한화에어로스페이스, 국내 최초 선박용 수소연료전지 형식승인… 친환경 선박시장 진출 가속화

세계 해운산업이 탄소 배출을 줄이기 위한 친환경 에너지 전환에 속도를 내는 가운데 국내 기업이 개발한 선박용 수소연료전지가 국제적인 선급 인증을 획득하며 상용화를 향한 중요한 단계에 진입했다.

한화에어로스페이스는 10일 한국선급(KR·Korean Register)으로부터 국내 최초로 선박용 수소연료전지 시스템의 형식승인(Type Approval)을 획득했다고 밝혔다. 회사에 따르면 선박용 수소연료전지의 선급 형식승인 사례로는 세계 다섯 번째이다.

이번에 인증받은 제품은 정격출력 200kW급 고분자전해질 연료전지(PEMFC·Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell) 시스템이다. 수소와 산소의 전기화학 반응을 이용해 전기를 생산하는 방식으로, 발전 과정에서 이산화탄소를 직접 배출하지 않는 것이 특징이다.

선박용 연료전지는 육상 발전설비와 달리 지속적인 진동과 선체의 경사, 다양한 운항 조건에서도 안정적으로 작동해야 한다. 특히 수소를 연료로 사용하는 만큼 누출 방지와 안전관리, 전력 공급의 안정성이 중요한 기술적 요건으로 꼽힌다.

형식승인은 선박에 탑재되는 장비가 관련 기술 기준과 선급 규정을 충족하는지 검증하는 절차이다. 한화에어로스페이스는 진동과 경사 등 해상 환경을 반영한 시험을 거쳤으며, 한국선급이 실시한 제조 공정과 품질관리 체계 심사를 통과했다.

회사는 2024년부터 선박용 수소연료전지 시스템 개발을 추진해 왔다. 같은 해 노르웨이 선급 DNV로부터 고분자전해질 연료전지의 개념승인(AiP·Approval in Principle)을 획득한 데 이어 이번 형식승인을 통해 실제 제품의 안전성과 성능을 검증받았다.

기술적으로 주목되는 부분은 에너지 전환 효율이다. 한화에어로스페이스에 따르면 해당 시스템은 정격출력 200kW에서도 50% 이상의 에너지 효율을 확보했다.

이는 수소에 포함된 화학에너지의 절반 이상을 전기에너지로 전환할 수 있다는 의미로, 연료 소비를 줄이고 동일한 연료량으로 더 많은 전력을 생산하는 데 유리하다. 장시간 안정적인 전력 공급이 필요한 선박과 해양설비에서 활용 가능성이 기대되는 이유이다.

다만 실제 선박의 운항 효율은 연료전지 자체의 성능뿐 아니라 수소 저장 방식과 공급설비, 전력변환장치, 운항 조건 등에 따라 달라질 수 있다.

수소연료전지는 국제 해운산업의 탈탄소 전환 과정에서 주목받는 차세대 에너지 기술 가운데 하나이다.

국제해사기구(IMO)는 국제 해운의 온실가스 배출 감축과 2050년 전후 탄소중립 달성을 목표로 친환경 연료와 에너지 기술의 도입을 추진하고 있다. 이에 따라 글로벌 조선·해운업계에서는 수소와 암모니아, 메탄올 등 대체연료와 함께 배터리 및 연료전지 기반 전기추진 기술을 개발하고 있다.

수소연료전지는 운항 중 발전 과정에서 이산화탄소를 직접 배출하지 않는다는 장점이 있지만, 실질적인 온실가스 감축 효과는 수소의 생산 방식에 따라 달라진다. 재생에너지로 생산한 그린수소를 활용하면 전 과정에서 발생하는 탄소 배출을 줄일 수 있으나, 생산비용과 저장·운송 인프라 확보는 여전히 해결해야 할 과제이다.

선박에 수소연료전지를 적용하기 위해서는 충분한 연료 저장 공간과 안정적인 공급체계, 안전설비를 확보해야 한다. 특히 장거리 운항 선박에서는 수소의 저장 밀도와 연료 공급 인프라가 경제성을 결정하는 중요한 요소가 될 수 있다.

한화에어로스페이스는 이번 인증을 바탕으로 상업용 선박에 수소연료전지 시스템을 적용하고, 국내 사업에서 확보한 운용 경험을 토대로 해외 조선소 등 글로벌 시장으로 사업을 확대할 계획이다.

국내 조선산업이 친환경 선박과 차세대 추진 시스템 개발을 강화하고 있는 상황에서 선박용 수소연료전지의 국산화와 기술 검증은 관련 산업의 경쟁력을 높이는 데 기여할 수 있다.

특히 선박의 친환경 전환은 기존 화석연료를 대체하는 데 그치지 않고 추진장치와 전력관리 시스템, 연료 저장설비, 항만 인프라까지 함께 변화시키는 과정이라는 점에서 다양한 산업 분야의 기술 협력이 요구된다.

이번 형식승인은 국내에서 개발한 수소연료전지 시스템이 해양 환경에 필요한 기술적 요건을 충족했음을 보여주는 성과이다. 앞으로 실제 선박에서의 운용 실적과 경제성, 수소 공급 기반이 확보된다면 친환경 선박용 에너지 시스템으로 활용 범위가 확대될 것으로 전망된다.

한화에어로스페이스의 이번 성과는 글로벌 해운산업의 탄소중립 전환에 대응해 국내 수소 기술이 연구개발 단계를 넘어 상업적 활용을 준비하는 진전이라는 점에서 의미가 있다.