수소 선박 기술 개발 현황과 미래 전망

수소는 미래의 주요 에너지원으로 자리 잡고 있으며, 친환경 선박의 핵심 동력원으로 주목받고 있습니다. 국내 조선 3사인 HD한국조선해양, 삼성중공업, 한화오션은 수소 관련 선박 기술 개발에 속도를 내고 있으며, 이 기술의 난도가 높아 중국과의 기술 격차를 벌릴 수 있는 중요한 수단으로 평가되고 있습니다.

수소의 중요성과 기술 격차
수소는 지구상에 풍부하게 존재하며, 연소 시 탄소를 배출하지 않는 청정 에너지원입니다. 이러한 특성 덕분에 수소 기술 개발은 중국과의 기술 격차를 벌리는 데 중요한 역할을 하고 있으며, 탄소중립을 위한 마지막 단계로 여겨지는 친환경 선박의 핵심 동력원으로 자리 잡고 있습니다.

HD한국조선해양의 기술 승인
HD한국조선해양은 액화수소 탱크 관련 국제 선급 승인을 연이어 획득하였습니다. 로이드선급(LR) 등 4개 선급으로부터 기본승인(AIP)을 받았으며, 노르웨이 선급으로부터 용접 절차 승인도 완료하였습니다. 현재 대형 액화수소 운반선의 기술 개발이 진행되고 있습니다.

액화수소 운반선의 필요성
수소의 수요가 증가함에 따라 대규모 운송이 가능한 수소 운반선의 필요성이 높아지고 있습니다. 그러나 현재 기술 부족으로 인해 선박용 대형 액화수소 저장 탱크의 상용화에 어려움을 겪고 있으며, 액화천연가스(LNG)와 비교할 때 액화수소는 9배 이상 높은 증발률을 가지고 있어 이를 억제하기 위한 기술 개발이 필요합니다.

진공단열 기술 개발 성과
HD한국조선해양이 새롭게 개발한 진공단열 기술을 적용하면, 선박 운항 중에도 영하 253℃의 극저온 환경에서 액화수소 탱크의 단열 공간을 진공상태로 유지할 수 있습니다. 이 기술을 통해 다량의 액화수소를 손실 없이 안전하게 운송할 수 있는 가능성이 열렸습니다.

수소연료전지 기술의 발전
수소를 동력원으로 사용할 수 있는 수소연료전지 개발이 진행되고 있으며, 이 기술은 유해물질을 배출하지 않아 환경규제에 효과적으로 대응할 수 있습니다. 국제해사기구(IMO)는 해운산업의 온실가스 배출 저감을 위해 2050년까지 온실가스 배출량을 50% 감축하는 환경규제를 발표하였습니다.

HD하이드로젠의 설립과 목표
HD한국조선해양은 수소연료전지 전문회사인 HD하이드로젠을 설립하였으며, 연료전지 시스템 분야 기업인 컨비온을 인수하여 시장을 선점하기 위한 노력을 하고 있습니다. HD현대는 2030년까지 육상과 해상에서 ‘수소 밸류체인(가치사슬)’을 완성할 계획입니다.

한화오션의 연구개발 진행
한화오션은 한화에어로스페이스와 함께 수소연료전지 공동 연구개발(R&D)을 진행 중이며, 항공용 수소연료전지 기술과 해양 분야 노하우를 결합하여 무탄소 선박 솔루션을 개발할 계획입니다.

삼성중공업의 수소 기술 개발
삼성중공업은 수소 기술 개발에 속도를 내고 있으며, 2021년 영국 선급 로이드사에서 기본 인증을 받았습니다. 2022년에는 액화수소 연료전지 선박 추진 시스템 개발에 성공하였습니다.

수소연료전지 시장 전망
국제에너지기구(IEA)와 국제재생에너지기구(IRENA)는 수소연료전지와 수전해 시장 규모가 2023년 2조5000억원에서 매년 평균 30%씩 성장할 것으로 전망하고 있습니다. 특히 2040년에는 선박용 수소연료전지 사용이 본격화되고 수전해 기술이 상용화될 것으로 기대되며, 시장 규모가 55조원에 이를 것으로 관측됩니다.