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선박 메탄슬립 최근 몇 년간 탄소중립과 기후위기 대응이 화두가 되면서 선박 산업도 예외일 수 없게 되었다. 전통적인 벙커유 대신 액화천연가스 LNG를 연료로 사용하는 친환경 선박이 늘어나고 있지만, 그 이면에는 대중에게 잘 알려지지 않은 문제, 바로 ‘메탄슬립’이 존재한다.
서론
눈에 보이지 않고, 잘 측정되지 않으며 당장 피부에 와닿지 않기 때문에 많은 이들이 이를 간과하고 있지만, 이 메탄슬립은 생각보다 훨씬 강력한 온실효과를 일으킨다. 선박 연료의 친환경성을 논할 때 단순히 연료 종류만 볼 것이 아니라, 그것이 연소되는 과정과 그 결과로 방출되는 배출물까지 폭넓게 들여다봐야 한다. LNG 연료는 이산화탄소 배출량을 줄이는 데는 효과적이지만, 메탄슬립을 통해 강력한 온실가스를 방출하기도 한다는 점에서 이중적인 평가를 받고 있다.
선박 메탄슬립 도대체 무엇일까
선박 메탄슬립 메탄슬립은 액화천연가스를 연료로 사용하는 선박에서 연료가 완전히 연소되지 않고 배출되는 현상을 말한다. 이 연료 중 일부는 고온 고압의 환경 속에서 완전히 타지 못하고 배기 가스로 빠져나가 대기 중으로 방출된다. 이때 배출되는 메탄은 이산화탄소보다 온실효과가 훨씬 크기 때문에, 비록 양이 적더라도 환경에 끼치는 영향은 상당하다. 문제는 이 메탄이 이산화탄소보다 무려 80배 이상 강력한 온실가스라는 것이다. 즉, LNG를 사용해 이산화탄소 배출을 줄였다 하더라도, 메탄슬립을 막지 못하면 전체 온실가스 배출량은 오히려 늘어날 수도 있다는 역설이 생긴다. 선박 한 척에서 나오는 메탄의 양은 작게 보일지 몰라도, 해운 산업 전체로 확대하면 이야기가 달라진다.
| 온실가스 지수 (20년 기준) | 1 | 84~87 |
| 대기 중 평균 지속 기간 | 수백 년 | 약 12년 |
| 배출 시기별 영향력 | 장기적 | 단기적이지만 강력 |
| 선박 연료로서의 잔여량 | 거의 없음 | 연소 불완전 시 배출 가능 |
| 규제 수준 | 비교적 명확 | 상대적으로 미흡 |
단순히 이산화탄소만 줄였다고 해서 친환경이라 단정 짓기는 어렵다. 메탄을 어떻게 통제하느냐가 해양 탈탄소화의 진짜 관건이기 때문이다.
선박 메탄슬립 엔진유형별 발생률
선박 메탄슬립 '메탄슬립(Methane Slip)'이라는 표현은 얼핏 보면 가벼워 보인다. 단지 ‘미끄러져 나갔다’는 느낌을 주지만, 이 표현은 이 문제의 심각성을 흐릴 수 있다. 실제로 메탄슬립은 엔진의 종류와 기술력, 운항 조건에 따라 메탄이 ‘불완전 연소’로 인해 대기 중으로 배출되는 현상이다. 특히 2행정 저속 엔진에서는 연소가 완벽하게 이뤄지기 어렵기 때문에 메탄슬립이 상대적으로 많이 발생한다. 문제는 이 배출이 눈에 보이지 않고, 대부분의 사람들에게는 직접적으로 감지되지 않기 때문에 관리가 더욱 어렵다는 것이다. 게다가 현재까지의 국제 규제는 이산화탄소 중심이기 때문에, 메탄에 대한 정량적 규제는 상대적으로 미비하다.
| 2행정 저속 이중연료 엔진 | 높음 | 고압 가스 분사 방식, 연소 효율 문제 |
| 4행정 중속 엔진 | 중간 | 저압 연료 주입, 공기-연료 혼합 불균형 |
| 가스터빈 엔진 | 낮음 | 고온 고속 연소 방식 |
| 연료전지 시스템 | 매우 낮음 | 연소 아닌 화학반응 방식 |
어떤 엔진을 사용하는가에 따라 배출되는 메탄의 양은 확연히 달라진다. 기술적 선택이 곧 환경적 책임과 직결된다는 사실을 기억할 필요가 있다.
선박 메탄슬립 저감 기술종류
선박 메탄슬립 메탄슬립 문제를 해결하기 위해서는 두 가지 방향이 있다. 첫 번째는 연소 효율을 높여 메탄을 완전히 태우는 기술이고, 두 번째는 애초에 메탄을 배출하지 않는 연료 시스템으로 전환하는 것이다.
대표적인 기술 개선 사례로는 고압 이중연료 엔진의 개량, 후처리 장치의 개발, 배기 가스 재순환 장치 등이 있다. 최근에는 메탄을 잡아내기 위한 촉매 필터나 연소 최적화 알고리즘이 연구되고 있으며, 장기적으로는 연료전지 방식으로의 전환이 대안으로 떠오르고 있다.
| 연소 최적화 소프트웨어 | 엔진 제어 알고리즘 개선 | 비용 낮음, 즉각적 개선 가능 | 하드웨어 한계 존재 |
| 촉매식 후처리 장치 | 배출가스 내 메탄 분해 | 강력한 저감 효과 | 비용과 유지보수 부담 |
| 이중연료 고압 엔진 | 연소 효율 극대화 | 메탄슬립 최소화 | 초기 투자 비용 높음 |
| 연료전지 전환 | 연소 과정 자체 없음 | 배출가스 거의 없음 | 상용화 초기 단계 |
이 기술들은 각기 다른 장점과 한계를 갖고 있지만, 궁극적으로는 모두가 조합되어야 메탄슬립 문제에 대응할 수 있다.
규제 대상 비교
국제해사기구 IMO는 2030년까지 온실가스 배출을 40% 이상 줄이겠다는 계획을 세웠다. 그러나 현재까지의 규제는 이산화탄소 중심이며, 메탄에 대한 명확한 규제 기준은 없다. 이로 인해 LNG 연료의 도입이 ‘친환경’으로 포장되면서도 실제로는 메탄슬립으로 인해 전체 온실효과가 증가하는 모순이 발생하고 있다. 이제는 메탄도 규제 범위에 포함되어야 한다. 유럽연합은 이미 메탄 배출에 대한 보고 의무를 논의 중이며, 앞으로 각국의 규제가 강화될 가능성이 크다.
| IMO (국제해사기구) | 포함 | 미포함 | 미포함 |
| EU ETS | 포함 | 논의 중 | 논의 중 |
| 미국 EPA | 포함 | 포함 | 포함 |
| 파리협정 | 포함 | 권고 수준 | 권고 수준 |
이제는 ‘배출량이 적은’ 것보다 ‘실질적인 온난화 영향이 낮은’ 배출을 우선 고려해야 할 시점이다.
차세대 연료
많은 해운사들이 LNG 선박을 ‘탄소중립의 출발점’이라고 평가한다. 그러나 메탄슬립 문제를 고려할 때, LNG가 과연 장기적인 해결책이 될 수 있을지에 대한 의문도 커지고 있다. LNG는 과도기적 연료로써는 유의미하지만, 메탄이라는 강력한 온실가스를 통제하지 못하면 결국 또 다른 문제를 낳게 된다. 이에 따라 암모니아, 수소, 전기 기반 연료로의 전환이 검토되고 있다. 특히 메탄을 연료로 사용하는 기간 동안은 철저한 감시와 저감 기술의 병행이 필수다.
| LNG | 메탄슬립 존재 | 높음 | 우수 | 메탄 방출 |
| 암모니아 | 탄소 없음 | 낮음 | 도전적 | 독성, 연소 특성 |
| 수소 | 무배출 | 낮음 | 매우 어려움 | 저장 인프라 부족 |
| 전기 | 무배출 | 매우 낮음 | 해안선 제한 | 항속 거리 부족 |
‘더 나은 대안’을 찾기 위한 과정은 지금도 진행 중이며, LNG는 그 여정의 중간지점일 수 있다.
우리가 지금 할 수 있는 것
결국 메탄슬립을 줄이는 문제는 기술, 규제, 산업 구조 전반의 개선이 함께 이루어져야만 해결 가능하다. 그러나 개인이나 중소 해운기업이 당장 할 수 있는 일도 있다. 기술적 투자를 적극적으로 수용하고, 메탄 배출 데이터를 투명하게 공개하며, 장기적으로는 메탄 저감 솔루션에 대한 지원을 확대해야 한다. 지금은 한 발 늦었을지 모르지만, 늦었다고 해서 멈추면 안 된다. 메탄슬립 문제는 우리 모두가 알아야 할 ‘보이지 않는 오염’이며, 알게 된 이상 외면할 수 없는 문제다.
선박 메탄슬립 메탄슬립은 아직까지 많은 이들에게 낯선 용어다. 그러나 그 영향력은 결코 작지 않다. 이산화탄소를 줄였다는 이유만으로 친환경이라 말할 수 없는 시대, 우리는 그 너머를 들여다봐야 한다. 메탄이라는 보이지 않는 적을 직시하고, 기술과 정책, 그리고 인식의 전환을 통해 해양 산업의 진정한 탈탄소화를 향해 나아가야 한다. 선박 위에서 흘러나오는 작은 메탄의 흔적이, 언젠가 우리가 맞이할 기후의 변곡점이 될 수 있다. 이제는 미루지 말고, 지금 이 순간부터 바꿔야 할 때다.
