해상 탈탄소화의 역사적 순간
4월 23일, 한국 울산항 노동자들은 해운 역사가들이 언젠가 상업 해운의 새 시대가 열린 순간으로 평가할 수도 있는 작업을 마쳤다. 부두에서 무전기 너머로 다급한 목소리가 오가는 가운데, 작업팀은 육상 저장 탱크에서 대기 중인 선박의 연료 시스템으로 그린 암모니아 약 600톤을 성공적으로 옮겼다. 이번 작업은 역사상 최초의 상업용 항만-선박 암모니아 급유로, 탄소 발자국을 없애는 데 어려움을 겪어온 업계에 중요한 개념 검증 사례를 마련했다.
이날 적재된 연료는 중국 내몽골자치구의 엔비전 에너지 시설에서 재생 풍력·태양광 발전으로 생산돼 수천 킬로미터를 이동했다. 울산항에 도착했을 때 이 암모니아는 이미 한국 최초의 그린 암모니아 대량 수입품이라는 기록을 세운 상태였다. 이를 선박 연료로 최종 전환하면서 업계 관계자들이 오랫동안 구상해 왔지만 상업적 규모로 실현하지 못했던 공급망의 마지막 단계가 완성됐다.
울산항만공사는 한국에서 유일하게 그린 선박 연료 공급항으로 지정돼 있어 이번 기술적 성과를 선보일 적임지였다. 이번 작업의 성공은 해운 탈탄소화의 이론적 해법으로 오랫동안 거론된 암모니아가 기존 상업 항만 인프라에서 실제로 활용될 수 있음을 입증했다. 전 세계 온실가스 배출량의 약 3%를 차지하는 해운업계에 이번 성과는 국제해사기구(IMO)가 목표로 하는 2050년 탄소중립 달성을 향한 구체적인 경로를 제시한다.
이번 성과는 전 세계 해운사들이 중유 사용을 중단하라는 규제 압박을 갈수록 강하게 받는 가운데 나왔다. 최근에는 유럽연합(EU) 항만에 기항하는 대부분의 선박에 배출 부과금이 적용되고 있다. 세계 탄소 가격제 도입은 지연되고 있지만, 국제 규제의 방향은 탄소 배출 없는 운항으로 분명히 향하고 있다. 이런 상황에서 4월 23일 급유는 대체 연료의 기술적 타당성을 확인하는 동시에 해당 연료가 대규모로 시장에 진입할 수 있다는 상업적 신호가 됐다.
사막의 바람에서 해상 연료로
그린 암모니아는 내몽골의 엔비전 에너지 츠펑 시설에서 생산됐다. 이곳의 연간 생산능력 32만 톤 규모 생산단지는 재생에너지 전력으로 물을 전기분해해 수소를 만들고, 이를 하버-보슈 합성 공정으로 질소와 결합한다. 천연가스를 사용해 생산하는 기존 그레이 암모니아와 달리 이 방식은 이산화탄소를 배출하지 않는다. 울산 인근에서 아시아 최대 암모니아 터미널을 운영하는 롯데정밀화학은 3월 이 탄소 무배출 화물을 한국으로 수입해 업계가 탄탄한 글로벌 청정 암모니아 공급망으로 발전하기를 기대하는 사업의 첫 고리를 만들었다.
4월 23일, 같은 화물은 부두에서 약 900미터 떨어진 돔형 저장 탱크에서 흰색 배관을 거쳐 로봇 장치처럼 생긴 로딩 암으로 옮겨진 뒤 선박에 실렸다. 액체 암모니아를 대기압에서 액체 상태로 유지하려면 영하 33도에 보관해야 했기 때문에 작업자들은 모든 연결 지점을 세심하게 점검했다. 영하 253도까지 냉각해야 하는 액화수소보다 온도 조건은 덜 까다롭지만, 암모니아의 독성 때문에 이송 작업 전반에 걸쳐 복잡한 안전 절차가 필요했다.
이번 작업에 사용된 물리적 인프라는 수년간의 계획과 투자를 거쳐 마련됐다. 롯데정밀화학은 2025년 한국 최초의 암모니아 선박 연료 공급업체로 등록을 마치고, 해상 연료 공급에 특화된 터미널 인프라를 준비했다. 업계 분석가들은 한국이 탄소 무배출 선박 연료로 전환함에 따라 국내 벙커링 시장이 2050년 3조 원 규모에 이를 수 있다고 전망한다. 롯데정밀화학은 이 시장에서 상당한 점유율을 확보할 수 있는 입지를 다졌다.
독성 연료를 위한 공학적 해법
암모니아는 기존 선박 연료와는 다른 고유한 공학적·안전상 과제를 안고 있다. 액체 상태에서는 같은 부피의 액화수소보다 저장 밀도가 약 1.7배 높아 대규모 운송과 장거리 항해에 적합하다. 그러나 사람과 수중 생물 모두에 독성을 지녀 벙커링 작업에는 정교한 취급 시스템과 다중 안전장치가 필요하다.
울산항 급유 작업 중 작업자들은 연결 지점을 거듭 점검하고 이송 내내 안전 상태를 살폈다. 유출 대응 타워의 흡수 장비는 폐수 처리 시설과 함께 가동할 준비를 마쳤고, 소방차도 작업이 끝날 때까지 대기했다. 암모니아 가스 감지기가 실시간 누출 여부를 모니터링했으며, 대기나 수계로 방출되기 전에 잠재적 배출물을 포집하도록 설계된 암모니아 퍼지 회수 장치도 가동됐다. 다행히 작업은 사고 없이 진행돼 이 새로운 연료에 맞춰 개발된 안전 절차의 타당성을 입증했다.
연료를 공급받은 선박은 해양 공학의 최첨단을 보여준다. 앤트워프라는 이름의 이 선박은 길이 190미터, 폭 30.4미터이며 화물 적재 용량은 4만 6,000세제곱미터다. HD현대중공업 울산 조선소에서 건조된 이 선박에는 기존 연료와 혼합해 암모니아를 최대 95%까지 사용할 수 있는 고압 암모니아 분사 엔진이 탑재됐다. 선택적 촉매 환원 시스템은 암모니아 연소와 관련된 주요 환경 우려 중 하나인 질소산화물 배출을 줄인다.
같은 사양으로 건조된 자매선 아를롱도 수개월 안에 선대에 합류할 예정이다. 두 선박은 모두 벨기에 해운그룹 엑스마르의 자회사인 엑스마르 LPG 프랑스가 관리하며, 혁신적인 이중연료 시스템으로 운항하면서 암모니아와 액화석유가스 등 액화가스 화물을 운송한다.
시장 검증과 투자자 반응
급유 성공 소식에 금융시장은 즉각 반응했다. 4월 24일 롯데정밀화학 주가는 코스피 장 초반 13% 넘게 급등해 1년 최고치인 6만 4,400원을 기록한 뒤 6만 3,600원에 마감했다. 투자자들은 이 회사가 수입 물류와 터미널 저장에서 최종 선박 공급에 이르기까지 암모니아 선박 연료 공급망 전체를 상용화하는 데 성공했다고 평가했다.
주가 움직임은 암모니아가 미래 선박 연료 시장에서 상당한 비중을 차지할 수 있다는 시장의 폭넓은 인식을 반영한다. 국제에너지기구(IEA)는 암모니아가 2030년 선박 연료 수요의 8%를 차지하고, 2050년에는 46%까지 늘어날 수 있다고 전망한다. 이 전망에 따르면 울산 터미널을 운영하는 롯데정밀화학처럼 인프라를 조기에 구축한 기업은 세계 해상 무역의 동력원이 근본적으로 바뀌는 과정에서 수혜를 입을 수 있다.
롯데정밀화학 암모니아사업부의 황석민 전무는 울산 시설이 향후 운영에서 갖는 전략적 중요성을 강조했다.
앞으로 수요에 대응하기 위해 선박 대상 연료 공급이 도입되면, 울산항은 암모니아 연료와 같은 친환경 선박 연료의 거점으로서 더욱 적극적인 역할을 하게 될 것입니다.
이 같은 구상은 현재의 화석연료 기반 해운 경제를 상당 부분 대체할 수 있는 시장에서 선도 기업으로 자리 잡아 한국 암모니아 벙커링 분야의 지배적 사업자가 되겠다는 회사의 목표와 맞닿아 있다.
국가 전략과 항만 개발
울산항 급유는 한국의 포괄적인 해상 탈탄소화 정책 가운데 가장 눈에 띄는 성과일 뿐이다. 2025년 정부는 암모니아 벙커링을 위해 울산을 규제자유특구로 지정했다. 이에 따라 혁신을 지연시킬 수 있는 통상적인 관료적 제약 없이 안전 기준과 운영 절차를 빠르게 개발할 수 있게 됐다. 이 지정으로 항만 당국은 통제된 환경에서 새 절차와 장비를 시험하고, 다른 항만이 향후 도입할 수 있는 운영 모델을 마련할 수 있다.
한편 한국은 해안의 다른 전략적 거점에서도 유사한 사업을 추진하고 있다. 현대자동차그룹은 최근 평택시와 여러 항만 당국이 참여하는 다자간 양해각서를 체결해 수소항만 사업을 추진하기로 했다. 여기에는 암모니아 벙커링 시설과 대체 해상 전력 시스템에 대한 구체적인 계획도 포함됐다. 이 같은 광범위한 전략은 해양수산부의 수소항만 정책과 국토교통부의 수소도시 정책에 부합하며, 청정에너지 전환을 위한 국가 차원의 협력 체계를 구축한다.
현대자동차그룹 글로벌에너지&수소사업부의 켄 라미레스 부사장은 이 사업의 협력적 성격에 대해 다음과 같이 밝혔다.
현대자동차그룹은 해양수산부의 수소항만 정책과 국토교통부의 수소도시 정책 목표 달성을 위해 실생활에 적용할 수 있는 수소 기술을 구현하는 민관 협력 사업에 함께 참여하게 돼 영광입니다. 평택항의 첨단 인프라를 활용해 항만 탈탄소화를 위한 폭넓은 수소 생태계를 구축하는 국내 최초의 사업입니다.
이러한 사업들은 한국이 여러 항만을 대체 선박 연료의 역내 거점으로 육성해 특정 지역에 대한 의존도를 낮추고 청정에너지 공급망의 복원력을 높이려 한다는 점을 보여준다.
무배출 인프라를 둘러싼 세계적 경쟁
한국의 성과는 국제 해운업계가 미션 이노베이션의 무배출 해운 이니셔티브에 따라 설정된 야심 찬 탈탄소화 목표를 달성하기 위한 노력을 가속하는 가운데 나왔다. 이 국제 연합체는 2030년까지 대형 선박 600척이 무배출 연료로 운항하고, 3개 대륙의 주요 항만 20곳에 이에 필요한 벙커링 인프라를 갖추는 것을 목표로 삼았다. 울산에서 4월 23일 진행된 작업은 재생에너지 생산부터 상업용 벙커링까지 완전한 공급망이 현실에서 작동할 수 있음을 입증해 이 구상을 처음으로 구체화했다.
다른 나라들도 준비 수준은 서로 다르지만 이에 견줄 만한 역량을 개발하고 있다. 싱가포르는 도시국가의 국가 수소 전략을 뒷받침하기 위해 보팍, 에어리퀴드와 협력해 주롱섬에 암모니아 수입·분해 시설을 구축하고 있다. 일본에서는 IHI가 지역 전력회사 및 화학 제조업체와 손잡고 홋카이도와 후쿠시마의 공급 거점을 검토하며 도마코마이와 소마를 중심으로 한 암모니아 공급망을 연구하고 있다. 유럽의 노스시 포트는 수소, 메탄올, 액화천연가스(LNG)와 함께 암모니아 급유도 제공할 준비를 하고 있지만, 해당 시설은 아직 개발 단계로 상업 운영에 들어가지는 않았다.
학술지 ‘저널 오브 피직스 에너지’에 발표된 연구는 전환에 필요한 규모를 가늠할 단서를 제공한다. 학계 연구진이 개발한 공간 모델링 체계에 따르면 그린 암모니아를 통한 해운 탈탄소화에는 2050년까지 전 세계적으로 약 2조 달러의 투자가 필요하며, 그중 절반은 저소득·중소득 국가에 투입돼야 한다. 이 연구는 태양광 자원과 토지 이용 가능성을 바탕으로 호주, 칠레, 서아프리카가 주요 생산 거점으로 부상하는 한편, 울산 같은 아시아 항만은 핵심 수요처이자 벙커링 거점 역할을 할 것으로 전망했다.
해양수산부 해운물류국의 김혜정 국장은 한국의 이번 작업이 업계 전반의 도입을 촉진하기를 바란다고 밝혔다.
이번 급유가 청정 연료의 항만 도입을 촉진하고, 전 세계 상업 해운에서 이 기술을 활용할 수 있음을 보여주는 계기가 되기를 바랍니다.
암모니아 생산 과정에서 발생하는 에너지 손실과 독성 연료 취급을 위한 안전 절차를 새로 마련해야 하는 점 등 상당한 장애물이 남아 있다. 그러나 첫 상업용 급유가 완료되면서 탄소 무배출 해운의 이론적 구상이 상업 해운 현장에 첫발을 내디뎠다.
핵심 내용
- 한국 울산항은 4월 23일 암모니아 추진 선박에 600톤을 공급하며 세계 최초의 상업용 항만-선박 그린 암모니아 급유를 완료했다.
- 그린 암모니아는 중국 내몽골에서 엔비전 에너지가 풍력·태양광 재생에너지를 이용해 생산했으며, 롯데정밀화학이 3월 수입했다.
- 연료를 공급받은 선박은 HD현대중공업이 건조했으며, 적재 용량 4만 6,000세제곱미터의 암모니아 이중연료 가스 운반선 앤트워프와 아를롱 두 척 가운데 한 척이다.
- 아시아 최대 암모니아 터미널을 운영하는 롯데정밀화학은 성공적인 작업 발표 후 주가가 13% 상승했다.
- 이번 성과는 국제해사기구의 2050년 해운 탄소중립 목표 달성을 뒷받침한다. IEA는 암모니아가 2050년 선박 연료 수요의 46%를 공급할 수 있다고 전망한다.
- 울산항은 한국의 지정 그린 선박 연료 공급 거점이자 암모니아 벙커링 개발을 위한 규제자유특구다.
- 이번 작업에서는 암모니아를 영하 33도로 유지해야 했으며, 실시간 누출 감지와 비상 대응 시스템을 비롯한 광범위한 안전 절차가 적용됐다.
