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[고든 정의 TECH+] 컨테이너 교환식 배터리, 친환경 선박의 미래 될까?

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▲ ZESpack을 옮기는 모습

현재 인류가 배출하는 온실가스 중 상당 부분이 운송 수단에서 나오고 있습니다. 자동차, 트럭, 비행기, 선박 등 대부분의 운송 수단이 화석 연료를 이용해서 움직이기 때문입니다. 지구 대기 중 이산화탄소 농도가 매년 사상 최대치를 갱신하고 지구 평균 기온 역시 같이 상승하면서 운송, 물류 분야의 친환경 요구는 날로 커지고 있습니다.

이미 자동차는 주요 자동차 제조사들이 가까운 미래에 내연 기관 자동차 생산을 중단하고 전차나 수소 연료전지차 같은 미래형 친환경차로 대체하겠다고 선언한 상태입니다. 현재 빠른 속도로 발전하는 배터리 및 연료전지 기술을 생각하면 얼마든지 가능한 미래입니다.

하지만 항공기나 선박의 경우 가까운 미래에 배터리나 연료전지로 에너지원을 교체하는 일이 쉽지 않은 상황입니다. 아직은 너무 무거울 뿐 아니라 가격도 비싸고 자주 충전할 수 있는 자동차와 달리 먼 거리를 이동해야 하기 때문입니다. 특히 대형 선박의 경우 움직이는 데 상당히 많은 에너지가 필요합니다. 대형 화물선을 움직이는 데 충분한 배터리를 탑재하는 일도 어렵지만, 설령 실을 수 있다고 해도 충전하는 데 걸리는 시간을 생각하면 비현실적입니다.

네덜란드의 전기 선박 스타트업인 ZES(Zero Emissions Services)는 좀 더 현실적인 대안을 제시했습니다. 바로 배터리를 선박에 내장한 후 전체를 충전하는 대신 컨테이너 내부에 배터리를 싣고 충전된 배터리를 컨테이너 통째로 교환하는 방식입니다. 교환식 배터리 컨테이너인 ZESpack은 6m(20피트) 규격 컨테이너 내부에 총 2MWh 용량의 리튬 이온 배터리를 탑재했습니다. 전기차로 치면 대략 36대 분량의 배터리를 컨테이너 하나에 넣은 것입니다.

이런 컨테이너 방식의 배터리 모듈은 컨테이너선에 쉽게 실을 수 있는 것은 물론 별도의 복잡한 인프라 없이도 항구에서 쉽게 실을 수 있다는 점이 가장 큰 장점입니다. 배터리를 교환하는 데 필요한 시간도 15분 정도에 불과해 배터리를 충전시키기 위해 항구에 오래 정박할 필요도 없습니다. 화물을 선적한 후 바로 항구를 비워줘야 하는 선박에 이상적인 형태입니다.

하지만 가장 그럴듯해 보이는 부분은 목표로 삼은 시장입니다. ZES의 첫 목표는 대양을 오가는 대형 컨테이너선이 아니라 유럽 내륙 수로를 움직이는 소형 화물선입니다. 네덜란드는 물론이고 이웃 유럽 국가에는 강과 운하를 이용한 내륙 수송이 많이 이뤄지고 있습니다. 짧은 거리를 이동하는 소형 컨테이너선이라면 상대적으로 작은 용량의 배터리로 충분합니다. 교환식 배터리 컨테이너로도 충분하다는 이야기입니다.

ZES의 전기 선박을 이용하는 첫 고객은 맥주 제조사인 하이네켄입니다. 하이네켄 역시 선진국의 다른 기업과 마찬가지로 탄소 중립 목표를 가지고 있습니다. 생산은 물론 물류까지 탄소 중립을 실현하는 것이 하이네켄의 목표로 8척의 전기 컨테이너선과 14개의 컨테이너 배터리팩, 그리고 8개의 충전소를 이용해 주류를 네덜란드와 유럽 각지로 수송할 예정입니다. ZES는 하이네켄을 시작으로 여러 고객사를 확보해 전기 컨테이너선과 배터리팩, 그리고 전기 충전 인프라를 구축할 계획입니다. 첫 전기 컨테이너선인 알펜나르 (Alphenaar)는 올해부터 수송 임무를 담당합니다.

▲ 알펜나르 전기 컨테이너선

다만 배터리 교환식이 친환경 선박의 미래가 될지는 아직 미지수입니다. 배터리 교환식은 충전 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있지만, 리튬 이온 배터리 최대 단점인 낮은 에너지 밀도를 해결해주진 못하기 때문입니다. 사실 친환경 선박에서 배터리의 대안으로 주목받고 있는 것은 수소와 암모니아입니다.

수소 연료전지는 에너지 밀도가 높고 탄소 배출이 제로라는 장점이 있고 암모니아 역시 이산화탄소 배출이 없으면서 수소보다 보관과 취급이 편리해 주목받고 있습니다. 그리고 이미 관련 연구도 많이 진행되어 상용화를 목전에 둔 상태입니다.

친환경 선박의 미래는 아직 정해지지 않았습니다. 배터리를 이용한 전기 선박은 조용하고 배출하는 물질이 전혀 없기 때문에 단거리 소형 화물 및 여객선 부분에서 강점이 있지만, 수소 연료 전지나 암모니아 같은 강력한 경쟁자가 있다는 것이 큰 변수입니다. 앞으로 전기 선박이 자신만의 입지를 구축할 수 있을지 미래가 궁금합니다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

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