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빈센 본사 전경/빈센 제공

수소·배터리 통합 추진 기술로 친환경 선박 시장 공략

고출력 작업선까지 확대되는 전기추진 시스템 적용 범위

암모니아 기반 무탄소 동력 개발로 차세대 선박 시장 대응

[투데이에너지 신일영 기자] 주식회사 빈센(대표 이칠환)이 수소연료전지와 배터리 기반 전기 추진 시스템을 통해 친환경 해양 에너지 솔루션 시장에서 주목받고 있다. 빈센은 설계부터 시스템 통합, 신조 건조 및 기존 선박 개조(Retrofit)까지 전 과정을 수행하는 엔지니어링 사업 구조를 갖추고 있으며, 다양한 에너지 조합을 통해 선박 운항 환경에 최적화된 맞춤형 친환경 추진 솔루션을 제공하고 있다.

빈센은 단순한 추진시스템 공급을 넘어 선박 설계·통합·건조까지 수행하는 해양 에너지 엔지니어링 기업을 지향하고 있다. 이를 위해 수소와 배터리 산업에 역량을 집중하고 있으며, 수소는 저장량에 따라 운항 시간 조절이 가능하고 디젤 대비 배출가스 저감 및 에너지 전환 측면에서 경쟁력을 갖춘 핵심 에너지원으로 평가된다.

배터리, 발전기, 배터리 하이브리드, 수소연료전지 기반 시스템 등 다양한 에너지 조합을 통해 운항 환경과 규제 수준에 맞는 맞춤형 솔루션 제안이 가능하다. 빈센은 최근 2년간 약 56억원 규모의 연구개발(R&D) 지원금과 누적 투자금 398억 원을 확보했으며, 국내 최초로 수소 잠정기준 기반 수소 선박건조 및 연료전지 시스템 적용 실적을 확보했다.

수소 공급장치 등 연료전지 관련 특허도 다수 보유하고 있으며 국내 출원 14건, 등록 22건, 해외 출원 14건을 통해 기술 경쟁력을 강화하고 있다. 또한 글로벌 파트너십과 삼성중공업 협력을 기반으로 자율운항 수소선박 및 차세대 추진기술(NGP) 공동개발을 추진하며 대형 선박 시장진입 기반을 마련하고 있다.

3MW급 수소연료전지 기반 예인선 AIP 획득

3MW 수소연료전지 기반 예인선 내부 투시도/빈센 제공

최근 3MW급 수소연료전지 기반 예인선에 대 해 한국선급(KR)으로부터 개념 승인(AIP, Approval in Principle)을 획득했다. 이번 AIP는 수소연료전지와 배터리를 결합한 친환경 추진시스템이 예인선과 같은 고출력 작 업선(하버 크래프트)에 적용 가능한 설계 적합성 과 안전성을 충족했음을 의미한다. 예인선은 고출력과 급가감속 운항이 반복되는 대표적인 선종으로 친환경 추진시스템 적용 난 도가 높은 분야로 꼽힌다.

이번 성과는 빈센이 기존 중소형 전기 추진 선박 중심의 적용 범위를 넘어 고출력 작업 선 시장까지 기술 적용 영역을 확장했음 을 보여준다. 이번 예인선은 총 3MW급 출력(1.5MW × 2)의 전기 추진 체계를 기반으로 250kW급 수소연료전지 8기와 100kWh급 배터리 10기로 구성된 하이브리드 전력 시스템이 적용됐다.

연료전지는 안정적인 기저부하을 담당하고, 배터리는 급격한 부하 변동에 대응하는 구조로 설계됐다. 특히 고방전율(High C-rate) 배터리를 적 용해 고부하 대응 성능과 운항 안정성을 확보했다. 또한 연료전지-배터리-전력관 리시스템(PMS)을 통합한 하이브리드 아 키텍처를 통해 에너지 효율과 시스템 안 정성을 동시에 확보했다.

아울러 1.5MW급 림 구동 추진장치 (Rim-Driven Thruster, RDT)가 적용돼 기계식 축계 없이 추진 효율과 정숙성을 동시에 확보했다. 전 세계적으로 항만 내 작업선에 대한 탄소배 출 규제가 강화되고 있으며, 특히 싱가포르 등 주 요 항만에서는 친환경 선박 전환이 가속화되고 있다.

빈센은 현재 싱가포르, 인도 등 주요 항만 국가를 중심으로 관련 프로젝트 협의를 진행 중 이다. 선급 AIP는 고출력 전기추진 시스템에 대한 설 계 완성도를 국제적으로 인정받는 기술 검증 단 계로, 해외 시장에서는 실제 발주 및 투자 판단의 기준으로 활용된다.

‘암모니아-수소 전력’ 기반 파워팩 공동개발

NGP 시스템 렌더링 이미지(연출 이미지)/ 빈센 제공

빈센은 삼성중공업과 글로벌 암모니아 솔루션 기업 아모지와 함께 ‘암모니아-수소연료전지 기 반 무탄소 동력 시스템’ 개발에 나선다. 3사는 최근 선박용 암모니아 크래커와 수소 연료전지를 결합한 ‘암모니아-수소 전력’ 기반 파워팩의 실 증 및 상용화를 위한 공동개발 계약을 체결했다. 이번 프로젝트는 국제해사기구(IMO)의 환경 규제 강화에 대응할 차세대 선박용 동력원인 NGP 개발을 목표로 추진된다.

개발되는 차세대 제품(NGP)은 기존 디젤 발전기를 대체하여, 암 모니아 크래커를 통해 생산된 수소를 연료전지 (PEMFC)에 공급해 전력을 생산하는 구조로 연소 과정 없이 전력을 생산해 운항 중 이산화탄소 배출이 없다.

암모니아는 수소 저장 및 운반 매체로서의 높 은 효율성을 가지며 액화가 용이하고 저장 밀도 가 높아 장거리 운항이 필요한 대형 선박에 적합한 무탄소 대체 연료다. NGP시스템은 암모니아 를 다시 수소로 분해(Cracking)해 연료전지에 공급함으로써 전기를 생산하며, 연소 과정이 없어 이산회탄소 배출이 발생하지 않는 구조이다.

특히 고출력을 확보하면서도 제품 크기를 기 존 선박용 엔진과 유사한 수준으로 설계해, 대형 상선 내부 적용이 가능하도록 할 계획이다. 이를 통해 기존 선박 설계 변경을 최소화하면서 차세 대 무탄소 동력 시스템 도입이 가능할 것으로 기 대된다. 이번 공동개발이 성공적으로 추진되면 화석연료에 의존하지 않는 100% 무탄소 추진 선 박 시대가 한층 앞당겨질 것으로 기대된다.

다양한 포트폴리오로 글로벌 시장 대응

빈센은 수소연료전지 추진시스템, 배터리 추진 시스템, 하이브리드 시스템 등 다양한 제품 포트 폴리오를 구축하고 있다. 100kW·250kW 수소연료전지, 100kWh 선박 용 배터리 등 출력별 제품 라인업을 통해 다양한 선종과 운항 조건에 대응 가능한 기술을 확보했다. 이는 빠르게 확대되고 있는 글로벌 시장에 유 연하게 대응하기 위한 전략이다.

글로벌 해상 엔진 시장은 2032년 약 174억 달 러(약 23조 원) 규모로 성장할 것으로 전망되며 친환경 추진시스템 중심으로 시장 재편이 진행 중이다. 대체 연료 선박 발주는 2024년 기준 전 년 대비 약 38% 증가하며 시장 확대가 가속화되고 있다. 국내 시장 역시 연간 약 2,200억 원 수준의 정 부 친환경 선박 보급 예산을 기반으로 형성되고 있다. 기존 선박의 친환경 전환 수요 증가로 전 세계적으로 약 10만 척 이상의 선박이 Retrofit 대상 시장으로 존재하는 것으로 분석된다.

주목할 점은 국제해사기구(IMO) 2050 Net Zero 목표와 유럽연합(EU) Fit for 55 규제에 따 라 무탄소 추진 기술 도입이 필수화되는 추세다. 이에 따라 기존 LNG 중심 시장에서 전기 및 수소 기반 에너지로 전환되는 과도기 시장이 형성되고 있다. 친환경 선박 시장은 공공 관공선 중심 에서 민간 및 글로벌 상선 시장으로 단계적으로 확산되고 있으며, 전기·수소·암모니아 기반 추진 시스템 시장은 2030년 약 18조 원 규모로 성장할 것으로 전망된다.

이칠환 대표는 “‘3MW급 예인선 AIP 획득’은 수소연료전지와 배터리를 결합한 전기추진 시스 템을 기반으로 실제 제품 적용을 통한 실증을 추 진하고, 이를 통해 축적된 운용 데이터를 바탕으 로 기술 신뢰도 확보와 인증 고도화를 동시에 달 성할 계획”이라고 밝혔다.

또한, “삼성중공업·아모지와의 협력은 내연기 관 중심의 조선 산업 구조를 연료전지 기반 전기 추진 시스템으로 전환하는 중요한 전환점으로, 고부가가치 친환경 선박 시장에서의 리더십을 확보해 나가겠다”고 말했다.

특히 “국제 환경 규제 강화와 친환경 선박 전 환 흐름에 따라 무탄소 추진 기술에 대한 수요가 빠르게 확대되고 있다”며 “수소연료전지와 배터리 기반 전기 추진 기술을 중심으로 다양한 출력 라인업과 맞춤형 통합 솔루션을 통해 글로벌 시장 변화에 대응해 나갈 계획”이라고 밝혔다.

출처 : 투데이에너지(https://www.todayenergy.kr/)