암모니아연료추진선박의 안전규정 분석 및 국제 기준에 관한 연구

Abstract

국제해사기구(IMO)의 선박 온실가스(GHG) 규제에 따라 메탄올, 수소, 암모니아 등의 친환경 연료가 기존의 화석연료를 대체하기 위해 더 널리 채택될 것으로 예상된다. 특히 암모니아는 연소 시 이산화탄소를 전혀 배출하지 않고, 생산 및 운송 저장을 고려할 때 타 탄소중립 연료 대비 저렴할 것으로 예상되며, 대용량 암모니아 합성 기술로 인해 공급안정성을 갖추고 있어 성장 가능성이 높은 연료로 평가된다. 산업계에서 암모니아 추진선박 관련 기술 개발이 활발히 이루어지고 있음에도 불구하고 아직까지 암모니아 연료선박에 적용될 국제 기준은 없는 실정이다. 암모니아를 선박에서 연료로 사용하기 위해서는 기관의 상용화 등 관련 기술 확보도 중요하지만 이를 실제 선박에 적용하는 데 있어 적용 가능한 안전 기준을 제정하는 것도 매우 중요하다. 이를 위해, 본 논문에서는 차세대 대체 연료로 주목을 받고 있는 암모니아의 물리적 특성에 대해 살펴보고 이를 선박의 연료로 사용하는 데 있어 기존의 LNG 연료 추진 선박 대비 고려하여야 할 사항에 대해서 분석하였다. IGF Code와의 비교 분석을 위해 암모니아 연료 추진 선박 관련 DNV 선급규칙을 기준 규칙으로 채택하였다. 분석 결과 암모니아의 독성을 고려하여 안전 기준을 강화하였고 암모니아의 낮은 점화 성능을 고려하여 개방갑판 상의 위험 구역 정의를 완화하였음을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 DNV 규칙은 기능적으로 그리고 구조적으로 잘 제정된 것으로 확인되었지만, 향 후 암모니아 연료 추진 선박 관련 국제 기준 제정시 추가로 고려하여야 할 사항들에 대해서 일부 식별이 되었으며, 또한 IGC Code의 개정이 필요한 사항들도 일부 식별이 되었다. 암모니아 운반선과 암모니아 연료 추진 선박에서의 암모니아 저장 및 사용에 관한 합리적이고 공통된 최저 기준을 적용하는데 있어 본 연구에서 식별된 사항들에 대해서 제안을 하고자 한다.

Eco-friendly alternative fuels such as methanol, hydrogen and ammonia are expected to be more widely adopted to replace conventional fossil fuels in accordance with the International Maritime Organization (IMO) regulations on ship greenhouse gas (GHG). In particular, ammonia emits no carbon dioxide during combustion and is expected to have low production, storage and transport costs compared to other carbon-neutral fuels and a stable fuel supply is possible. Therefore, it can be regarded as the carbon-neutral fuel for ships with growth potential. Although the industry is actively developing technologies related to ammonia fuelled ships, there is still no international guidelines to be applied to ammonia fuelled ships. In order to use ammonia as a ship fuel, it is important to secure related technologies such as commercialization of engines, but it is also very important to establish applicable safety standards in applying it to ships. To this end, this paper examines the physical properties of ammonia, which is attracting attention as a next-generation alternative fuel, and analyzes the considerations for using it as a ship fuel compared to LNG fuelled ships. For comparative analysis with the IGF Code, the DNV’s Rules related to ammonia fuelled ships were selected as the standard rules. As a result of the analysis, it was found that the safety standards were strengthened considering the toxicity of ammonia and the definition of the hazardous area on the open deck was relaxed considering the low ignition performance of ammonia. Although it was confirmed that the DNV rules were functionally and structurally well established through this study, some additional considerations were identified when establishing international standards related to ammonia fueled ships in the future. Some of the necessary items were also identified. In applying the reasonable and common minimum standards for the storage and use of ammonia in ammonia carriers and ammonia-fueled ships, we would like to propose the issues identified in this study.