(CMA CGM), 중국원양해운그룹, 에버그린마린, 한국 에이치엠엠(HMM) 등 주요 해운사가 메탄올 추진 선박에 거액을 투자했다. 현재 전세계에서 건조 중인 165만TEU 규모의 컨테이너선이 메탄올 이중 연료 선박 또는 추후 메탄올 추진 선박으로 개조할 수 있는 ‘메탄올 준비(Ready)’ 선박으로 전체 건조 물량의 20%를 차지했다.
2023년부터 해운사는 메탄올 이중 연료 선박의 발주를 늘렸다. 7월 중순까지 메탄올 추진 컨테이너선 80만TEU을 발주해 같은 기간 신규 컨테이너선의 60%를 차지했다.
국제해사기구의 새로운 탄소 감축 전략과 유럽연합(EU)의 엄격한 탄소세 정책은 선주의 에너지 전환을 촉진했다. 2023년 7월 중순, EU가 발표한 자료에 따르면, 2022년 해운업의 EU 탄소배출권거래체계 관련 배출량이 총 8340만 이산화탄소 환산톤으로 2021년 대비 0.22% 감축하는 데 그쳤다. 톤(t)당 90유로의 시세대로 계산하면 2022년 해운업에서 배출한 온실가스 비용이 75억유로(약 10조6700억원)에 달한다. EU는 탄소거래제를 단계적으로 시행해 해운업계가 2024년과 2025년, 2026년 각각 31억유로와 57억유로, 84억유로의 탄소배출비를 부담해야 한다.

2040년 100% 탄소무배출 목표
해운업의 에너지 전환은 화주의 역할도 무시할 수 없다. 여러 해운 화주가 가입한 ‘선도그룹연합’(FMC)은 2030년까지 탄소무배출(Zero Emission) 연료를 사용해 화물의 10%를 운송하고 2040년 이를 100%까지 늘리기로 약속했다. 세계경제포럼에서 2021년 4분기에 결성된 이 연합의 구성원은 포드자동차와 마이크로소프트, 볼보자동차 등이 있다. 19개 다국적 판매기업으로 구성된 ‘무탄소화주연대’(CoZEV)도 2040년부터 무배출 연료 추진 선박의 해운서비스만 이용하기로 약속했다. 이 연대는 2021년 10월 미국의 싱크탱크 애스펀연구소(Aspen Institute)가 제안했고 아마존과 유니레버, 이케아, 미셰린, 필립스, 인디텍스 등 19개 해운 고객사가 가입했다.
메탄올 관련 기업 모임인 메탄올 인스티튜트(Methanol Institute)는 2023년 발표한 첫 번째 ‘선박용 메탄올 연료 지침’에서 메탄올 이중 연료 선박에 투자하기 전에 머스크의 200개 고객사 가운데 절반 넘는 고객사가 공급망을 조정했고 탄소 감축 또는 무배출 목표를 세웠다고 지적했다. 아마존과 디즈니, H&M그룹, HP, 리바이스, 마이크로소프트, 노보노디스크 등이다.
해운업계가 에너지를 전환하려면 비교적 큰 비용을 감당해야 한다. 머스크는 2021년 메탄올 이중 연료 선박을 건조하려면 선박건조비를 최대 15%까지 추가로 지출해야 한다고 추산했다. 2022년 10월 머스크는 6척을 발주한다고 밝혔는데 이 경우 전통 연료유 추진 선박과 비교하면 선박 가격의 8~12%를 추가로 지출해야 한다.
원양선박은 피로한도를 고려한 수명이 25년 이상이기에 해운업계의 에너지 전환은 새로 건조하는 선박은 물론 현재 운항 중인 선박도 포함한다. 2023년 6월 하순 머스크는 일부 운항 중인 선박을 개조해 메탄올 이중 연료 선박으로 만들겠다고 밝혔다. 해운업계 최초로 엔진을 개조하는 작업이었다. 머스크는 만에너지솔루션과 컨테이너선 11척의 엔진 개조 사업 계약을 체결했다.
운항 중인 선박을 개조하려면 역시 거액이 필요하다. 우베 라우버 만에너지솔루션 최고경영자는 “선박의 연령과 수송 화물의 종류, 선박 본체와 엔진 기술 상태에 따라 비용이 결정된다”고 말했다. 일반적으로 개조비가 선박 가치의 25~30%면 의미가 있다. 엔진에 따라 메탄올 이중 연료 선박으로 개조하는 비용은 약 1200만~2천만유로다.
2023년 7월 초 독일 컨테이너 선사 하파크로이트는 홍콩 선주 시스판과 컨테이너선 60척을 메탄올 이중 연료 선박으로 개조하기로 했다. 그중 15척은 계약을 확정했고 나머지 45척은 옵션계약이다.
 

   
▲ 2023년 7월 초 독일 컨테이너 선사 하파크로이트는 홍콩 선주 시스판과 컨테이너선 60척을 메탄올 이중 연료선박으로 개조하기로 했다. 2022년 8월 독일 함부르크항의 하파크로이트 선사 컨테이너 전경. REUTERS

값비싼 선박 개조비
미국 환경단체인 천연자원보호협회(NRDC)와 중국 교통운수부 수운과학연구원이 2022년 9월 공동 발표한 ‘저·무배출 선박 연료의 발전 현황과 중국에 대한 시사점’ 보고서에 따르면 하파크로이트가 컨테이너선 한 척을 LNG 이중 연료 추진 선박으로 개조했는데 개조비가 3500만달러(약 460억원)가 넘을 것으로 예상되자 2021년 나머지 16척의 개조 계획을 보류했다고 밝혔다.
이 보고서는 전세계 해운업계가 이번 세기 중엽에 탄소중립을 실현하려면 해운업계가 무배출 선박을 대량 건조해야 하고 2030년부터 운항 중인 선박을 개조해 탄소무배출 연료를 사용해야 한다고 지적했다. 지금으로는 컨테이너선이 앞장서 선박 개조를 추진할 것으로 보인다. 우베 라우버 최고경영자는 “해운시장은 빠르게 변하고 최근 컨테이너 해운시장의 수요가 줄어 일부 선박을 개조해도 운송력을 보장할 수 있어서 개조시장의 수요가 늘었고, 선박 개조 시장은 전반적으로 양호한 추이를 보인다”고 말했다. 반면 선박검사 대행 기관인 프랑스선급(Bureau Veritas)의 장화타오 북아시아 지역 혁신개발책임자는 “해운업의 에너지 전환은 점진적으로 추진할 것이고 미래의 연료가 확정되지 않아서 선주들이 투자에 신중한 편”이라고 말했다.
CMA CGM은 연료 공급망의 안정을 우려해 다양한 방법을 시도했다. CMA CGM의 LNG 이중 연료 추진 선박은 코로나19 대유행 기간에 큰돈을 벌어들인 후 분산투자를 선택했다. 2023년 6월8일 CMA CGM은 양쯔장조선에 2만 4천TEU급 LNG 이중 연료 추진 컨테이너선 10척을 발주했다. 신규 발주한 10척을 포함하면 CMA CGM은 총 55척의 LNG 이중 연료 컨테이너선을 건조하고 있다. 또한 메탄올 이중 연료 추진 컨테이너선 24척과 암모니아 준비 선박 5척도 건조 중이다.
와이가오차오조선(外高橋造船)의 한 관계자는 “컨테이너 선사는 코로나19 대유행 기간에 실적이 좋았기 때문에 에너지 전환을 위해 투자할 여력이 있지만 조선소 측면에서 보면 선주는 여전히 비용에 민감하다”고 말했다. 그는 신규 건조 선박의 환경보호를 위한 투자가 아직도 탈황(선박에서 배출되는 가스와 폐수 속에 포함된 오염물질인 황산화물을 제거하는 것) 단계에 머물러 있어서 선주는 선박에 탈황탑을 설치하는 방법을 선택한다고 말했다. 선박을 인도받은 후 가격이 비싼 저유황 연료유 대신 황 함유량이 3.5%인 연료유(중유)를 사용한다. 2023년 7월21일 기준 싱가포르항 0.5% 저유황 연료유 가격은 톤당 569달러, 3.5% 고유황 연료유 가격은 톤당 498.7달러였다. 가격 격차는 자주 바뀌지만 2023년에는 100~300달러였다.

궁극의 연료는 무엇일까?
해운물류회사는 탄소 감축이나 탄소중립을 두 가지 경로로 실현할 수 있다. 지금 있는 선박의 에너지 효율을 높이거나 녹색 청정에너지를 사용하는 것이다. 우빙칭 머스크 중화권 총재는 “2008~2020년 머스크는 선박의 탄소배출량을 45% 넘게 줄였다”고 말했다. 앞으로 해운의 탄소무배출 목표를 실현하기 위한 근본 방법은 새로운 녹색 연료를 사용하는 것이다. 머스크의 관련 연구에 따르면 녹색 디젤유와 녹색 메탄올, 녹색 암모니아는 기술이나 운영 면에서 타당성을 확보했다.
머스크는 2019년부터 고객사에 친환경 운송서비스를 제공해 특정 선박은 바이오 디젤유를 사용해 운송 과정에서 배출하는 탄소를 줄였다. MSC와 중국원양해운그룹, 하파크로이트 등 컨테이너 선사도 바이오 디젤유를 사용했다.
프랑스선급이 발표한 ‘해운업 대체연료 발전 전망’ 보고서에 따르면 많은 해운사가 현재 운항하는 선박의 과도기적 해결 방안으로 바이오 디젤유에 관심을 보였다. 바이오 디젤유는 특성이 표준 연료유와 비슷하고, 저유황 연료유나 중유와 혼합해 사용할 수 있다. “대체연료 분야에서 바이오 연료는 즉시 도입할 수 있는 지속 가능한 연료의 경쟁력을 갖고 있다.”
하지만 우빙칭 총재는 “녹색 디젤유는 전통 연료유처럼 오일탱크에 보관하면 되고 지금 사용하는 공급망과 기반시설을 그대로 사용할 수 있지만, 확보하기 힘들고 생산능력을 확장하기도 어려워 가격이 높고 대규모로 응용하기 힘든 한계가 있다”고 지적했다. 그 때문에 머스크는 바이오 메탄올과 친환경 전기 기반 메탄올을 포함한 녹색 메탄올이 앞으로 10년 동안 해운업계가 탄소배출을 줄이는 해결책이라고 판단했다. 메탄올은 질소산화물과 황을 포함하지 않아서 미세먼지와 이산화탄소 배출량이 상대적으로 적다. 전통 연료유와 비슷하고, 액체 메탄올은 사용법도 간단하고 공급망 관리와 벙커링(선박연료 공급)도 쉬운 편이다.
공업정보화부 국제조선업 신조약규범표준업무판공실 장윈쑹 수석엔지니어는 “메탄올 연료는 현재 운항 중인 선박 엔진을 약간 개조하면 바로 사용할 수 있는 것이 최대 강점”이라고 말했다. 일반 엔진을 개조하는 비용도 적은 편이다. 다른 연료 유형은 엔진 전체를 교체해야 할 수도 있다. 그리고 메탄올은 상온 상압 상태에서 액체 상태이고 특수한 연료탱크가 필요 없다. LNG와 암모니아 연료는 저온 연료탱크에 저장해야 해서 개조비가 늘어난다.
메탄올은 전세계에서 무역량이 가장 많은 화학제품이다. 메탄올 인스티튜트 보고서에 따르면, 메탄올은 천연가스와 석탄 등 화학에너지를 사용해 생산하기 때문에 ‘회색 메탄올’이라고 부른다. 전세계 90개가 넘는 생산시설이 있고 연간 생산량이 1억t에 달한다. ‘녹색 메탄올’은 새로운 개념으로 ‘회색 메탄올’과 구분되는데 아직 생산량이 적고 바이오 메탄올이 녹색 메탄올을 생산하는 주요 방법으로 인정받았다.
현재 녹색 메탄올은 제조원가가 매우 높다. 2023년 7월 하순 기준 저유황 연료유 가격이 톤당 570달러, 화석원료로 생산한 회색 메탄올은 톤당 400달러다. 연료유의 단위당 발열량은 메탄올의 두 배가 넘어 연료유의 경제성이 여전히 메탄올보다 높다. 녹색 메탄올의 생산원가는 회색 메탄올의 두 배가 넘어 지금의 원가대로 녹색 메탄올 연료를 사용한다면 해운업계는 경제 효율이 매우 떨어진다.
그러나 전세계에서 회색 메탄올을 대량 생산해 녹색 연료로 전환할 기반이 마련됐다. 해운사 스테나라인은 메탄올을 회색에서 녹색으로 바꾸는 방법이 해운업계가 순조롭게 탈탄소를 실현하는 길이라고 지적했다. 선박 설계나 운영 방법을 크게 바꾸지 않아도 된다. “메탄올 구조에 탄소원자가 있어서 반드시 탄소포집으로 진정한 의미의 지속 가능한 연료로 만들어야 한다.”

암모니아 연료 엔진 도입
만에너지솔루션이 개발한 암모니아 연료 엔진은 2024년 상업적 응용 단계에 진입한다. 우베 라우버 최고경영자는 “암모니아가 액체 형태이고 독성이 있어서 복잡한 과정이 필요하다”면서 “현재 운항 중인 선박을 암모니아 추진 선박으로 개조하려면 메탄올 연료로 개조하는 것보다 훨씬 어렵다”고 말했다.
현재 운항 중인 선박을 암모니아 연료 선박으로 개조하기 쉽지 않지만 머스크는 여전히 암모니아 연료가 해운업이 에너지를 전환하는 방법이라고 판단했다. 우빙칭 총재는 암모니아는 탄소를 함유하지 않은 진정한 탄소무배출 연료이고 재생에너지 전력만 있으면 대량 생산할 수 있지만 “암모니아를 동력으로 하는 엔진을 2030년 전까지 대규모로 투입할 순 없을 것”이라고 말했다. 앞으로 재생에너지로 생산한 전력의 원가가 녹색 암모니아가 선박 연료로 가격경쟁력을 갖추기 위한 결정적 요인이 될 것이다.
장화타오는 “현 단계에서 대체연료로 메탄올이 가장 높은 관심을 받았고 LNG는 부대시설이 성숙한 편이어서 선주가 선호하는 대체연료 중 하나”라고 말했다. 그는 바이오 연료유에 관심도 커졌다면서 앞으로 해운업에서 다양한 연료를 사용하고 선박 유형과 항로에 따라 선택하는 연료가 달라질 것이라고 말했다.
장윈쑹은 “중국 해운업계의 탈탄소는 여러 노선을 병행해 메탄올과 암모니아 연료는 물론 탄소포집 기술을 도입하고, 어느 하나도 포기해선 안 된다”고 지적했다. 그렇게 해야 국제해사기구의 전략적 감축 목표를 달성할 수 있다.

ⓒ 財新週刊 2023년 제30호
造船業格局暗變
번역 유인영 위원

 

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