[가스신문 = 한상원 기자] 급변하는 에너지 시장 속 수소는 꾸준히 관심받고 있고 육·해·공 모빌리티 중에서 상대적으로 막대한 에너지를 사용하는 선박에 미치는 영향은 크다. 국제해사기구가 선박온실가스감축전략을 통해 ‘무탄소 또는 탈탄소 연료의 개발 및 공급’이 명확해져 글로벌 조선해양산업은 기존 화석연료를 친환경 연료로 전환하려는 노력을 전개하고 있다. 우리나라도 수소추진선박과 액화수소운반선 개발의 중요성을 인지하고 중앙정부 차원의 지원과 산업계 협력 등 다양한 노력이 이루어지고 있다.

특히 신기술 검증 및 트랙레코드 확보를 위한 연구기반 시설의 중요성에 대한 공감대를 바탕으로 산업통상자원부 지원 사업인 ‘친환경연료선박R&D플랫폼’이 준공됐고, 지금의 수소선박기술센터의 이름으로 시장 조기진입의 마중물 역할을 준비하고 있다. 친환경선박 기술 선도를 목표로 수소선박용 기자재 설계·제작 및 성능검증부터 선박건조까지 전체를 아우르는 포괄적 연구 개발을 수행하고 있으며, 시장 진입을 희망하는 민간 기업들의 사업화·표준화 활동을 지원하는 수소선박기술센터를 탐방했다.

연구소·기업과 프로젝트로 기술 고도화

부산항 우암부두 해양산업클러스터에 구축된 수소선박기술센터는 5,000㎡ 부지에 지상 4층 규모로 수소선박을 구성하는 핵심 기자재를 개발하는 데 필요한 첨단 연구 개발 설비 40여 종을 보유하고 있다. 센터는 대학에 소재한 국내 최초의 친환경 선박 전문 연구기관으로 독보적인 연구력과 기술력을 확보하고 있다. 첫 시작은 2015년 극저온소재연구소이며, 2019년 8월 수소선박기술센터로 새롭게 발돋움했다.

센터 내부에 들어서면 수소선박 R&D 플랫폼이 첨단 연구개발설비로 가득하다. 수소연료 저장 및 공급 시스템 성능 평가 설비, MW급 수소연료전지-ESS(에너지 저장 장치) 시스템 성능 평가 설비, MW급 전기 추진 시스템 성능 평가 설비를 갖춰 기능별로 특화했다. 세부적으로 저장·공급 시스템은 강재 통합 시험 설비, 단열/복합소재 통합, 성능 시험 설비, 수소취화 방지 설계 검증용 첨단 계측 설비가 있으며, 수소연료전지-ESS 시스템은 병렬연료전지 성능 평가 설비, MBOP·EBOP·ESS 성능 평가 설비가 있다. 마지막으로 수소연료전지 기반 전기 추진 시스템은 MW급 부하 시험 설비와 HILS 기반 통합 시뮬레이션 설비가 있다.

특히, 선박 내에서의 직·병렬 모듈 연결을 상정한 단일 공간 집적화를 실현하고 있다. 또한, 수소 연료 저장 및 공급 시스템과 관련해서는 저장 효율이 가장 우수한 액화수소를 대상으로 하는 성능 평가 설비를 구축하고 있다.

선박뿐만 아니라, 점차 시장이 확대되고 있는 저장기술 분야의 원천기술을 강화하고 있다. 조선산업 관점에서는 미래 주력 선종인 액체수소운반선의 경쟁력을 우리나라 독자 기술로 확보하게 될 전망이다. 이러한 연구와 산학 협력을 통해 수소산업 활성화에 기여하는 것은 물론, 미래 수소산업을 이끌어갈 인력양성에도 심혈을 기울이고 있다.

핵심기술 산·학·연 기관들과 합심

수소선박기술센터는 2019년 6월부터 지난해 12월까지 진행했던 친환경 수소연료선박 R&D 플랫폼 구축 사업뿐 아니라 진행하고 있는 다양한 사업들이 있다. 센터 외에도 산업부, 해양수산부 등 중앙부처와 부산, 울산 등 지자체도 함께 협력한다.

먼저, 수소선박안전기준 개발 사업은 선박용 수소 저장용기 및 연료공급시스템 안전기준을 개발하고 수소 누출예방 및 피해저감 기술을 개발한다. 해양수산부가 주관했으며, 한국선급이 총괄하고 지난 2020년부터 시작해 올해 12월에 마무리한다.

또, 수소상용차 운행 환경을 고려한 극저온 단열소재 및 저장용기 적용성 평가 기술 개발 사업은 액체수소 저장탱크용 소재 및 용기를 개발하고, 운행 시 발생하는 진동 등을 반영한 탱크의 성능과 적용성 평가기술을 개발한다. 이 사업은 산업부가 주관하며, 내년 12월까지 진행되는 사업으로 국산화 기술 확보 및 수소산업 핵심분야의 원천기술 역량 강화에 기여할 수 있다.

마지막으로 글로벌 이슈가 되는 해양쓰레기 문제 관련한 사업도 진행하고 있다. 지금까지 해양쓰레기 처리 문제의 가장 큰 어려움은 수거한 해양쓰레기를 다시 육지로 가져와야 하고, 육상처리 과정에서도 2차 환경오염을 일으키는 것이다. 해양 부유쓰레기 수거·처리용 친환경 선박 개발 사업은 세계 최고 수준의 친환경 조선기술로 건조하여, 국제해사기구의 환경규제에 적극 대처하는 한편, 첨단 기술 실증을 통해 관련 제품들의 시장을 선점한다.

한편, 센터는 부처 협업형 인력양성 사업 수행 적임기관으로 평가받고 있으며, 특히 친환경 선박 전문 연구기관에 걸맞게 수소산업 인재양성과 산학협력에 주력하고 있다.

1. 강재 통합 시험 설비

2. 단열/복합소재 통합 시험 설비

3. 단열/복합소재 단열 성능 시험 설비

4. 수소취화 방지설계 검증용 첨단 계측 설비

5. 병렬연료전지 성능 평가 설비

6. MBOP 성능 평가 설비

7. EBOP 성능 평가 설비

8. ESS 성능 평가 설비

9. MW급 부하 시험 설비

10. HILS 기반 통합 시뮬레이션 설비