바이오유 기반의 지속가능항공유(SAF)가 항공시장의 대세라면 암모니아는 선박시장의 친환경을 이끄는 최대 기대주다.
해양 부문의 탈탄소화 바람이 불면서 암모니아는 액화천연가스(LNG)를 이을 친환경 선박 의 미래 에너지원으로 급부상하고 있다.
글로벌 조선 시장의 기술발전을 주도하고 있는 국내 조선업체들이 암모니아 추진선 상용화에 박차를 가하고 있는 이유다.
특히 국제해사기구(IMO)를 비롯해 유럽 등 세계 주요국이 선박의 환경규제를 대대적으로 강화하면서 세계 조선업계에 암모니아추진선 개발 경쟁이 뜨겁다.
이런 가운데 세계 조선업계 1위 HD현대중공업이 고압 직분사 방식으로는 세계 최초로 암모니아 이중 연료 엔진개발에 성공했다. 친환경 선박 시장을 선도할 수 있는 결정적 기반을 마련한 셈이다.
HD현대중공업은 최근 울산 본사 엔진기술센터에서 ABS(미국), DNV(노르웨이), LR(영국), BV(프랑스), RINA(이탈리아), NK(일본), KR(한국) 등 글로벌 7개 선급 관계자들이 참석한 가운데 자체 개발한 암모니아 이중연료 엔진에 대한 형식승인 시험을 완료했다고 11일 밝혔다.
‘힘센(HiMSEN) 암모니아 이중연료 엔진(모델명: H22CDF-LA)으로 명명한 이 엔진은 암모니아 운반선을 비롯, 일반 상선의 발전 및 추진용으로 적용이 가능하다. 육상 발전용 시장에도 적용 가능할 정도로 활용분야가 넓다.
기존에 개발된 암모니아 엔진은 ’저압 예혼합 방식‘으로 암모니아 연료와 공기를 섞어 엔진 연소실에 공급하고 이를 압축해 연소시키는 방식이다.
이와 달리 HD현대중공업이 이번에 개발에 성공한 ’고압 직분사 방식‘은 엔진 연소실에서 공기를 압축시킨 후 높은 압력으로 암모니아 연료를 분사하여 연소 방식이다.
이 방식은 엔진 출력과 연료 효율이 상대적으로 높을 뿐만 아니라 아산화질소(N2O) 등 온실가스 배출을 크게 줄일 수 있다. 지금까지는 이 방식이 많은 장점에도 불구하고 기술난이도가 높아 글로벌 엔진 업체들이 개발에 어려움을 겪어왔다.
HD현대중공업은 최적의 연료 분사 시점과 기간을 설정해 암모니아의 연소율을 극대화하는 동시에 선택적 촉매환원장치(SCR)를 활용헤 배기가스 내 질소산화물과 미연소 암모니아의 양을 최소화했다고 설명했다.
특히 모기업인 HD한국조선해양이 독자 개발한 일체형 암모니아 스크러버를 적용해 암모니아 배출량을 대폭 줄이는 데도 성공했다고 덧붙였다.
HD현대중공업 관계자는 “이번 '힘센 암모니아 엔진' 개발은 친환경 이중연료 엔진 라인업을 확대해 시장을 선점하는 결정적인 계기가 되었다는 점에서 의미가 크다”며 “초격차 기술로 미래 친환경 선박 시장을 선도해 나갈 것”이라고 밝혔다.
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