국내 대표 방산기업 한화디펜스(대표이사 손재일)가 잠수함용 리튬이온 전지 개발경험에서 축적한 기술을 바탕으로 친환경 민수 선박 시장 진출을 위한 중요한 교두보를 마련했다. 바로 선박용 에너지저장장치(ESS) 개발에 나서기로 한 것이다.

국내외 친환경 선박 시장은 급성장 추세다. 국제해사기구(IMO)의 온실가스 규제 강화와 유럽연합의 배출권거래제(EU-ETS) 시행 예고에 따라 전 세계 조선·해운 시장은 기존 유류 선박에서 친환경 고효율 선박 체계로 빠르게 전환하고 있고

정부도 이에 맞춰 선박배출 온실가스 70% 저감기술 확보를 위한 '그린십(Green Ship)-K' 정책을 추진, 오는 2030년까지 관공선 388척, 민간선박 140척 등 총 528척을 친환경 선박으로 바꿀 계획이다.

잠수함용 리튬이온 전지 개발로 기술을 축적한 한화디펜스의 ESS 개발 추진은 민간 시장 선점이라는 점에셔ㅓ 매우 시의적절해 보인다.

■한화디펜스, '한국형 친환경 선박용 에너지저장장치' 개발

한화디펜스는 지난 22일 한국에너지기술평가원(원장 임춘택, 이하 에기평)과 ‘선박용 고안전성 에너지저장장치(ESS) 패키징 기술개발’ 협약을 체결했다.

ESS는 생산된 전기를 배터리 등에 저장했다가 전력이 필요할 때 공급해 전력 사용 효율성을 도모하는 체계로 보통은 수백kWh 이상의 전력을 저장하는 대용량 배터리 시스템을 의미한다.

이 과제는 메가와트시(MWh)급 선박에 탑재되는 고안전성 ESS를 100% 국내 개발하는 것이다. 향후 3년간 중대형 선박용(1MWh급)과 소형선박용(200kWh급)에 탑재되는 ESS 개발과 시험평가, 선급인증과 실선 탑재, 안전성 입증시험 등이 진행된다.

한화디펜스는 앞으로 열전이 확산방지를 시작해 ▲모듈단위 화재진압 ▲해상 환경용 최적설계 ▲경량화와 소형화 시스템 엔지니어링 ▲ESS 안전제어 ▲고안전성 시험과 승인 절차 구축 등 6대 핵심기술을 집중 개발할 예정이다.

이를 위해 한국해양과학기술원 부설 선박해양플랜트연구소와 한국전기연구원, 중소조선연구원 등 국내 연구기관은 물론, 상선분야 최고 기술력을 보유한 대우조선해양을 비롯해 ㈜KTE, 일렉트린, 해민중공업 등 국내 유수의 조선 관련 업체들과 대규모 컨소시엄을 구축하고 ‘한국형 친환경 선박용 ESS’ 개발에 박차를 가할 계획이다.

한화디펜스는 앞서 해군 차세대 중형 잠수함용 리튬이온전지 체계개발을 성공적으로 수행하며 해상용 대용량 에너지저장장치 관련 기술력과 노하우를 축적했다.  2019년부터 국가 관공선 등에 들어가는 선박용 ESS를 자체 개발하고 있다. 

■삼성SDI 배터리셀 이용 잠수함용 리튬이온전지 개발 중

한화디펜스는 최근 부산 벡스코에서 폐막한 해양방위산업전(MADEX) 2021에 한국 해군의 장보고-3 배치-2용 리튬이온 전지 모듈을 공개했다.

한화디펜스 관계자는 지난 24일 벡스코에서 "리튬이온전지를  5년째 개발 중이며 2022년 말 개발을 완료할 예정"이라고 밝혔다. 이 리튬이온배터리는 수중 배수량 4000t급 장보고-3 배치(Batch)-2의 동력으로 사용될 예정으로 있다.

이 관계자는 당시 "리튬이온 배터리 체계의 기본이 되는 것은 리튬이온 셀로 삼성SDI 상업용 셀을 활용한다"면서 "셀을 활용해 셀트레이를 구성하고 트레이를 모아 배터리모듈을 만든다"면서 "모듈은 잠수함 함수와 함미에 두 그룹으로 나눠 수백개가 적용된다"고 설명했다.

한화디펜스는 삼성 SDI 등 6개 전문 업체와 외부전문 기과인 한국전기연구원 등 5개 연구기관과 함께 공동으로 개발을 했다고 밝혔다.

한화디펜스가 개발한 잠수함용 배터리팩은 특히 세계 최고 수준의 안전성과 신뢰성을 자랑한다. 혹시 모를 해상 배터리 화재 사고를 방지하기 위해 한화디펜스는 최첨단 안전성 설계를 했다. 가혹한 시험 환경에서 과충전과 방전, 외부단락, 열노출과 압력, 연소와 염수침수 등 에 대한 성능입증시험을 세계 최초로 수행, 전 항목을 만족시켰다. 신뢰성과 안정성은 세계 탑이라고 한화 관계자는 밝혔다.

여기에 이번 에기평 국책 과제 수행을 통해 해상용 에너지저장장치의 화재 안전성 기술 등을 한층 업그레이드하고 제품의 표준화를 선도해 국내외 친환경 선박 시장 본격 진출을 위한 발판을 마련한다는 방침이라고 한화디펜스 측은 밝혔다.

손재일 한화디펜스 대표이사는 "한화디펜스가 보유한 최고 수준의 ESS 패키징 기술을 필두로 국내 2차 전지 셀 메이커와 핵심기술을 보유한 강소 기업들과 연합해 세계에서 가장 안전하고 경쟁력 있는 선박용 ESS 제품의 표준화 개발에 매진할 것"이라면서 "이를 통해 국내 친환경 선박 기술의 발전 및 보급 활성화 등 국가 경쟁력 제고에 기여할 수 있을 것으로 기대한다"고 밝혔다.

박태정 기자 ttchung@hanmail.net