해양쓰레기 수거·처리용 친환경 선박 기술

단순히 바다 쓰레기를 모아 육지로 가져오는 배가 아니라, 바다에서 쓰레기를 수거하고 선상에서 부피를 줄인 뒤 가스화해 수소를 생산하고, 그 수소를 연료전지로 다시 활용하려는 개념입니다.

 

1. 한국이 개발한 선박은 어떤 기술인가?

 

 

 

 

 

 

 

이 사업의 공식 명칭은 해양부유쓰레기 수거·처리용 친환경 선박 개발 및 실증사업입니다. 부산대학교 수소선박기술센터가 주관하고 해양수산부·산업통상자원부와 부산·울산·경남 지역 등이 참여한 다부처 공동 연구개발 사업입니다.

• 사업 기간: 2022년 4월~2026년 12월로 안내됨

• 사업 규모: 정부의 2022년 발표 기준 총 450억 원

• 선박 규모: 약 2,500톤급

• 핵심 목표: 해양쓰레기 수거부터 선상 처리, 수소 생산 및 선박 에너지 활용까지 연결하는 통합 시스템 개발·실증

  

   

2026년 10월 현재 사업 종료 예정 시점이 가까워졌지만, 이번에 확인한 자료만으로는 최종 실증 완료 여부나 상업 운항 실적까지 확정할 수 없습니다.

2. 쓰레기가 에너지로 바뀌는 과정

① 바다에서 쓰레기 수거

플라스틱 등 부유쓰레기를 선박으로 끌어올림

② 선별·세척·염분 제거

가스화에 적합한 폐기물을 분리하고 오염물질을 줄임

③ LNG 폐냉열로 동결·분쇄

저온으로 플라스틱을 취성화해 잘게 부수고 부피를 줄임

④ 플라즈마 가스화

고온에서 유기물을 분해해 수소와 일산화탄소 등이 포함된 합성가스를 생산

⑤ 수소 분리·정제

합성가스에서 수소를 분리해 연료전지에 공급할 수 있도록 처리

⑥ 연료전지로 전기 생산

선내 전력과 추진 보조 동력에 활용

기술의 목표 공정을 단순화한 개념도입니다. 각 단계의 실제 처리 성능과 운전 조건은 실증 결과를 통해 확인해야 합니다.

이 공정의 세부 기술은 다음과 같습니다.

① LNG의 냉기를 쓰레기 처리에 활용한다

LNG는 액화천연가스로, 저장·운송 과정에서 매우 낮은 온도로 냉각되어 있습니다. 선박에서 LNG를 기화할 때 활용 가능한 냉에너지가 발생하는데, 이를 폐냉열이라고 부릅니다.

이 냉열을 활용해 쓰레기를 얼리고 분쇄하면 별도의 냉각 에너지 소비를 줄일 수 있습니다. 연구진은 해양쓰레기를 저온에서 분쇄해 부피를 줄이고 후속 처리를 효율화하는 기술을 개발 대상으로 삼았습니다.

 

 

다만 냉각만으로 염분이나 오염물질이 제거되는 것은 아닙니다. 실제로는 선별과 세척, 염분 제거 및 폐수 처리도 중요합니다.

② 플라즈마로 쓰레기를 합성가스로 바꾼다

 

 

플라즈마는 기체에 높은 에너지를 가해 만들어지는 고에너지 상태입니다. 플라즈마 가스화 장치에서는 높은 온도로 폐기물의 유기 성분을 분해해 수소(H₂)와 일산화탄소(CO) 등이 포함된 합성가스를 만듭니다.

여기서 중요한 점은 플라즈마가 쓰레기를 곧바로 순수한 수소로 바꾸는 것은 아니라는 것입니다. 먼저 여러 기체가 섞인 합성가스를 만들고, 그다음 수소를 분리·정제하는 과정이 필요합니다.

또한 플라즈마 가스화가 모든 오염물질을 자동으로 없애는 것은 아닙니다. 실제 설비에서는 가스 정화, 잔재물 관리, 배출가스 감시 및 안전 설비가 필요합니다.

③ 수소를 연료전지에 넣어 전기를 만든다

정제한 수소를 연료전지에 공급하면 수소와 산소의 전기화학 반응으로 전기가 만들어집니다. 이 전기는 선내 장비와 전력 공급에 쓰이고, 사업 구상에서는 선박의 추진을 보조하는 동력으로도 활용됩니다.

이 선박은 LNG와 수소를 조합한 하이브리드 방식으로 계획됐습니다. 따라서 쓰레기에서 만든 수소만으로 배 전체를 움직인다고 단정하면 안 됩니다. 실제로 쓰레기에서 얼마나 많은 수소와 전기를 얻을 수 있는지는 폐기물의 종류와 양, 수분·염분 함량, 공정 효율 및 선박의 에너지 소비량에 따라 달라집니다.

 

 

3. 기존의 해양쓰레기 처리 방식과 무엇이 다른가?

비교 항목기존 방식개발 중인 선박의 목표

쓰레기 수거	선박으로 수거	선박으로 수거
처리 장소	주로 육상으로 운반한 뒤 처리	바다 위에서 처리
부피 감축	육상 시설에서 압축·선별 등	선상 동결·분쇄
에너지 활용	처리 시설과 폐기물 종류에 따라 다름	가스화로 수소 생산 후 선내 활용
기대 효과	육상 운반과 하역 필요	귀항 횟수 및 운반 부담 감소 가능

해양수산부는 기존 방식에서 발생하는 운반 시간과 비용, 선박의 적재용량 문제를 줄이는 것을 이 사업의 기대 효과로 제시했습니다. 다만 실제 비용 절감이나 온실가스 감축 규모는 운항 조건과 실증 데이터로 검증해야 합니다.

 

 

4. 이 기술이 특히 주목받는 이유

쓰레기를 운반하는 배에서 처리하는 배로

쓰레기를 가득 싣고 자주 항구로 돌아가야 하는 부담을 줄일 수 있습니다. 특히 항구에서 멀리 떨어진 해역이나 섬 지역에서 활용 가능성이 있습니다.

폐기물을 에너지 자원으로 활용

일부 폐플라스틱을 수소 생산 원료로 활용함으로써, 해양쓰레기 처리와 선박 에너지 공급을 연결하려는 시도입니다.

환경 문제와 에너지 문제를 함께 다룸

해양쓰레기 수거·처리와 저탄소 선박 기술을 하나의 시스템으로 통합한다는 점에서 의미가 있습니다.

5. 해결해야 할 기술적 과제

이 기술을 실제로 널리 사용하려면 다음 사항을 확인해야 합니다.

• 에너지 수지: 쓰레기를 선별·세척·냉동·분쇄하고 가스화하는 데 들어가는 에너지보다 유용한 에너지를 얼마나 얻을 수 있는가?

• 쓰레기의 다양성: 바다 쓰레기는 플라스틱뿐 아니라 그물, 목재, 금속, 유기물 등이 섞여 있습니다. 모든 종류를 같은 공정으로 처리할 수는 없습니다.

• 염분과 수분: 바닷물과 오염물이 섞인 폐기물은 장치 부식, 가스 정화, 폐수 처리 문제를 일으킬 수 있습니다.

• 배출가스와 잔재물: 가스화 과정에서도 가스 정화와 부산물 처리가 필요합니다. 환경 성능은 측정 결과로 평가해야 합니다.

• 경제성 및 안전성: 선박에 고온 플라즈마 장치와 수소 저장·공급 설비를 함께 설치하므로 설비 비용, 유지관리, 화재·폭발 방지와 해상 운항 안전을 검증해야 합니다.

6. 현재 개발 단계는 어디까지 왔을까?

부산대학교 수소선박기술센터의 공개 자료에는 이 사업이 2026년 12월까지 진행되는 개발·실증사업으로 안내되어 있습니다. 2024년 공개 자료에서는 선박 건조를 목표로 설계가 진행 중이라고 설명했습니다.

 

 

따라서 2026년 10월 현재 정확히 말하면, 이 기술은 단순한 아이디어나 특허 개념만은 아니지만, 상용 운항을 통해 장기간 성능과 경제성이 입증된 기술이라고 단정할 근거도 아직 충분하지 않습니다. 최종 선박 건조 여부, 실제 해상 통합 운전 결과, 시간당 처리량, 수소 생산량 및 순에너지 이득 등의 공식 결과를 확인하는 것이 중요합니다.