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  • 기사등록 2018-11-22 18:43:56
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재료연구소가 발행한 ‘소재기술백서’는 해당분야 전문가가 참여해 소재 정보를 체계적으로 정리한 국내 유일의 소재기술백서다. 지난 2009년부터 시작해 총 8번째 발간된 이번 백서의 주제는 ‘기후변화대응 소재’다. 태양전지, 풍력발전, 연료전지, 에너지효율화 및 경량화, 수소생산 및 이산화탄소 전환, 공기정화 및 수처리 등으로 나눠 각 분야별로 가치 있고 다양한 정보를 담았다. 이에 본지는 재료연구소와 공동기획으로 ‘소재기술백서 2016’을 연재한다.

선박 배기가스 정화용 촉매소재,

시장 선도 위한 국가적 지원 절실


■ 선박 엔진 배출 NOx 정화용 촉매 소재 기술


엔진 배기가스의 NOx를 저감시키는 기술로는 전처리 및 후처리 방식이 있다. Low NOx bunner, Flue gas recirculation, Water/Steam injection, Reduced Air preheater 등의 전처리 방식으로는 저투자비용으로 NOx를 저감시킬 수 있으나, Tier III 규제 만족이 기술적으로 어려운 실정이다. 따라서 비교적 설비 투자비용이 많이 들지만 Tier III 기준을 만족시키기 위해 후처리 방식을 이용할 수 밖에 없다. 대표적인 후처리 방식인 선택적 촉매 환원법(SCR: Selective Catalytic Reduction)의 NOx 저감효율이 가장 높으며 육상 엔진에 비해 낮은 배가스 온도에서도 산화가 가능한 저온 촉매 개발과 대유량 처리 시 배압 문제, 고농도의 황피독에 의한 촉매 효율 저하 문제 해결이 시급한 실정이다. 현재 대부분의 선박용 SCR 촉매/모듈은 산업용에서 검증이 된 압출 촉매/모듈을 기반으로 하고 있으나, 선박이라는 특수성으로 인하여 개발에 많은 제약을 받고 있는 상태이다.


1) 국내 동향


1990년대 이후부터 현재까지 질소산화물 제거를 위한 SCR 관련 연구는 주로 연구소, 대학 및 일부 기업체를 중심으로 연구되어 왔지만, 선진국에 비하면 미미하다. 국내 SCR 연구는 주로 Ti 및 V 계열의 300~400℃의 활성온도 범위를 갖는 고온용 촉매에 대해 이뤄져 왔고 250℃ 이하의 저온영역에서 활성이 우수한 SCR 촉매 기술은 아직 낮은 수준이다.


대기업과 중소규모 기업간 기술연계를 통하여 메타티탄산을 화학적, 기계적 처리 공정을 통하여 아나타제(anatase) 결정상 미립 티타니아를 제조하는 기술을 바탕으로 텅스텐이 균질하게 담지된 SCR 촉매용 티타니아 분말 제조기술을 개발하여 소규모 산업용 소각시설에 적용 모니터링 중이거나, 복합산화물계 금속 촉매와 탄화수소계 환원제를 분사하여 기존 암모니아 SCR System의 문제점을 보완한 기술이 개발되고 있다. 정부출연연구소 등에서 고효율화를 위한 High Cell Density 허니컴 촉매 개발을 시도하여 소규모 선박용 내연기관을 대상으로 플라즈마와 탈질 촉매를 이용한 탈질 공정 연구를 수행중이다.


또한, 현재 국내 조선사 및 선박용 엔진 제조사 그리고 조선기자재 관련 회사를 중심으로 선박용 SCR 상용화가 진행되고 있으나, 대부분 4 stroke 보기 엔진에 장착 가능한 SCR 개발에 치우쳐 오고 있다. 이는 엔진 원천 기술을 보유한 MAN 및 Wartsila의 승인 또는 협력 없이는 T/C 전단에 SCR을 장착을 검토하는 것이 매우 어렵기 때문이다. 이로 인하여 현재 국내의 선박용 SCR 관련 기술은 주로 엔진 기술에 영향을 받지 않는 4행정 보기 엔진을 대상으로 개발 및 상용화 되어 왔다. 최근 들어서는 국내 조선사 및 대형엔진 제조사들을 중심으로 2행정 주기엔진용으로 개발도 추진하고 있다.


대표적인 SCR 시스템으로 파나시아에서는 발전용 플랜트, 배열회수보일러(HRSG), 보일러 기반 SCR 기술을 바탕으로, 국내 선박 관련 업체들과 연계하여 선박용 탈질설비를 개발하였으며, 4-stroke engine, 세라믹 필터 기반의 PaNOx System을 개발하였다.


광성(주)에서는 3,000 CMH 보일러급에 대해 SCR과 Scrubber 복합 시스템을 적용하여 성능평가를 수행하였으며, SCR 단독으로 부경대 실습선에 탑재 연구를 진행하였다. 대표적인 선박 제조사인 현대중공업에서는, IMO Tier III 규제에 대응하여 NOx 저감 System을 개발 중에 있으며 촉매에 대하여 관련 특허도 출원하여 등록된 상태에 있다.


앞서 살펴본 바와 같이, 국내 기술 개발 현황의 경우 선박의 공간적 제약 및 대용량 저온 배가스 특성에 최적화된 요소 기술 및 시스템 최적화 기술이 필요할 뿐만 아니라, 고농도 황 피독 및 PM 오염에 의한 촉매 특성 저하, Urea 효율적 공급, 통합 제어 시스템 등 재료 원천 및 제어 기술 개발이 필요하다.


선박용 엔진은 저속(80~100rpm)으로 운전되고 추진기가 붙어있는 주기엔진(main engine)과, 중속(250~750rpm)으로 운전되고 발전용으로 사용되는 보기엔진(auxiliary engine)으로 나눌 수 있다. 주기엔진은 대형 선박의 동력용으로, 보기엔진은 대형 선박의 발전용으로 이용되는데, 현재의 선박용 SCR은 촉매/모듈 적용의 기술적 난이도로 인하여 대부분 4행정(4-stroke)인 보기 엔진을 기반으로 개발이 이루어지고 있다. 또한, SCR 촉매/모듈 역시 압출(extruded) 촉매를 기반으로 개발되어 있는 실정이다. 2행정 주기용 엔진의 경우에는 낮은 배기가스 온도로 인하여 원활한 NOx 제거 반응을 위한 SCR 설치 위치가 매우 제한적인 관계로 보기엔진 보다 기술의 난이도가 훨씬 높다. 2행정 주기 엔진의 경우 SCR 운전에 적합한 온도 조건을 확보하기 위해서는 T/C(터보차져) 전단에 설치하여야 하나, 설치 위치에 따른 엔진 연소시 발생하는 충격과 진동과 같은 열악한 조건으로 인하여 기존 세라믹 압출 촉매/모듈을 적용하기가 쉽지 않은 상태이다.


2) 해외 동향


국제해사기구의 선박 배기가스 배출기준 강화에 따라 스웨덴, 미국, 독일 등의 선진국을 중심으로 선박 관련 환경규제를 강화하고, 친환경 선박 및 기자재 개발을 활발히 진행 중이며, EU, 일본 등 조선기자재 관련 선진국들은 차세대 Green ship 기술 선점을 위해 시험, 인증 표준화를 이용한 기술 장벽을 구축하여 조선산업 시장 재편을 시도 중이다. 또한 IMO의 해양오염방지협약(Marpol 73/78) 부속서 VI에 의해 선박 배기가스에 포함된 NOx 및 SOx의 배출제한을 강화한 기준 IMO Tier III는 현재 적용 중인 NOx 배출량 대비 80% 이상까지 저감을 요구한다. 대부분 유럽, 미국 등 선진 후처리 및 엔진 제작사에서 후처리 산업 분야를 선점하여 기술을 독점하고 있으며 일부 실선 탑재 연구 또한 완료된 상황이기 때문에 국내 기술 개발 상용화가 시급한 실정이다.


가. 일본


일본에서는 “Super Clean Marine Diesel Project”라는 이름으로 정부 지원 하에 다수의 회사와 연구기관이 컨소시움을 구성하여 NOx 저감 80%를 목표로 하는 해상 디젤엔진 유해배출가스 저감 시스템을 개발해 왔다.


나. 유럽


HUG Engineering은 선박용 디젤 엔진의 배기 배출물 관련하여 가장 활발한 연구를 진행하고 있는 업체로서 SCR+Scrubber, SCR+DOC, DPF+SCR 등 다양한 시스템 구축을 위해 노력 중이다. 이러한 활동의 일환으로 CREATING, Yara, LLOYD 선급 등과 함께 “Cleanest Ship Project”를 수행하면서 “Nauticlean” 이라는 선박용 DPF+SCR Burner 재생 시스템을 선박에 장착하였음(대상엔진 : MTU 8V 4000 M60, 880kW, 1800rpm). 그 결과 NOx 평균 1g/kWh(85% 제거), PM 평균 0.004g/kWh(95% 제거) 수준을 기록하였다.


Wartsila는 핀란드에 본사를 두고 있으며, IMO 규제에 따른 SCR System을 개발하여 상용화 하였으며, 국내외 다수 실적을 보유하고 있는 후처리 최대 선진기업이다.


D.E.C Marine AB는 스웨덴에 본사를 두고 있으며, 1991년부터 SCR 시장에 진입한 업체이며, 촉매는 압출 촉매를 사용했다.


Johnson Matthey는 영국에 본사를 두고 있으며, SCR 촉매 및 시스템(SINOx System)을 개발하여 상용화 하였다. Johnson Matthey는 30척의 선박, 120 개의 엔진(총 출력 약 450MW)에 본 시스템을 적용하였다.


이와 같이, 국외 선진사의 경우 육상 기술을 선박에 적용하여 수년간의 실선 장착 운전 평가 실적을 기반으로 현재 국내외 NOx 저감 장치 시장을 독점하고 있는 실정이며, 국내외 특허 등록과 함께 기술 선점이 완료된 상태이다. 따라서 규제 강화 시 배가스 처리 장치 설치가 강제화 될 경우, 국내 선박 제조사의 시장 점유율에 악영향을 끼칠 것으로 예상된다. 따라서 현재 선박 적용 SCR 기술의 문제점인 황피독, PM 오염에 의한 내구성 저하, 저온 배기가스 조건에서의 성능 급감 등을 해결할 수 있는 핵심 원천 기술이 요구된다.


인센티브 제공·장치설치비 지원 요구
조선기재 전문 인력 양성 정책 필요


■ 선박 가스엔진 배출 메탄 전환용 촉매 소재 기술


현재 NOx 규제에 대해서는 SCR장치가 가장 효과적인 해결방안으로 알려져 있으나, 근래에 들어서 액화천연가스를 연료로 사용하는 MEGC 엔진이 대안으로 떠오르고 있다. MEGC(Multiple-Element Gas Container) 엔진의 경우 질소산화물 이외에도 황산화물로부터 자유로우므로 ECA(Emission Contral Area)뿐만 아니라 SECA(Sulphur Emission Control Area) 운행도 가능하다.


LNG를 연료로 사용하는 경우 PM, NOx, SOx로부터 상대적으로 자유로우나 높은 연료비 이외에 불완전 연소로 발생하는 메탄 슬립이 문제화 될 수 있다. 메탄은 온실가스로서 이산화탄소보다 25배 높은 온실지수를 갖고 있기 때문에 온실가스 규제에 큰 악영향을 미친다. 또한, 메탄은 안정된 분자구조로 분해하기 위해서는 고가의 촉매가 요구되어 삼원촉매 이외에 추가적인 후처리장치가 요구된다.


온실가스감축을 위한 연료원(천연가스, 바이오연료, 기타) 변경 엔진의 경우, 기존 화석액체연료 기반 엔진과 상이한 조성의 배기가스를 발생하고 특히 NGV(natural gas vehicle)의 경우, 저온에서 저감이 어렵고 CO2에 비하여 온난화지수(GWP)가 25배 높은 CH4을 배출한다.


현재 연구 수준은 시작 단계이나 온실가스 저감 정책화 및 메탄 배출 규제 강화(0.5 g/kWh)로 인한 이동원(천연가스 차량 및 선박)과 고정원(발전소 및 자원화 산업) 배출 메탄 저감에 대한 연구가 활발해 질 것으로 예상된다.


1) 국내 동향


국내의 경우 현 배기가스 규제 대응을 위한 기술을 확보·개선 중이지만, 향후 강화될 온실가스/유해가스 배출 규제 충족을 위해서는 선진국의 대응 전략을 수용한 기술 개발이 절실하다. 국내 선행연구의 경우 천연가스 엔진용 이동원 촉매 적용 가능성이 미약하고, 주로 엔진 개발에 초점이 맞춰져 있다.


배출 메탄을 저온에서 효율적으로 제거하기 위한 전용 촉매 컨버터 및 시스템에 대한 실증화·상용화 실적이 없어 천연가스 시장 확대 및 배출규제 강화에 따른 천연가스 내연기관용 후처리 시스템 실용화 기술 확보가 필요하다. 국내 수출업 중 자동차, 선박이 차지하는 비중이 높음을 감안할 때 국내 역시 정부출연연구소 등 선도 연구기관을 중심으로 국내 주력산업 보호 및 경쟁력 강화를 위한 고효율 가스 엔진용 배기가스 정화시스템을 개발하기 위한 연구가 필요하다.


2) 해외 동향


미국 및 유럽 선진국의 산·학·연을 중심으로 메탄 산화 촉매에 대한 원천 기술 연구가 진행되고 있고, 미(美) 환경청(Environmental Protection Agency)에서는 메탄을 포함한 온실가스 저감을 위한 기업, 연구소 간의 파트너십 프로그램을 추진하고 있다. SWRI, Cummins, Eaton, ISE, CAP, Rolls Royce사 및 Argonne 국립연구소 등에서 친환경 대형 천연가스 lean-burn 엔진 조건 분석 및 개발에 대한 연구를 수행 중이다.


펜실베이니아 대학교(Univ. of Pennsylvania) 연구그룹에서는 기존 촉매 대비 30배 성능이 향상된 저온 메탄 산화 촉매를 개발하는 등 연구가 활발히 진행 중이다(Science 2012). 저온 배기가스를 배출하는 온실가스 저감 기술과 고온 배기가스를 요구하는 배출규제 대응 기술은 trade-off 관계에 있으므로, 새로이 등장하는 온실가스 감축을 위한 고효율 엔진에 적용 가능한 저온 촉매 컨버터 기술의 돌파구(breakthrough)가 필요하다.


■ 산업 및 시장 국내 동향


선박의 대기 오염물질 저감 시스템의 경우, 대부분의 선박에 적용되는 디젤엔진과 연계되어 배기가스 내의 오염물질을 제거하는 설비로 조선 기자재산업 중 선박용 엔진 산업과 매우 밀접한 관계를 갖고 있으며, 더 나아가 조선 산업과도 맥락을 같이 한다고 할 수 있다.


선박용 대기 오염물질 저감 장치 산업은 국제적 법규 만족이 필요한 기술집약 산업이다. 이러한 산업적 특성은 규제를 충족시킬 수 있는 기술을 보유하고 있어야 하므로 시장진입은 어려우나, 해당기술을 보유하고 안정적인 품질에 가격경쟁력을 가질 수 있다면 시장에서의 높은 지위를 오랫동안 유지할 수 있다. 후방 산업인 국내 선박용 대기오염 방지 장치 산업은 전방 산업인 국내 조선 산업이 세계 시장의 40%를 점유하고 있고, 지속적 성장이 예상되기 때문에 안정적인 시장을 확보하고 있다고 할 수 있다. 선박용 후처리장치인 SCR은 단품으로도 납품될 수는 있으나 대부분 선박에 장착되어 함께 판매되기 때문에 조선 산업과 밀접한 관련이 있다.


LNG 수송 선박 수주량은 1990년대 중반부터 매년 50%씩 성장하고 있으며, 최근 수송원인 천연가스를 연료로 하는 천연가스 추진 전용엔진 및 혼소연소 엔진에 대한 개발이 이루어지고 있고, 국내 천연가스선박 수주량 실적은 세계 최고 수준이다. 따라서 향후 국내의 이동원용 메탄 후처리 시스템 시장은 급격하게 성장할 것으로 판단되고, 규모는 향후 천연가스 차량 및 선박의 생산량과 밀접한 관련이 있을 것으로 예상된다.


메탄가스 저감 기술 적용을 위한 설비시장은 약 1조원으로 온실가스 저감 효과는 연간 1,200억 원으로 산출되며, 이동원 메탄 저온 산화 시스템의 고정원 적용 시 총 온실가스 저감량은 100만 톤CO2eq/년 이상(국내)으로 예상되고 촉매 적용에 의한 추가적인 에너지 절감효과 역시 기대된다.


■ 산업 및 시장 해외 동향


IMO Tier Ⅲ 규제를 만족하기 위해서는 현재 새롭게 건조되는 선박에는 100% SCR, 스크러버(scrubber) 등의 후처리 장치가 필수적인 상황이므로, 시장의 전망은 매우 밝다고 할 수 있다. 또한, 최근 미세먼지의 인체유해성에 대한 국제적인 관심 증가로 선박 배기 규제 항목에서 PM(Particulate Matters)을 추가하는 논의가 진행 중에 있다. 특히, 육상용 디젤 엔진에서는 2000년부터 PM 규제를 시행해 현재는 질량기준에서 개수 농도 기준으로 강화되는 추세이기 때문에 고농도 PM을 배출하고 있는 해상용 엔진에 대한 PM 규제 도입이 불가피할 것으로 판단된다.


현재 Global 대형 촉매사(社)들은 세계 최대의 규모가 될 중국 시장 선점을 위한 기술경쟁에 돌입하였으므로 국외 글로벌 업체와의 경쟁력 확보를 위해 고강성 담체 및 촉매 기술 개발을 통한 기술 및 가격 경쟁력을 확보할 필요가 있다. 세계 선박 배기가스 후처리 관련 시장은 아래와 같다.


■ 미래의 연구방향


1) 선박 배기가스 정화용 고성능 나노촉매 소재 개발


촉매의 경우 사용온도나 연료의 황 함유량, 사용 시간과 같은 사용 환경이 자동차와 크게 차이가 나기 때문에 여기에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 특히 2행정 기관인 추진용 엔진(주기)의 경우 터보차저 후단온도가 자동차나 산업용 촉매의 활성화 온도보다 낮고 황성분에 의한 피독(被毒)으로 성능이 크게 저하될 수 있기 때문에 저온 내황 촉매의 개발이 필요하다.


현재의 선박용 SCR은 촉매/모듈 적용의 기술적 난이도로 인하여 대부분 4행정(4-stroke)인 보기 엔진을 기반으로 개발이 이루어지고 있다. 또한, SCR 촉매/모듈 역시 압출(extruded) 촉매를 기반으로 개발되어 있는 실정이다. 2행정 주기 엔진의 경우, SCR 운전에 적합한 온도 조건을 확보하기 위해서는 T/C(터보차저) 전단에 설치할 필요가 있으나 공간의 제약 및 충격과 진동과 같은 열악한 조건으로 인하여 기존 세라믹 압출 촉매/모듈을 적용하기가 쉽지 않으므로 새로운 형태의 SCR 촉매 개발이 필요하다. 현재 대부분의 선박용 SCR 촉매/모듈은 산업용에서 검증이 된 압출 촉매/모듈을 기반으로 하고 있으나, 선박이라는 특수성으로 인하여 개발에 많은 제약을 받고 있는 상태이다.
현재 NOx 제거용 SCR 연구는 대부분 산업용 촉매 및 발전소용 SCR에 국한되어 상용화가 진행되어 왔으며, 최근 선박용 NOx 제거를 위한 SCR 시스템에 관한 연구/개발이 진행되고는 있지만 SCR 촉매가 갖는 낮은 내구성 문제로 선박의 열악한 환경(진동, 열충격 등)에 적용하기에는 무리가 있으며 선박 추진용 주기엔진에 적합한 터보차져 전단 설치용 고강성 담체 및 촉매의 개발이 시급하다.


2) 저온작동 고성능 나노촉매 소재 개발


배기가스에 대한 지속적인 규제 심화와 함께 자동차 및 선박 등의 운송수단에 대한 연비향상 및 CO2 배출저감에 대한 요구 및 규제가 가속화 되고 있다. 이에 따라 터보차저(turbocharger) 사용 확대 및 압축률 증대 등을 통한 운송수단의 연비 향상기술 개발이 진행되고 있지만 그에 따라 엔진 연소실 온도 및 배기가스 온도가 크게 떨어지게 된다. 촉매의 유해가스 저감 성능은 온도에 크게 의존하여 배기가스 온도가 떨어짐에 따라 유해 배기가스 저감 성능도 떨어지게 된다. 이에 따라 저온에서 기존과 유사한 성능을 나타낼 수 있는 고성능 나노촉매소재 개발이 요구되고 있다.


특히 선박의 경우 선박 추진용 2행정(2-stroke) 디젤엔진의 경우 엔진 회전수가 낮기 때문에 배기가스의 온도가 매우 낮고, 엔진배출온도가 2행정 엔진보다 높은 보기용 4행정 기관의 경우도 엔진의 출력에 영향을 주지 않기 위해 과급기(turbocharger) 후단에 SCR 촉매를 설치할 경우 NOx 전환효율이 급격히 저하되므로 NOx 저감을 위한 저온 작동 고성능 SCR 나노촉매소재의 개발이 요구되고 있다. 이와 같이 고효율 및 저오염물질 배출을 위한 연소기술의 발달로 인하여 배기가스 온도가 낮아짐에 따라 기존 촉매소재로는 한계에 다다르고 있다.


온실가스의 발생을 줄이기 위하여 연소효율을 개선시켜 연료 에너지의 동력전환을 개선시킨 advanced combustion 엔진의 경우, 높은 열효율로 인하여 배기열의 온도가 낮아 기존 후처리 촉매시스템의 적용이 힘들고 지속적으로 강화되어가고 있는 배기가스 배출 규제 충족에 고효율 엔진이 활용되기 어려운 실정이다. 결국, 저온 배기가스를 배출하는 온실가스 저감 기술과 고온 배기가스를 요구하는 배출규제 대응 기술은 trade-off 관계에 있으므로, 새로이 등장하는 온실가스 감축을 위한 고효율 엔진에 적용 가능한 저온 촉매 기술의 개발이 필요하다.


3) 선박 가스엔진 배출 메탄 전환 촉매소재 개발


현재 메탄 배출 저감을 위한 전용 촉매의 부재로 인하여, 효율이 높은 린번(lean burn) 연소 방식을 포기하고 연료소모가 많은 고온 이론공연비 연소로 회귀하여 메탄을 제어하기 위한 방안이 고려되고 있어 친환경 고연비 정책 달성을 위하여 저온 메탄 산화 촉매 개발이 반드시 필요하다.


선진국에서는 상기 기술 개발을 위한 국가연구기관 주도의 컨소시움을 구성하여 기술교류 및 정부 규제 정책반영 등에 적극적으로 대응하고 있으나, 국내의 경우 대응이 미진한 상태이다.


■ 정책 제언


1) 정부의 적극적 지원


선박의 배기가스 정화 기술은 자동차 등 기존에 형성된 시장과 달리 신규 규제에 의해 새로이 형성되는 기술 분야이므로(년 수 조원의 신규) 시장 형성의 관점에서 보면 전 세계적으로 초기 단계이다. 따라서 세계 각국에서 이슈가 되고 있는 선박의 유해배출물질 규제에 온실가스 저감 기술까지 고려한 신개념 배기가스 정화기술 개발에 우리나라가 적극적으로 참여하여 신규 시장을 선도할 필요가 있으며 이를 위한 국가적 지원이 절실하다.


특히, 선박용 배기가스 규제 강화는 한국, 중국 등 신흥 조선 강국의 시장 점유를 의식한 유럽, 미국 등 선진국의 기술 장벽의 일환일 뿐만 아니라, 선진국 후처리 장치 제조사의 시장 선점이 심각해지고 있어, 국내 주력 산업인 조선 산업의 지속적인 세계 시장 점유를 위해 반드시 국산화가 필요하며, 선진 제조사 대비 기술경쟁력을 확보할 필요가 있다. 조선 기자재 산업의 침체에 따른 기술개발 및 상용화 지체로 막대한 신규 시장이 형성될 선박 배기가스 처리용 촉매 및 담체 개발에 대한 정부의 선제적 투자 및 상용화를 통해 중국을 포함한 전 세계 시장으로의 적극적인 진출을 유도하고 중국 조선 산업과의 기술적 차별화 및 국내 조선 산업의 고부가가치화를 도모할 필요가 있다.


최근 선박 시장의 불황 및 수많은 중국조선소의 약진으로 인해 국내 조선소들의 수주량이 감소하는 추세이다. 그러나 선박기자재 분야의 새로운 기술개발에 연구 및 투자를 함으로써 조선강국의 위상을 한 단계 올릴 필요성이 증가하였고, 기술력 확보가 반드시 필요하다.


기존에 개발된 선박/플랜트 NOx 제거용 압출형 세라믹 촉매는 고강성 및 연안용 소형선박 등 소형화가 요구되는 촉매(예: 선박 주기엔진 터보차저 전단용)등 기존 선박(retrofit)용으로는 적용하기 어려우며 환경개선(유해가스/미세먼지 저감)등의 공공적 목적 위한 정부 지원이 필요하다.

2) 정부 정책 방향


선진국에서는 국제해사기구 규제보다 강화된 자체규제(EPA, SECA)를 추가로 적용하여 자국의 기술을 사용할 수 있는 시장 여건을 조성하고 있으나 국내의 경우 국제해사기구 규제만 따르기 때문에 상대적으로 시장 환경이 열악하므로 국가의 적극적 지원 하에 조속한 기술개발이 추진되어야 한다.


국내 수출업 중 자동차, 선박이 차지하는 비중이 높음을 감안할 때 국내 역시 정부출연연구소 등 선도 연구기관을 중심으로 국내 주력산업 보호 및 경쟁력 강화를 위한 고효율 엔진용 배기가스 정화시스템 개발하고 이를 통해 조선기자재 분야의 전문화된 인력 양성을 위한 정책이 필요하다.


항구지역의 대기환경개선뿐만 아니라 선박 후처리 장치의 국제 경쟁력을 확보하기 위해 장치를 운항 선박에 장착할 수 있도록 정부에서 해당 선박에 인센티브 제공과 장치 설치에 필요한 비용을 정부지원금으로 지원하는 정책을 고려할 필요가 있다.


▲ <표 3-6-3-2>국내 SCR 기술관련 기술 개별 현황


▲ <표 3-6-3-3>현재 SCR 촉매 /담체 기술


▲ <표 3-6-3-4>일본 컨소시엄 구성촉매 /담체 기술


▲ <그림 3-6-3-7>Hug Engineering사의 SCR 시스템 개략도


▲ <그림 3-6-3-8>Wartsila 사의 SCR 시스템 개략도


▲ <그림 3-6-3-9>D.E.C Marine AB사의 SCR 시스템 개략도(4-stroke)


▲ <그림 3-6-3-10>Johnson Matthey사의 SCR 시스템 개략도(SINOX 시스템)


▲ <표 3-6-3-5>국내 선박 후처리 시스템 수요/공급 시장 예측


▲ <표 3-6-3-6>세계 선박 후처리 시스템 수요/공급 시장 예측


▲ <그림 3-6-3-11>국내 선박용 질소산화물 저감 선택적 촉매환원 기술의 산업구조


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