[Tech 스토리] 조선사들이 암모니아에 꽂힌 이유

기사입력 : 2021년04월18일 07:00

최종수정 : 2021년04월18일 07:06

2060년 선박 60%는 수소 아닌 암모니아 선박
수소에 비해 제조·저장·수송 용이, 가격도 저렴
엔진 형태 LNG·LPG와 유사..연료전지도 가능

[편집자] 기업들의 신기술 개발은 지속가능한 경영의 핵심입니다. 이 순간에도 수많은 기업들은 신기술 개발에 여념이 없습니다. 기술 진화는 결국 인간 삶을 바꿀 혁신적인 제품 탄생을 의미합니다. 기술을 알면 우리 일상의 미래를 점쳐볼 수 있습니다. 각종 미디어에 등장하지만 독자들에게 아직은 낯선 기술 용어들. 그래서 뉴스핌에서는 'Tech 스토리'라는 고정 꼭지를 만들었습니다. 산업부 기자들이 매주 일요일마다 기업들의 '힙(hip)' 한 기술 이야기를 술술~ 풀어 독자들에게 전달합니다.

[서울=뉴스핌] 서영욱 기자 = 바다 위를 다니는 화물선이나 유조선 선박은 석유나 천연가스 같은 화석연료를 태워 동력을 얻습니다. 이 과정에서 엄청난 양의 이산화탄소가 발생하는데, 세계 이산화탄소 배출량의 3%가 선박에서 발생한다고 합니다.

이산화탄소 배출량을 줄이려는 노력은 바다 위라도 예외는 아닙니다. 국제해사기구(IMO)는 지난해 2030년 이후 발주 선박은 2008년 발주 선박 대비 탄소배출량을 40%, 2050년에는 50%까지 감축하도록 결정했습니다.

현대미포조선이 건조한 LNG운반선 모습 [제공=한국조선해양]

이같은 흐름에 우리나라를 비롯한 세계 조선업계는 탄소를 배출하지 않는 선박 개발에 매진하고 있습니다. 당장은 이산화탄소를 '덜' 배출하는 LNG추진 선박이 각광을 받고 있지만, 장기적으로 탄소를 '전혀' 배출하지 않는 말 그대로 친환경 추진선박 개발이 핵심입니다.

조선업계는 최근 차세대 에너지원으로 각광을 받고 있는 '수소'를 연료로 한 선박과 함께 암모니아 추진 선박을 핵심적으로 개발하고 있습니다. 한국조선해양, 대우조선해양, 삼성중공업 등 우리 조선3사 모두 공통적으로 수소 선박과 함께 암모니아 선박을 동시에 개발하고 있습니다. 2025년 정도면 정말 바다 위를 다니는 암모니아 선박을 볼 수 있을 전망입니다.

수소는 이미 '수소 경제'라는 신조어가 생겨날 정도로 주목을 받고 있지만 아직 암모니아가 화석연료를 대체할 수 있을지 의문이 드는 것도 사실입니다. 과연 암모니아로 유조선이나 컨테이너선을 움직일 수 있을까요?

국제에너지기구(IEA)는 2020 에너지 전망 보고서에서 선박 연료로 암모니아, 수소 등의 사용 비중이 점차 확대돼 2060년에는 신조선의 60% 이상이 사용할 것이며, 특히 암모니아가 이 중 절반 가까이 차지할 것으로 예상했습니다. 선박에 한해 차세대 에너지원은 수소 보다 암모니아가 더 각광받을 것이란 전망이죠.

수소의 대표적인 단점은 수소의 부피당 저장 용량이 작아 경제적인 대용량 저장과 장거리 운송이 어렵다는 것입니다. 액화수소로 저장해 이송시키는 것이 효율적이지만, 수소를 액화시키는 과정과 유지하는 과정에서 비용이 증가해 가격을 높이는 요인으로 작용한다고 합니다.

이진태 로이드선급 아시아 대표(왼쪽)와 권오익 대우조선해양 기술본부장이 옥포조선소에서 암모니아 추진 컨테이너선 기본 인증서를 수여한 뒤 기념촬영을 하고 있다. [제공=대우조선해양]

암모니아는 수소처럼 연소 시 이산화탄소를 배출하지 않아 미래 에너지원으로서 요건을 갖추고 있습니다. 수소에 비해 제조와 저장, 수송에 필요한 과정이 단순하고 소요 비용도 저렴해 경제성도 우수합니다.

또 가솔린에 비해 폭발 가능성도 낮아 상대적으로 안전한 에너지원으로 평가됩니다. 공기보다 가볍기 때문에 환기성이 좋고 천정이나 높은 곳에 모이는 성질이 있어 누출가스의 제어가 쉬운 편입니다. 암모니아 기체는 무색의 강한 냄새를 가지고 있어 누출 시 바로 알 수 있다는 점도 장점입니다.

암모니아는 전통적으로 천연가스나 석탄을 이용한 고압, 고온 반응으로 생산합니다. 하지만 이 과정에서 상당한 이산화탄소를 배출해 생산 과정에서 탄소 배출이 없는 '그린 암모니아'를 생산할 수 있는 방식을 연구하고 있습니다. 물을 전기분해해 수소를 생산하고, 공기에서 분리 된 질소를 사용해 전기적으로 합성하면 그린 암모니아를 얻을 수 있다고 합니다.

연료로서의 암모니아는 액체 상태인 액화 암모니아가 필요합니다. 암모니아는 LPG와 같이 상온에서도 일정압력을 가하게 되면 액화가 돼 비교적 액화하기 쉬운 가스입니다.

액화 암모니아는 기존 화석 연료와 비교할 때 약 4.1배 정도의 탱크가 필요하다고 합니다. 상대적으로 큰 저장탱크는 단점으로 작용할 수 있지만 운송 비용이 저렴하고, 운송 기술 또한 이미 확보된 상태로 경쟁력을 갖추고 있습니다.

현대미포조선, 만에너지솔루션즈, 로이드선급 관계자들이 현대미포조선 울산 본사에서 열린 암모니아추진선에 대한 선급 기본인증(AIP) 수여식에서 기념촬영을 하고 있다. [제공=현대미포조선]

현재 상선에 적용할 수 있는 암모니아 연료 기관은 만에너지솔루션(MAN Energy Solution)사와 바르질라(Wärtsilä)사에서 개발이 진행 중입니다.우리 조선사들도 만에너지솔루션과 함께 암모니아 추진선박 공동개발 프로젝트를 진행하고 있습니다.

한국선급에 따르면 현재 개발 중인 암모니아 엔진은 된 LNG나 LPG 연료 엔진과 개념이 비슷하다고 합니다. 암모니아는 자연발화 온도가 높고 연소속도가 느려서 점화되기 위해서는 '파일럿 오일'이 필요합니다.

또 암모니아는 내연기관의 연로로서 직접 연소하는 방법 뿐만 아니라 연료전지 연료로도 사용될 수 있습니다. 수소연료전지처럼 암모니아연료전지가 가동될 수 있다는 의미죠.

사실 암모니아를 연료로 한 엔진 개발은 처음 시도되고 있는 기술은 아닙니다. 19세기에 이미 암모니아 연료 버스가 운행된 바 있으며, 1940년대 브뤼셀에서 전쟁 중 암모니아 엔진이 개발된 바 있습니다. 전쟁으로 인해 석유가 너무 부족했기 때문인데요, 전쟁이 끝난 후 천연가스와 석유가 풍부해지면서 점차 모습을 감췄습니다.

암모니아를 연료로 사용하기 위해서는 고려해야 할 점도 있는데요, 암모니아는 독성과 부식성을 가지고 있습니다. 따라서 암모니아를 선박의 연료로 사용하기 위해서는 암모니아의 특성을 고려한 안전성 확보를 위한 기준이 필요합니다.

syu@newspim.com

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[GAM] 비만약 '젭바운드가 오젬픽 눌러' 이 기사는 12월 20일 오후 3시17분 '해외 주식 투자의 도우미' GAM(Global Asset Management)에 출고된 프리미엄 기사입니다. GAM에서 회원 가입을 하면 9000여 해외 종목의 프리미엄 기사를 보실 수 있습니다. [서울=뉴스핌] 황숙혜 기자 = 비만약 시장이 급팽창하는 가운데 일라이 릴리(LLY)의 젭바운드(Zepbound)가 매출 1위 상품인 노보 노디스크의 오젬픽(Ozempic)보다 강한 체중 감량 효과를 보였다는 연구 결과가 나와 주목된다. 2030년 1000억달러로 예상되는 시장에서 일라이 릴리가 강한 입지를 구축할 가능성이 확인된 데다 알츠하이머 치료제를 포함한 그 밖에 신약에 대한 기대가 맞물리면서 매수 심리를 자극하는 모습이다. 주요 외신에 따르면 젭바운드와 노보 노디스크의 또 다른 비만약 위고비(Wegovy)의 효과를 검증하기 위한 72주간의 실험에서 젭바운드가 20%의 체중 감량 효과를 나타냈고, 위고비는 14%의 감량을 기록했다. 위고비는 오젬픽과 핵심 성분이 동일하다. 때문에 젭바운드의 비만 치료 효과가 오젬픽을 앞지른다는 계산이 가능하다고 업계 전문가들은 말한다. 이번 연구 결과에 의료계가 의미를 두는 이유는 젭바운드의 체중 감량 효과가 현격하게 클 뿐 아니라 부작용이나 환자의 편의 측면에서도 높은 점수를 받았기 때문이다. 체중 감량 효과가 크다 해도 불면증이나 탈모 등 심각한 부작용이 발생하면 환자나 의료계에서 긍정적인 반응을 얻기 힘들고, 매출 성장 역시 기대할 수 없다. 이번 실험 결과 젭바운드가 두 가지를 모두 충족시켰다는 평가가 나오면서 투자은행(IB) 업계에서도 일라이 릴리의 매수 추천이 꼬리를 모는 모양새다. 젭바운드를 투여하는 비만 환자 [사진=블룸버그] 이번 결과에 월가가 조명을 집중하는 이유는 비만약 시장 규모가 중장기적으로 고성장할 것으로 기대를 모으기 때문이다. 골드만 삭스는 최근 보고서를 내고 전세계 비만약 시장 규모가 2030년 1000억달러에 이르는 시나리오를 제시했다. 2023년 시장 규모는 19억2000만달러로 파악됐다. 골드만 삭스의 예상이 적중한다면 불과 7년 사이 비만약 매출액이 52배 늘어난다는 계산이 나온다. 오젬픽 [사진=블룸버그] BMP 캐피탈 마켓은 이보다 강력한 청사진을 제시했다. 전세계 비만약 시장 규모가 2033년 1500억달러에 이른다는 시나리오다. 각 업체가 제공한 데이터와 외신에 따르면 최근까지 비만약 시장에서 1위 상품은 오젬픽이다. 2023년 132억달러에 달하는 매출을 달성, 31억달러의 실적을 낸 위고비를 현격한 차이로 따돌리고 명실상부 1위를 차지했다. 젭바운드는 2023년 11월 본격 출시됐다. 판매를 개시한 뒤 첫 한 달 동안 약 1500만달러의 매출액을 기록했다. 2024년 들어서도 오젬픽이 지속적인 매출 성장을 보이며 GLP-1 계열 비만 치료제 시장에서 약 55%의 점유율을 차지했다. 위고비가 25%의 점유율을 나타냈고, 젭바운드는 여전히 출시 초기에 해당하기 때문에 시장 점유율이 제한적인 상태다. 본래 오젬픽은 제2형 당뇨병 치료제로 개발됐고, 지난 2017년 미국 식품의약청(FDA)으로부터 해당 의약품으로 승인을 받았다. 하지만 비만 치료 효과가 확인되면서 비만약으로 유명세를 타고 있고, 젭바운드와 위고비는 처음부터 비만 치료 목적으로 개발됐다. 시장 전문가들은 최근까지 비만 치료제라고 할 때 사람들이 가장 먼저 떠올리는 약이 오젬픽이지만 젭바운드를 찾는 수요가 빠르게 늘어날 수 있다는 데 입을 모은다. 주요 외신에 따르면 2024년 3분기 젭바운드의 매출은 12억6000만달러로 집계됐다. 이는 월가가 기대했던 16억9000만달러에 미달하는 결과다. 시장 전문가들은 도매 재고 물량이 줄어든 데 따라 매출이 예상치에 못 미쳤다고 설명한다. 젭바운드는 수급 불균형으로 인해 최근까지 미국 식품의약청(FDA)의 '공급 부족 의약품 데이터베이스'에 기재돼 있다. 이와 함께 일라이 릴리가 적극적인 홍보와 마케팅에 나서지 않은 점도 매출 부진의 배경으로 꼽힌다. 지난 10월 3분기 실적을 발표했을 때 젭바운드의 판매 실적이 투자자들의 기대치에 못 미친 것으로 나타나면서 일라이 릴리 주가가 하락 압박을 받기도 했다. 상황은 크게 달라질 전망이다. 젭바운드의 체중 감량 효과가 확인된 데다 일라이 릴리가 유통망을 크게 확대하고 나섰다는 소식이다. 시장 전문가들은 오젬픽과 젭바운드의 핵심 성분인 GLP-1의 적용 대상이 확대되면서 시장 영역이 커질 가능성에 무게를 둔다. JP모간은 보고서를 내고 GLP-1이 체중 감량 뿐 아니라 수면 무호흡증과 관절염, 만성 신장 질환, 알츠하이머, 특정 형태의 중독 등 다양한 분야에 적용될 가능성이 열려 있다고 주장했다. 아울러 심장 질환 리스크를 떨어뜨리는 효과도 기대된다고 전했다. 일라이 릴리가 GLP-1 약품을 생산하기 위한 제조 시설에 대규모 투자를 강행하는 움직임도 잠재적인 적용 확대 가능성과 무관하지 않다는 분석이다. 지난 4월 업체는 넥서스 파커수티컬스의 신축 생산라인을 인수하기로 했다고 발표한 바 있다. 시장 전문가들은 GLP-1 약품의 수요가 가파르게 늘어난 데 따른 대응으로 해석했다. 이어 10월 업체는 45억달러를 투자해 '릴리 메디신 파운드리(Lilly Medicine Foundry)'라는 이름의 리서치 시설을 건축할 계획이라고 밝혔다. 제조 설비에 이어 임상 실험을 위한 파이프라인을 구축하려는 움직임으로 풀이된다. 미국 온라인 투자 매체 모틀리 풀은 일라이 릴리가 장기적인 관점에서 성장 포석을 두는 데 커다란 의미를 실었다. 넥서스 파머수티컬스에게서 인수한 설비는 2025년 이후에나 본격적인 가동이 가능하고, 릴리 메디신 파운드리 역시 2027년 개설할 예정이다. 당장 급성장하는 비만 치료제 시장에서 매출을 확대하는 데 만족하지 않고 10년 앞을 내다보고 시장 입지를 강화하기 위한 전략을 세우는 움직임이 투자자들에게 성장 가능성에 대한 신뢰를 제공한다는 평가다. shhwang@newspim.com 2024-12-23 14:36