조선업계는 선사들의 탈탄소 요구와 국제 규범 변화에 맞춰 친환경 선박 도입에 속도를 내고 있다.HD한국조선해양·한화오션·삼성중공업 등 국내 조선 3사는 액화천연가스(LNG)·메탄올 추진선 수요에 대응하는 한편 암모니아 기반 차세대 연료 기술과 액화이산화탄소(LCO₂) 운반선 개발을 확대하며 친환경 경쟁력을 끌어올리고 있다.

◆HD현대, 친환경·무탄소 추진 기술 확장… 암모니아부터 SMR까지

HD현대 조선·해양부문은 암모니아 추진선과 액화이산화탄소 운반선을 중심으로 친환경 선종 경쟁력을 강화하고 있다. 최근 3년간 친환경선 수주 실적은 2023년 157척 중 112척(약 71%), 2024년 181척 중 124척(약 69%), 올해 상반기 98척 중 50척(약 51%) 등으로 지속 증가세이다.

이 가운데 암모니아 추진선은 2023년 12월 세계 최초로 중형급 4척을 수주해 2026년 인도예정으로 건조 중이다. 액화이산화탄소(LCO₂) 운반선도 2023년 7월 국내 최초로 4척을 확보했다. 1호선은 올해 4월 진수돼 의장 작업을 하고 있다.

HD현대는 암모니아·수소 기반 무탄소 연료 엔진 개발에도 적극 나서고 있다. HD현대중공업은 지난해 암모니아 연료전지 기반 무탄소 전기추진 시스템과 발전용 엔진 대체 기술을 적용한 초대형 암모니아운반선(VLAC)을 선보이며 영국 로이드선급(LR)과 미국선급(ABS)으로부터 기본인증(AIP)을 획득했다. 암모니아 연료 사용 시 발생할 수 있는 독성가스를 제로 수준으로 낮추는 기술도 확보했다.

소형모듈원자로(SMR) 추진선 개발도 속도를 내고 있다. 올해 2월 미국 휴스턴에서 SMR 기술을 적용한 1만5000TEU급 원자력 추진 컨테이너선 모델을 처음 공개했다. 원자력 추진선은 배기기관과 연료탱크가 필요하지 않아 확보된 공간을 화물 적재에 직접 활용할 수 있도록 설계됐다. 스테인리스강과 경수를 사용한 이중탱크 방식의 방사선 차폐 시스템도 적용해 구조적 안전성을 높였다.

◆한화오션, LNG·암모니아·효율 기술 고도화로 친환경 경쟁력 확대

한화오션은 LNG와 암모니아선을 중심으로 친환경 선박 기술 개발에 힘을 싣고 있다. LNG 운반선 분야에서는 화물창 기술과 이중연료 엔진, 연료공급장치, 재액화 장치를 다양한 방식으로 조합해 운항 효율을 높이는 기술 분야에서 경쟁력을 확보하고 있다.

암모니아 추진선 기술은 LNG운반선, 컨테이너선, 초대형원유운반선(VLCC) 등에서 해외 유명 선급 기본승인(AIP)을 획득하며 적용 범위를 넓히고 있다. AIP 확보가 확대되면서 상용화 준비도 본격화되고 있다. 한화오션은 암모니아 추진선을 자체 기술로 상용화하기 위해 개발을 지속하고 있다.

에너지 효율을 높이기 위한 장치 개발에도 나서고 있다. 축발전기모터시스템(SGM), 공기윤활시스템(ALS), 로터 세일(Rotor Sail) 등 주요 기술들의 적용 범위를 넓히고 있으며 실제 선박 운영 경험도 축적하고 있다. 축발전기모터는 엔진 축 회전력을 활용해 추진 전력을 생산하는 장치로 LNG·LPG 운반선과 VLCC에 적용되고 있다. 공기윤활시스템은 선체와 바닷물 사이에 공기층을 만들어 마찰 저항을 낮춰 연간 5~7%의 연료 절감 효과가 기대된다. 로터 세일은 마그누스 효과(운항에서 발생하는 바람 회전의 힘)를 활용한 보조 추진 장치로 2021년 노르웨이 선급 DNV 인증을 받은 뒤 시제품 실증까지 완료됐다.

이러한 기술 개발과 적용 확대에 힘입어 친환경 선종 수주도 증가하고 있다. 최근 3년간 실적은 2023년 10척, 2024년 38척, 2025년 9월 말 기준 31척으로 LNG선·컨테이너선·유조선 등으로 수주 확대 흐름이 이어지고 있다.

◆삼성중공업, 대체연료 기반 추진 기술 개발로 미래 경쟁력 구축

삼성중공업은 LNG·암모니아·메탄올·수소 등 대체연료 기반 기술과 친환경 장비 개발을 중심으로 연구개발을 강화하고 있다.

LNG 영역에서는 심해용 부유식 LNG 생산설비 표준 모델 개발과 부유식 액화천연가스 설비(FLNG) 독자 모델 고도화가 진행되고 있다. 암모니아 분야에서는 연료전지 추진체계와 연료공급·화물 처리 기술 등 핵심 기술의 완성도를 높여가고 있다.

특히 암모니아 기술 개발이 확장되면서 블루 암모니아 분야에서도 연구가 진행되고 있다. 블루 암모니아는 탄소 포집·저장(CCS) 기술을 활용해 생산 과정에서 발생하는 탄소 배출을 90% 이상 감축한 물질이다. 삼성중공업은 지난해 9월 세계 최초로 부유식 블루 암모니아 생산설비를 개발해 핵심 기반 기술을 확보했다. 이를 토대로 암모니아 생산부터 활용까지 이어지는 전체 밸류체인 솔루션 구축에도 속도를 내고 있다.

환경 규제를 고려한 설계도 강화하고 있다. 초기 설계 단계부터 환경 부담을 줄이는 구조와 시스템을 적용하고 있으며 건조 과정에서는 대기오염과 해양 오염을 최소화하기 위한 절차가 운영되고 있다. 휘발성유기화합물(VOCs) 저감형 친환경 도료와 유해성분을 최소화한 방오도료를 사용해 유해물질 확산을 줄이고 있고 오폐수 처리 시스템과 유수처리·모니터링 시스템을 통해 운항 중 발생하는 오염물질의 해양 유출을 차단하고 있다. 갑작스러운 유류 유출 사고에 대비한 코밍(Coaming) 구조도 선상 설계에 포함돼 안전성을 높이고 있다.

친환경 추진체계 적용 범위가 넓어지면서 글로벌 조선사들의 기술 경쟁도 한층 치열해지고 있다. 이에 따라 향후 시장 주도권은 차세대 연료 기술과 친환경 설비를 얼마나 신속하고 완성도 있게 구현하느냐에 달려 있을 것으로 전망된다.

임영섭 서울대 조선해양공학과 교수는 "국내 조선 3사 역시 친환경선 개발에 적극 나서고 있는 가운데 선박 건조 자체의 경쟁력은 한국이 강점을 갖고 있지만 새로운 대체연료 기술을 탑재하는 분야에서는 아직 뚜렷한 우위를 가진 국가는 없기 때문에 한국 역시 다른 국가들과 동일한 경쟁 구도에 놓여 있다"며 "현재 경쟁에서 우위를 확보하면 긍정적인 전망이 가능하지만, 반대로 밀릴 경우 다시 어려운 시기를 겪을 수 있다"고 말했다.