[투데이에너지 김은국 기자] 글로벌 해운업계가 탈탄소 전환을 가속화하는 가운데, 암모니아 벙커링선은 기존 벙커유와 LNG 중심의 연료 시장에 새로운 패러다임을 제시하고 있다. 특히 탄소 배출 저감, 연료 인프라 변화, 안전·기술적 도전과제 측면에서 기존 선박 연료와 뚜렷한 차별성을 보인다.
■ 탄소 제로 연료로의 전환…온실가스 배출 ‘제로’에 가까운 옵션
기존 선박 연료는 벙커유(중유)와 LNG가 주류를 이루고 있지만, 이들은 연소 과정에서 이산화탄소(CO₂)와 메탄(CH₄) 등 온실가스를 상당량 배출한다. 반면 암모니아(NH₃)는 연소 시 CO₂를 배출하지 않으며, 연료 전주기(Lifecycle)에서 재생에너지 기반 그린 수소로부터 합성될 경우 ‘완전한 무탄소 연료’가 될 수 있다.
국제해사기구(IMO)의 2050년 해운 탄소중립 목표 달성을 위한 핵심 대안으로 주목받는 이유다.
■ 연료 인프라와 벙커링 체계의 구조적 차이
기존 벙커유는 전 세계 항만 어디서나 공급망이 구축되어 있고, LNG 역시 주요 허브항을 중심으로 벙커링 인프라가 확산 중이다. 암모니아는 독성·부식성 특성으로 인해 전용 저장탱크, 이중 안전 장치, 전용 배관 및 벙커링 시스템이 필요하다.
일본 이토추상사가 최근에 발주한 암모니아 벙커링선은 이중 차폐 탱크, 가스 누출 실시간 감지 시스템 등을 탑재해 안전성을 대폭 강화했으며, 초기 시장 확대를 위한 ‘전용 공급선’ 개념이 최초로 적용됐다.
■ 안전·기술 난제와 초기 시장 진입의 한계
암모니아는 독성이 강하고 누출 시 인체와 환경에 위험을 초래할 수 있어, 기존 벙커유나 LNG 대비 훨씬 엄격한 안전관리 프로토콜이 필요하다. 연료 활용을 위한 엔진 기술도 아직 초기 단계에 있으며, 암모니아 전용 혹은 이중연료 엔진 개발과 시험 운항이 병행되고 있다.이 때문에 초기 벙커링 시장은 싱가포르·유럽 일부 거점항을 중심으로 제한적으로 형성될 전망이다.
암모니아 벙커링선은 ‘탄소중립 실현 가능성이 높은 차세대 연료’라는 강점을 바탕으로 글로벌 해운업계의 주목을 받고 있다. 다만 안전·기술·인프라 측면에서 넘어야 할 과제가 존재하며, 향후 5~10년간 시범사업을 통해 상용화 기반을 다지는 것이 핵심 과제로 꼽힌다.
■ 용어 설명 :
· 암모니아(NH₃) = 질소 원자 1개와 수소 원자 3개가 결합된 화합물로, 분자 내에서 질소와 수소가 삼각뿔 형태로 배열되어 있다. 즉 수소와 질소로 구성된 화합물로, 연료로서 여러 독특한 특성을 갖추고 있다. 암모니아는 연소 과정에서 이산화탄소(CO₂)를 전혀 배출하지 않아 무탄소 연료로서 탄소중립 사회 실현에 큰 역할을 기대할 수 있다. 또한, 상온 대기압에서 무색의 자극적인 냄새를 가진 기체이며, 가연성 범위가 좁고 독성이 존재해 안전성 확보가 매우 중요하다.
저장과 운송 측면에서는 암모니아가 액체 상태로 존재하기 때문에 기존 수소보다 저장·운반이 용이하며, 액화온도는 약 -33℃로 비교적 높은 편이다. 때문에 암모니아는 연료 저장 공간 확보가 상대적으로 유리하며, 대용량 운송에 적합하다.
연소 특성은 일반 석유계 연료보다 점화 에너지가 높아 점화가 어렵고 연소 속도도 느린 편이다. 반면, 화염이 안정되면 효율적인 에너지 발생이 가능하나, 암모니아는 단독 연소 시 미연소 배출물 발생 가능성이 있어 연료 혼합 또는 후처리 기술이 필요하다.
안전성 면에서 암모니아는 독성과 부식성이 높아 누출에 대비한 철저한 관리가 필수적이다. 특히 선박 연료용으로 암모니아를 사용하는 경우, 인체 노출을 최소화하고, 누출 시 즉각 감지 및 차단할 수 있는 안전 시스템이 요구된다. 최근 국제해사기구(IMO) 등에서도 암모니아 연료 선박의 안전 기준 마련에 노력을 기울이고 있다.
요약하면, 암모니아는 무탄소 연료로서 기후변화 대응에 유리하며, 저장 운반이 비교적 용이하나, 독성 및 연소 특성에서 안전성과 효율성을 위한 추가 연구와 기술개발이 필요한 연료다.