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전세계 산업화는 화석에너지의 개발을 시작으로 급격한 성장을 이루었으나, 무분별한 개발로지구온난화를 촉진하여 토지의 사막화, 물 부족, 이상기후발생 등 여러 환경문제를 불러 일으켰다.

지구의 생태계를 보존하고 기후를 보호하기 위해 IPPC (Intergovernmental Panel on Climate Change, 기후변화에 관한 정부간 협의체)는 2100년까지 지구 평균온도상승폭을 1.5℃ 이내로 제한하기 위한 규제들을 공표하였으며, 최종 2050년에 탄소중립(Netzero)을 달성할 수 있는 경로를 제시하였다.

국제해사기구(International Maritime Organization, IMO)에서는 탄소중립에 동참하기 위해 2050년까지 2008년 온실가스 배출량 대비 약 50% 이상의 감축목표를 결정하였으며, 선제적으로 해상운송 선박용 엔진에서 배출되는 배기가스 규제 강화를 통해 1차 온실가스 배출량을 제한하고자 전세계에 권고하였다.

하지만 국제해사기구는 2030 온실가스 감축 목표량을 달성하기에는 현재 운행중인 석유 및 LNG 연료기반의 선박으로는 불가능하기 때문에 2030년 이전에 새로운 에너지기반의 추진장치, 향상된 선박구조, 배터리, 지속가능한 바이오연료, 암마니아, 메탄올, 녹색수소 등 최적화된 엔진시스템을 개발하여 상용화를 추진해야 한다. 따라서, 화석에너지를 대체할 수 있는 다양한 연료기반의 시스템 실증연구들을 수행하여 해상운송 시스템에 적합한 에너지원을 구체화할 필요성이 있다.

이에 국제해사기구는 온실가스 감축목표 달성을 위한 조치를 2030 단계별 (단기/중기/장기) 로드맵을 새롭게 구축하여 2023년에 발표를 앞두고 있다.

현존하는 기술 중 선박용 엔진시스템을 대체할 수 있는 수소에너지는 물, 유기물, 화석연료 등의 화합물 형태로 존재하는 수소를 분리, 추출, 정제, 생산 과정을 거쳐 연료로 사용하고 전기를 발생하는 기술이다. 일반적으로 수소는 물의 전기분해로 손쉽게 제조할 수 있으나, 사용되는 환경과 설비, 시스템 등을 고려한 경제성을 바탕으로 응용연구가 진행되고 있다.

수소연료전지선박(hydrogen-powered ship)은 연료전지를 주 동력원으로 사용하고 ESS (Energy Storage System)를 보조 동력원으로 융합하여 전기에너지를 생산하여 작동하는 시스템이다.

수소연료전지선박은 엔진시스템 이외에도 연료저장장치, 공급시스템, 그리고 추진/제어 시스템으로 크게 구분할 수 있다.

화석에너지 기반의 선박으로부터 발생되는 환경오염물질 배출을 해결하기 위한 대안으로 수소연료전지선박 산업은 미래 탄소제로를 달성하기 위한 핵심산업으로 여겨지고 있으며, 앞으로 높은 시장성장률을 보일 것이라고 기대하고 있다.

하지만, 현재 구축된 수소인프라 구축 현황과 유지관리를 위한 전문가 부제는 수소선박의 보급확대를 저해하는 요소 중 하나이다. 또한, 기존 선박과 비교하여 높은 가격책정도 문제로 손꼽히고 있다.

따라서, 본 동향레포트는 2021년 현재 수소연료전지 선박에 관련된 산업동향을 조사하고, 그 시장의 확대 방안을 마련하고자 한다.