선박에 대한 알쓸신잡 1, <친환경 선박 잡학지식> 서평

선박에 대한 알쓸신잡 1, <친환경 선박 잡학지식> 서평

  서울대 조선공학과 교수로 재직하는 저자 임영섭 교수는 독특한 경력을 갖고 있다. 학부에서 화학생물공학부를 주전공으로 하고 전기컴퓨터공학을 복수 전공했다. 조선에서 액체화물 운송 관련 엔지니어링, 추진계통에서의 기술 트렌드 변화, 환경 이슈에 대응하기 위한 전략이 중요해지고 있다. 주요 장비나 운영이 스마트화되고 있는 추세를 고려한다면 저자가 조선공학과에 재직하는 것이 이해된다.

 

  인류의 삶을 위협하는 요인 중 기후 변화가 손꼽힌다. 지구의 기후에 큰 영향을 미치는 중요한 자연적 요인이 태양이다. 지구의 공전궤도의 변화, 자전축의 회전, 자전축 기울기 변화가 각각 다른 주기로 변화하면서 지구에 도달하는 태양에너지가 주기 변화를 일으킨다는 이론이 있다. 최근에 기후 변화에 인위적인 요소가 많은데 온실가스가 급격하게 늘어난 것이 큰 원인 중 하나이다. 저자는 기후변화 문제에 대처하기 위한 세계적 활동의 역사를 찬찬히 짚어낸다. 국제 정세가 사회경제적으로 어려운 상황에 처하면 잠시 주춤할 수는 있어도 온실가스 발생 억제는 끊임 없이 도전해야할 과제라는 점을 강조한다.

 

  인류를 위협하는 요인 중 하나가 환경 오염이다. 무역에서 선박 운송이 차지하는 비중이 높고 선박으로 인한 대기 오염문제도 심각하다. 배기가스의 NOx, SOx 를 단계적으로 제한하는 내용이 1997년 IMO에서 채택된다. 선박에서 주로 사용되는 연료는 중유인데 가격이 낮고 발열량 많은 벙커C유이다. 원유 정제의 거의 마지막 단계에 나오는 벙커 C유는 불순물이 많은데 황이 3~5% 정도 함유되어 있어 연소 시 황산화물을 많이 발생시킨다. 공기 중에 질소가 80% 정도 차지하고 있다보니 산소가 공급되는 연소 과정에서 질소산화물은 무조건 발생할 수 밖에 없다. 황산화물과 질소산화물을 줄이기 위한 다양한 시스템들이 개발되고 적용되고 있는데 선박의 부식이나 다른 환경문제를 일이킬 수 있다. 바이오 연료는 상대적으로 NOx는 10~24%, SOx는 87~99% 를 줄일 수 있다는 연구결과가 있는데 앞으로 눈여겨 볼 대안 중 하나이다.

 

  전 세계의 주요 에너지원 중 하나인 LNG는 상당량이 선박을 통해 운송된다. LNG 운반선의 추진 시스템은 기후변화와 지구온난화 문제로 인해 큰 변화를 맞고 있다. 화물창의 LNG 일부는 기화될 수 밖에 없는데 기존에는 화물창의 BOG(Boil Off Gas)를 스팀엔진을 구동하는데 쓰거나 태워버렸다. 국제해사기구(IMO)에서 이산화탄소 배출 감축을 위해 1톤의 화물ㅇ르 1해리 운송할 때 발생하는 CO2 양으로 정의하는 EEDI(Energy Efficiency Design Index)라는 지수의 목표를 제시하고 관리함에 따라 효율 떨어지고 환경에 나쁜 영향을 미치는 스팀 엔진은 퇴출되고 있다. 선박의 발전용 엔진이 중유 외 디젤을 사용할 수 있게 개발되면서 시장을 잠시 리딩했다. 추진용 엔진도 LNG를 사용하게 됨에 따라 다시 시장을 주도한다. 재액화 장치, 엔진의 효율, 시스템 안전성 등의 요소가 트레이드 오프 관계가 형성하고 다양한 기술이 등장하면서 시스템의 경쟁력도 달라진다.

 

  LNG운반선이 아닌 다른 일반 선박도 NOx, SOx를 줄이기 위해 LNG를 연료로 사용하는 사례가 최근 늘어났다. 시중에서 유통되는 LNG는 생산과정에서 황 성분, 이산화탄소, 질소가 제거되어 함유량이 상대적으로 적다. LNG연료를 사용하면 벙커C유 대비 NOx는 1/10 수준, SOx는 거의 발생하지 않는다. LNG 연료 선박이 최근 늘어난 이유는 해당 엔진이 비교적 최근에 개발된 점과 셰일가스 개발로 LNG 공급처가 늘어났다는 점을 꼽을 수 있다. 끓는점이 -163도인 LNG를 다루는 것은 위험한 고급기술이며 비용도 많이 든다. 환경규제와 재생에너지의 한계를 고려하자면 향후 최소 십수 년간 선박의 주요 추진 에너지가 될 것으로 예상된다.

 

  - 다음편에서 계속