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  • 대체연료로서 암모니아 

강화되는 환경규제에 대응하기 위해, 선속저감, 선형 개발, 풍력 추진 등 다양한 기술적 조치와 연료소모량을 줄이기 위한 항로 최적화, 운항속도 최적화 등의 운항적 조치가 이루어지고 있지만, 이것만으로는 완전한 탈탄소화를 이루기에는 한계가 있습니다. 결국, 무탄소 연료로의 전환은 필수적이며, IMO 및 EU 등의 환경규제가 강화될수록 무탄소 연료로의 전환은 가속화 될 것입니다. 암모니아는 질소와 수소로 이루어진 화합물로, 탄소를 포함하고 있지 않아 대표적인 무탄소연료로 주목을 받고 있습니다. 선박연료로서 암모니아의 주요한 특성은 아래와 같이 요약할 수 있습니다.  

 

부피

 액화 암모니아는 질량에너지 밀도가 낮아 디젤 연료와 비교할 때 약 4.1배 크기의 탱크 필요

인화특성

 가연 범위가 좁을 뿐만 아니라 발화를 위한 조건이 까다로워 화재 위험성은 상대적으로 낮으나

 이러한 특성에 따라서, 암모니아 엔진에서는 파일럿 연료가 필요함

부식성

 구리, 구리 합금 및 아연과 같은 일부 재료에 부식성이 있으므로 재료 선정 시 주의 필요

유독성

 상온, 상압에서 무색의 강한 냄새를 가지고 있는 유독성 물질로, 공기보다 가벼워서 천장처럼 높은

 곳에 모이는 성질이 있음

 

  • 암모니아 생산 

암모니아는 천연가스 개질을 통해서 생산된 수소를 하버-보슈 공정에 공급하여 생산된 그레이 암모니아와 그레이 암모니아 생산과정에서 발생한 이산화탄소를 CCUS (Carbon Capture, Utilization and Storage)를 통해 처리한 블루 암모니아, 신재생에너지를 이용한 수전해를 통해 생산된 그린 수소를 이용하는 그린 암모니아로 구분할 수 있습니다. 이러한 암모니아의 생산방식에 따라서 연료의 생애 전주기에서 발생하는 CO2의 배출량은 매우 상이할 수 있습니다. 암모니아는 수소운반수단으로서 다양한 산업군에서 널리 활용되기 때문에, 이와 관련한 다양한 블루/그린수소 생산 프로젝트가 계획 중입니다. 

 

  • 암모니아 인프라 및 벙커링 

매년 약 1.8억 톤에 달하는 그레이 암모니아가 생산 및 운송되고 있으며, 전 세계적으로 38개의 암모니아 수출 터미널, 88개의 수입 터미널이 운영 중에 있습니다. 이미 수출입 항구와 기반 시설이 잘 구축되어 있으며, 그린 암모니아 생산 및 수출 프로젝트의 증가와 함께 암모니아 벙커링 항구는 증가할 것으로 예상됩니다. Maersk와 Keppel Offshore & Marine은 싱가포르에 그린 암모니아 벙커링 허브를 구축하기 위한 공동 타당성 조사 MOU를 체결 (’21.3)하고, 비용 효율적인 그린 암모니아 공급망 개발, 그린 암모니아 공급망 인프라 개발 등에 대한 타당성 조사를 수행 중에 있습니다.

 

친환경 미래 선박 연료 전망(선박연료로써의 암모니아)
친환경 미래 선박 연료 전망(선박연료로써의 암모니아)
해양환경보호위원회 (MEPC) 72차 회의에서는 IMO 선박 온실가스 감축을 위한 초기전략 초안을 채택하였습니다. IMO는 추후 국제해운에서의 온실가스 배출량 감축에 지속적으로 전념하고, 금세기 내 가능한 빨리 온실가스 배출을 퇴출하는 것을 비전으로 수립하였습니다. 온실가스 감축량 목표 달성은 화석연료 사용 시에는 어려울 것으로 예측되며, 온실가스 저감을 위한 초기전략의 장기 조치 후보군에는 “무탄소 또는 탈화석연료의 개발 및 공급 추구”가 포함되어 있어 장기적으로 선박 연료의 변화는 필연적일 것으로 예상됩니다. 대체연료로는 바이오연료, 수소, 메탄올 및 암모니아 등이 언급되고 있으며, 특히 암모니아는 이산화탄소를 전혀 배출하지 않으며, 기술적 난이도가 높지 않아 실현 가능성이 높은 탄소중립 연료로 주목받고 있습니다. 이에 따라 선박연료로써의 암모니아의 특성 및 관련 현황에 대한 기술문서를 배포하오니 참고하여 주시기 바랍니다.
2023.02.06
암모니아_무탄소 선박연료로서 암모니아의 전망
암모니아_무탄소 선박연료로서 암모니아의 전망
다양한 불확실성 속에서 선사가 미래 선대계획을 수립함에 도움이 되고자, 한국선급은 서울대학교, 한국에너지기술연구원과 공동으로 대표적인 무탄소 연료 중 하나인 암모니아에 관한 기술문서 『무탄소 선박연료로서 암모니아의 전망』을 발간하였다. 해당 기술문서는 암모니아 추진선박의 기술적 특성, 위험 요소, 대량 생산 가능성, 벙커링 인프라 등을 분석하고 현재 상황에서 예측할 수 있는 다양한 정보와 가정을 통하여 타 대체 연료와의 상대적 비교를 수행함으로써 선박 연료로서 암모니아의 가능성을 분석하였다. 본 글에서는 해당 암모니아 기술문서의 내용을 요약하여, 독자들에게 소개하고자 한다.
2019.11.26
암모니아 연료 추진 선박의 전망 및 상용화를 위한 과제
암모니아 연료 추진 선박의 전망 및 상용화를 위한 과제
2018년 경, 무탄소 연료로서 암모니아를 처음 접했을 때 까지만 해도 그 실현성에 대한 의문이 있었다. ‘내연기관의 연료로 사용하기에는 연소 특성상 불리하지 않을까’라는 기술적인 의구심부터 암모니아의 높은 독성에 대한 선원 및 항만의 안전성 확보에 대한 우려까지, 이러한 문제들을 어떻게 극복할 수 있을지 의구심이 들었다. 하지만 그후 IMO의 탄소 저감 목표를 달성하기 위한 제한된 선택지는 암모니아 연료 추진 선박의 상용화 추진을 촉진시켰다. 복수의 엔진 제조회사가 암모니아 연료 추진 엔진의 개발 마무리 단계에 이르러 2025년 상용화를 앞두고 있고, IMO에서는 선박 안전 기준 개발이 빠르게 진행되어 2025년 Interim Guideline의 발행을 계획하는 등 많은 변화가 있었다. 이제 선주사는 추진 연료로서 암모니아를 사용하는 것을 고려해야 하지만, 암모니아 연료의 경제성, 안전성, 연료 공급의 가용성, 관련 규제 등의 불확실성은 선주사의 결정에 어려움을 가중시키고 있다. 하지만 최근의 국제 사회의 동향 및 예측을 보면 암모니아 연료의 불확실성을 해소하는 방향으로 흘러가고 있다.
2024.01.10
선박 연료로서 암모니아의 독성을 극복할 수 있는가?
선박 연료로서 암모니아의 독성을 극복할 수 있는가?
IMO의 탄소 배출 규제를 만족하기 위한 배출 가스 저감 기술 및 대체 연료 적용 기술이 개발되거 있으며, 암모니아는 무탄소 연료로서 가장 가능성 있는 대체 연료 중의 하나로 인식되고있다. 그러나 아직도 암모니아 연료에 대한 불확실성이 존재하고 있으며, 특히 독성은 암모니아가 대세 친환경 연료로 자리매김할 것이라는 예측에 가장 의문을 남기는 요소이다. 선박 연료로서 독성 가스를 사용하는 것은 유래가 없었으며, IGC Code 및 MARPOL Annex VI/18에서도 독성가스의 연료 사용을 금지하고 있다. 암모니아를 연료로 안전하게 사용을 위해서는 선박에서 발생 가능한 모든 누설 시나리오를 식별하고, 식별된 누설 시나리오와 같이 위험한 상황이 전개되지 않도록 안전 설비를 갖추고 선박 배치를 하여야 한다. 외부의 지원을 받을 수 없는 항해 중인 선박이라는 한정된 공간에서 발생 가능한 모든 누설 시나리오에 대하여 효과적인 안전 조치를 실현할 수 있는지 나의 견해를 밝히고자 한다.
2023.04.30
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