선박 전동화 시대, 왜 배터리 기술에 주목해야 할까?

전기차를 넘어 산업 현장 속 휴머노이드 로봇*, 하늘을 나는 UAM(Urban Air Mobility, 도심항공교통)*까지. 배터리는 다양한 분야에서 전동화를 이끄는 핵심 기술로 자리 잡고 있습니다. 그리고 이제 그 변화는 바다로도 확장되고 있습니다.

선박 분야에서도 기존 엔진 중심의 추진 방식에 배터리를 결합하는 등 전동화가 점차 확대되고 있는데요. 그렇다면 선박은 어떤 방식으로 전동화되고 있으며, 선박용 배터리에는 어떤 성능과 조건이 필요할까요?

이번 시간에는 선박 전동화의 흐름과 선박용 배터리의 핵심 조건, 그리고 이를 뒷받침하는 LG에너지솔루션의 경쟁력을 살펴보겠습니다.

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선박, 전동화 시대의 시작

전 세계 무역 물동량의 약 80%는 해운을 통해 운송됩니다. 그만큼 해운 산업은 글로벌 물류를 지탱하는 핵심 인프라인데요. 거대한 선박 운송 규모만큼, 운항 과정에서 사용되는 연료와 배출가스의 영향도 무시할 수 없습니다. UNCTAD(United Nations Conference on Trade and Development, 유엔무역개발회의)에서 2023년에 발표한 자료에 따르면, 해운 분야는 전 세계 온실가스 배출량의 약 3%를 차지하고 있죠.

이를 해결하기 위해 IMO(International Maritime Organization, 국제해사기구)는 2050년까지 국제 해운 분야의 탄소중립 달성을 목표로 탈탄소화를 추진하고 있습니다. 선박 전동화는 탄소중립이라는 과제에 대응하면서도, 연료 사용량을 줄여 운항 효율을 높일 수 있는 방안으로 주목받고 있는 것이죠.

선박 전동화가 확산되면서 선박용 배터리의 역할도 함께 커지고 있습니다. 배터리는 선박의 전동화 기술을 구현하는 핵심 요소일 뿐 아니라 연료 절감과 운항 효율 향상에도 중요한 역할을 합니다. 이에 선박용 배터리 시장도 빠르게 성장할 것으로 전망되는데요. 글로벌 시장조사 업체인 리서치 앤 마켓에 따르면 글로벌 선박용 배터리 시장은 2025년 약 29억 7,000만 달러 규모에서 2031년 약 90억 6,000만 달러 규모로 성장할 것으로 예상되며, 연평균 성장률(CAGR)은 20.4%에 달할 전망입니다.¹

선박은 어떻게 전동화되고 있을까?

선박의 운항 거리와 용도에 따라 적합한 배터리의 형태가 달라집니다. 또한 선박의 종류에 따른 탑재 공간과 중량도 함께 고려해야 하죠. 그래서 선박의 전동화에는 선박의 용도와 특성, 운항 환경 등을 통합적으로 고려하여 알맞은 전동화 방식을 적용하는 것이 중요합니다.

전동화 방식으로는 엔진으로 생산한 전력을 배터리를 충전해 보조 동력으로 활용하는 ‘하이브리드(Conventional Hybrid)’, 외부 전력망(Shore Power)을 통해 충전한 배터리와 엔진 동력을 함께 활용하는 ‘플러그인 하이브리드(Plug-in Hybrid)’, 그리고 배터리만으로 구동하는 ‘완전 전기 추진 선박(Full-electric Ship)’ 등이 있습니다.

현재는 단거리 운항 위주의 전기 페리와 연안 선박을 중심으로 완전 전기 추진 선박이 확대되고 있으며, 장거리 운항이 필요한 선박에는 하이브리드 방식이 주로 활용되고 있습니다.

선박 전동화는 어떤 변화를 가져올까?

① 에너지 운영 효율성 향상
선박 전동화는 에너지 운영 효율을 높입니다. 하이브리드 선박은 운항 상황에 맞게 엔진과 배터리 사용을 최적화할 수 있는데요. 출력이 급증하는 순간에는 배터리가 보조 전력을 공급해 엔진 부담을 줄이고, 그 외 구간에서는 배터리가 예비 전력으로 활용되어 안정적인 전력공급을 지원합니다. 이처럼 배터리를 예비 전력 확보 및 피크 부하 완화에 활용하여 보다 효율적인 에너지 운영이 가능합니다.

② 운항 안전성 향상
배터리는 에너지 효율 향상뿐 아니라, 선박 내 전력 시스템의 안정성을 높일 수 있습니다. 특히 하이브리드 방식 등이 적용된 전동화 선박에서 엔진 기반 동력원에 문제가 발생하면, 배터리가 즉시 비상 전력을 공급해 전력 공급이 중단되지 않도록 합니다. 실제로 ABS(American Bureau of Shipping) 등 국제 선급 기관이 제시하는 가이드라인에서도 비상 전력원 확보와 고장 시에도 전력 공급의 연속성을 중요한 안전 요건으로 다루고 있습니다. 이처럼 배터리는 선박의 정상적인 운항을 뒷받침하는 안전망 역할을 합니다.

③ 연료 사용량 및 탄소 배출 저감
선박 전동화는 연료 사용량을 줄여 해운 산업의 탄소 배출 저감과 친환경 운항 확대에 기여합니다. 완전 전기 추진 선박은 운항 중 배출가스를 직접 발생시키지 않으며, 하이브리드 선박에서도 연료 소비와 배출가스를 줄일 수 있습니다. 배출통제구역(Emission Control Area, ECA) 처럼 환경 규제가 엄격한 구간에서 운항할 때도 전기 추진을 활용하여 효과적으로 규제에 대응할 수 있습니다.

선박용 배터리는 무엇이 달라야 할까?

선박 전동화가 확대되면서 배터리의 역할이 커지고 있지만, 선박용 배터리는 전기차와 전혀 다른 운용 환경을 고려해야 합니다. 수년에서 수십 년에 이르는 긴 시간 동안 바다 위를 운항해야 하고, 그 과정에서 진동과 염분, 습도 등 가혹한 환경에 지속적으로 노출되기 때문입니다.

① 안전성
선박은 바다 위에서 운항하기 때문에 동력원에 문제가 발생하더라도 즉각적인 대응이 쉽지 않습니다. 때문에 다른 어떤 모빌리티보다 높은 수준의 안전성이 요구되는데요. 따라서 선박용 배터리는 열폭주(Thermal Runaway)* 발생 위험을 최소화할 수 있는 안전 설계 역량이 핵심이며, 진동이나 염분, 고습도 등의 해양 환경에서도 안정적으로 작동할 수 있어야 합니다.

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② 고에너지 밀도
선박은 제한된 공간과 무게 안에서 최대한 많은 에너지를 저장해야 합니다. 특히 장거리 운항이 필요한 선박일수록 더 많은 에너지가 필요하죠. 배터리의 에너지 밀도가 높을수록 동일한 공간에서 더 많은 에너지를 저장할 수 있어, 운항 거리를 높이고 적용 가능한 선종의 범위를 확대하는 데 유리합니다.

③ 장수명
선박은 한 번 생산되면 20~30년 이상 운용하는 모빌리티입니다. 따라서 배터리 역시 오랜 기간 안정적으로 성능을 유지할 수 있어야 하는데요. 배터리 교체는 비용 부담뿐 아니라 운항 중단으로 이어질 수 있기 때문에, 배터리의 긴 수명 특성은 선박용 배터리가 갖추어야 할 중요한 경쟁력입니다.

선박 전동화 시대를 준비하는 LG에너지솔루션의 경쟁력

선박 전동화의 확산은 단순히 새로운 배터리 수요의 증가를 의미하지 않습니다. 이제 선박용 배터리의 경쟁력은 배터리 셀 성능뿐 아니라 다양한 플랫폼 기술과 안전 설계, 배터리 관리 기술(BMS) 등 시스템 전반의 기술력으로 확대되고 있습니다. LG에너지솔루션은 이러한 영역에서 차별화된 경쟁력을 확보하며 미래 선박 시장을 준비하고 있습니다.

① 다양한 배터리 라인업과 글로벌 양산 경험
선박은 용도와 운항 환경에 따라 요구되는 배터리 특성이 달라집니다. LG에너지솔루션은 원통형· 파우치형·각형 등 다양한 배터리 라인업을 보유하고 있으며, 글로벌 전기차 및 ESS 시장에서 축적한 대규모 양산 경험과 품질 경쟁력을 바탕으로 다양한 선박 전동화 수요에 대응하고 있습니다.

② 고에너지 밀도 소재 기술
선박 전동화가 확대될수록 제한된 공간과 무게 안에서 더 많은 에너지를 저장하는 기술의 중요성이 커지고 있습니다. 특히 장거리 운항이 필요한 선박일수록 높은 에너지 밀도는 운항 거리와 효율을 결정하는 핵심 요소이죠. LG에너지솔루션은 고용량 NCMA 양극재와 고효율 실리콘 음극재 기술을 바탕으로 선박용 배터리에 요구되는 고에너지 밀도 구현에 주력하고 있습니다. NCMA 양극재 기술은 높은 에너지 밀도와 안정적인 성능을 확보할 수 있도록 설계되었습니다. 또한 실리콘 음극재 기술을 통해 에너지 저장 성능을 더욱 높이고, 장수명 특성까지 확보하며 배터리 경쟁력을 강화하고 있습니다.

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③ 차별화된 배터리 안전 기술
선박은 운항 중 배터리 이상이 발생하더라도 즉각적인 대응이 쉽지 않기 때문에 무엇보다 높은 수준의 안전성이 요구됩니다. LG에너지솔루션은 오랜 기간동안 축적해온 배터리 생산 기술과 운영 데이터를 기반으로, 어플리케이션에서 필요로하는 최적의 안전 기술을 적용하고 있습니다. 또한 고도화된 BMS(Battery Management System)* 기술을 통해 배터리의 전압, 전류, 온도 등을 실시간으로 모니터링하고 이상 징후를 조기에 감지해 안전한 배터리 운영을 지원합니다.

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핵심 Q&A
Q. 선박 전동화란 무엇인가요?
선박 전동화는 엔진 중심의 추진 방식에서 벗어나 배터리를 활용해 선박을 운영하는 기술입니다. 하이브리드 방식부터 배터리만으로 구동하는 완전 전기 추진까지 다양한 형태로 나뉩니다.
Q. 선박 전동화가 주목받는 이유는 무엇인가요?
해운 산업은 전 세계 물동량의 약 90%를 책임지는 동시에 온실가스 배출량의 약 3%를 차지합니다. IMO의 2050 탄소중립 목표에 따라 규제가 강화되면서, 선박 전동화는 환경 규제 대응과 운항 효율 향상을 동시에 이룰 수 있는 방안으로 주목받고 있습니다.
Q. 선박용 배터리에 필요한 핵심 조건은 무엇인가요?
선박용 배터리는 안전성, 고에너지 밀도, 장수명 특성을 요구합니다. 바다 위에서는 이상 발생 시 대응이 어렵고, 제한된 공간에 많은 에너지를 저장해야 하며, 선박의 긴 운영 기간(20~30년 이상)에 맞춰 성능을 유지해야 하기 때문입니다.
Q. LG에너지솔루션은 어떤 선박용 배터리 경쟁력을 갖추고 있나요?
LG에너지솔루션은 원통형, 파우치형, 각형 등 다양한 배터리 플랫폼과 글로벌 양산 경험을 보유하고 있으며, NCMA 양극재·실리콘 음극재로 고에너지 밀도를 구현합니다. 또한 최적화된 안전기술과 고도화된 BMS 기술로 배터리를 안전하게 운영하는 기술을 갖추고 있습니다.

지금까지 선박 전동화와 선박용 배터리에 대해 살펴봤습니다. 선박의 용도와 운항 환경에 따라 요구되는 조건은 다르지만, 그 중심에는 배터리가 자리하고 있는데요.

LG에너지솔루션은 세계 최고 수준의 배터리 기술력과 글로벌 양산 역량을 바탕으로 선박 전동화 시대를 준비하고 있습니다. 앞으로도 다양한 산업 분야에서 축적한 경험을 기반으로 미래 해양 산업에 필요한 배터리 솔루션을 지속적으로 발전시키며, 전동화의 새로운 가능성을 넓혀 나가겠습니다.

1. 리서치 앤 마켓(ResearchAndMarkets.com). (2026). Marine Battery Market – Global Industry Size, Share, Trends, Opportunity, and Forecast, 2021-2031 ↩︎