기술의 필요성

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Marine CCS(MCCS)

기술의 필요성
Zero Emission Shipping 도입에 대한 사회적 요구
2023년부터 시작된 선박에 대한 국제사회의 엄격한 온실가스 배출규제와 ESG 경영을 추구하는 글로벌 화주(Cargo owners)들의 해상운송배출량 제한 요구 등으로 인하여 선주와 선사들에게 있어서 CO2 무배출 선박 기술 도입은 매우 시급한 상황임
  • 국제해사기구(IMO) 선박 온실가스배출규제
    2023년 IMO ‘선박온실가스 배출감축전략’ 발표

    2050년경까지 국제해운 온실가스 배출량 Net-zero 달성 목표 수립

    탄소집약도(CII)를 2030까지 2008 대비 최소 40% 감축

    → 2023년부터 매년 5000Gt 이상 선박 탄소집약도 등급 결정

    → D등급 이하일경우, 등급상향계획제시하고, 매년 성과검증 완료 후 운행 가능

  • 화주에 대한 국제해운 탄소배출저감 요구
    “Ship It Zero” 캠페인

    세계 주요 환경단체가 연합하여 세계 최대 기업인 Walmart, Target, Amazon에게 2030년까지 100% 무배출 해상운송 촉구

    아마존, 이케아, 필립스 등 글로벌 대형화주 연합 (ZEMBA)이 글로벌 선사를 대상으로 하는 입찰 요건

    화석연료 대비 90% 이상의 온실가스를 감축하는 선박으로 3년동안 6000해리(11,000km)를 운항하며 600,000TEU 이상의 선복량 수요를 충족할 것

주요국가의 해운부문 탈탄소화 정책
유럽연합
EU-ETS (유럽 배출권거래제)

기존 EU-ETS을 2024년부터 해운(5000Gt 이상선박)까지 포함하도록 개정 함

기국에 상관없이 EU권역내에서 화물 또는 승객 목적 선박 대상

허용배출량 이상 배출할 경우 → 배출권 구매요구 (과태료: 최소 톤당 100유로)


미국
‘2050 운송부분 탈탄소화 ‘ 목표설정

2050년까지 국제해사기구(IMO) 국제해운 무배출 목표 달성 지원

‘해운탄소집약도 규제’ 법안 발의 (Clean shipping Act of 2023)

중국
‘해양 환경보호법 (Marine Environment Protect Low) 제정

중국에 입출항 하는 400GT 이상의 선박은 기국에 상관없이 중국 해상안전국에 지난 항해(last voyage) 에너지 소비 데이터를 보고해야 함

관련 용어

탄소집약도 (CII, Carbon Intensity indicator) : 화물 운반량 및 운반거리당 CO2 배출량

Gt (gross ton) : 선박의 크기를 나타내는 지표. 선적가능 용적을 톤으로 환산한 값 (100m3=1ton)

TEU (Twenty foot Equivalent Units) : 20ft의 표준 컨테이너 크기를 나타내는 단위. 20ft 컨테이너 하나를 1TEU라고 함

배출권거래제 (ETS, Emission Trading System) : 전체 배출총량을 감축하기 위하여 권역 내 배출원에 대하여 배출총량 일부를 할당하고 할당량 내에서만 배출하도록 제한

ZEMBA ( Zero Emisson Marritime Buyere Alliance ) : 2023년 3월 아마존, 파타고니아, 치보, 아스펜연구소가 국제해운 무탄소 연료 시장 활성화를 위해 설립한 비영리단체

Zero Emission 도입에 대한 기술적 요구
MCCS(Marine Carbon Capture System)

Zero-emission 연료(메탄올 , 암모니아) 를 적용하는 경우보다 더 경제성 있는 선박탄소포집장치 기술인 것으로 평가 됨.

화석연료 연소 후 발생 CO2를 후처리(After Treatment) 기술이므로 배가스처리시스템 방식으로 설치될 것이므로,
해운부문 탈탄소 규제를 염두하여 설계되지 않았던 기존의 화석연료 선박에서도 본 기술을 적용하여 엄격한 규제 대응이 가능

국제해운에 대한 배출규제를 담당하는 IMO와 선박에 대한 배출규제를 시작하고 있는 유럽연합(EU)에서 MCCS(Marine Carbon Capture System) 적용시 감축성과를 인정할 수 있는 원칙과 방법을 반영하고 있음.

  • High CO2 Reduction Potential
    해운부문 탈탄소화 주요 기술들 중에서도 감축율이 높은 것으로 평가 됨

    [ Ship technologies and fuels for decarbonization ] (p.23)


    항해 방식 개선

    Speed Reduction

    Vessel Utilization

    Vessel size

    Alternative routes

    >20%


    유체역학적 개선

    Hull coating

    Hull-form optimization

    Air lubrication

    Cleaning

    5%-15%


    기계적 개선

    Machinery efficiency improvements

    Waste-heat recovery

    Engine de-rating

    Battery hybridization

    Fuel cells

    5%-20%


    에너지 전환

    LNG, LPG

    Biofuels

    Electrification

    Methanol, Ammonia

    Hydrogen, Wind power

    Nuclear

    0%-100%


    배가스 CO₂ 처리

    Carbon capture and storage

    0%-90%

  • Cost-competitive technology
    기술을 적용 하여 운영하는 경우에 대한 경제성 평가 (Techno-Economic Evaluation) 결과, MCCS(Marine Carbon Capture System)는 경쟁력있는 탈탄소기술로 평가됨 (p.16, p.53)
  • Applicable to Existing Ship
    화석연료를 사용하는 선박에 대해서도 탄소중립 운항을 가능하게 함 (p. 34)

    기존 화석연료사용 선박에 대해서 기술 적용이 용이함

    Marketing Target의 범위가 넓음

    무배출에너지원(암모니아, 수소, 풍력, 원자력 등) 사용 등 대부분의 탈탄소 선박기술들은 기존선박에 적용하기 어려움 (p.23)
  • Permissibility in International Regulation
    IMO는 “IMO Lifecyle Assessment (LCA) guidelines” 내에 MCCS(Marine Carbon Capture System) 에 따른 감축성과를 정량적으로 평가할 방법을 포함할 예정임 (p.13)
    EU는 배출권거래제 내에 CCS 원칙 EU’s CCS Directive (2009/31/EC )을 가지고 있음 (p. 16)

    MCCS(Marine Carbon Capture System)도 EU ETS 제도 내로 연계될 것으로 예상(p.34)

출처 : “Maritime Forecast to 2050’ DNV, 2023