풍력 보조추진 기술 개발 구슬땀
해운업계 경제운항 솔루션 제공
SMR 개발로 해양 탈탄소화 기여
해양탄소중립 새 패러다임 제시

선박해양플랜트연구소(KRISO)가 연구 중인 SMR(소형모듈원자로)을 동력원으로 하는 'SMR 추진 컨테이너선' 개념도. KRISO 제공

2023년 7월 국제해사기구(IMO)는 2018년 채택한 ‘선박 온실가스 감축 전략’을 개정해 국제 해운 탈탄소화에 대한 강한 의지를 드러냈다. 선박의 탄소배출 저감목표를 2008년 대비 2050년까지 50%에서 100%로 상향 조정한 것이다.

IMO의 강화된 규제 아래 해양산업 분야는 탈탄소를 위한 더욱 혁신적인 대처가 필요하다.

선박해양플랜트연구소(KRISO, 소장 홍기용)는 이러한 글로벌 흐름에 발 빠르게 대응하기 위해 탈탄소의 핵심인 ‘탄소배출 감축’과 ‘지속가능한 에너지원 개발’을 목표로 다양한 연구개발(R＆D) 활동을 추진하고 있다.

■풍력 활용해 선박 효율 높인다

증기선과 스크류프로펠러 등 해양과학기술 발전으로 선박산업 역사에서 잠시 잊혔지만 최근 탈탄소의 핵심으로 급부상하고 있는 장치가 있다. 바로 돛이다. 연구에 상당한 시간이 소요되는 친환경대체연료 추진 개발의 징검다리 역할로서 탄소배출 감축의 중요성이 커지며 선박연료 절감을 위해 돛을 다는 ‘풍력 보조추진’이 주요 기술로 주목받고 있다.

‘풍력 보조추진’은 바람을 보조동력원으로 선박의 추가적인 추력을 얻음으로써 연료 사용량을 줄여 탄소배출을 획기적으로 감소시키는 기술이다. 현재 유럽, 중국 등을 중심으로 기술개발을 주도하고 있다. 국내도 대형조선소를 중심으로 이를 도입하고 있으나, 해외기술 의존도가 높고, 성능검증과 시험·평가를 위한 원천기술과 실험 인프라가 미흡한 실정이다.

이에 KRISO는 글로벌 시장에서 국내 해운업계가 경쟁력을 갖출 수 있도록 지원하고자 풍력 보조추진 장치 및 선박의 성능을 사전 검증하고, 최적의 효율을 가지기 위한 운용 및 제어 원천기술을 개발하고 있다.

KRISO는 KOMERI(한국조선해양기자재연구원), RISE(스웨덴연구소연합회), LABO21(랩오투원) 등 국내외기관과 함께 2027년 국내 원천기술 확보를 목표로 2024년부터 기초연구를 시작해 관련 성능해석 및 운용제어 기술을 개발하고, 풍력 보조추진 장치 및 선박의 성능 평가기술을 확보하고자 한다. 이를 통해 KRISO가 국내 해운업계에 경제운항 솔루션을 제공하는 것은 물론 국제 탄소배출 감축목표 달성에 기여할 것으로 기대된다.

■SMR로 해양 탈탄소화 앞당긴다

2050년 해양 탈탄소화를 위해서는 궁극적으로 ‘탄소배출 제로 에너지원’이 필요하다. 다만, 기존의 재생 가능 에너지원(태양광·풍력 등)의 간헐성이라는 근본적인 문제를 보완하는 안정적인 에너지 공급원이 필요하다. 탄소배출의 생애주기 평가를 고려할 때 진정한 무탄소 에너지원으로서의 SMR(소형모듈원자로)은 그 핵심 해결책으로 국제사회의 주목을 받고 있다.

SMR은 발전용량 300MWe(메가와트) 이하의 소형원자로로, 탄소를 배출하지 않아 탄소중립 실현을 위한 핵심기술로 인정받고 있다. 대형원자로 대비 안전성이 높고, 건설 기간과 비용의 대폭 절감은 물론, 대규모 연료저장소가 필요하지 않아 선박의 효율성을 높일 수 있는 기술로 평가받고 있다. 이점에 주목해 KRISO는 SMR을 동력원으로 하는 선박의 개념 설계와 안전해석 프레임워크 개발을 2024년 착수했다. 특히, 해상 사고 시 방사선 차폐와 안전성이 뛰어난 설계를 통해 승무원과 해양환경의 안전을 최우선으로 하고 있다. 또한, 해상 환경에서도 안정적으로 발전할 수 있는 해상 부유식 SMR 발전플랫폼을 개발 중이다. 전력 수급이 취약한 도서지역에 전기를 공급하는 등 해양에서의 SMR 상용화 기회를 마련할 것으로 기대된다.

KRISO는 이외에도 전기추진차도선, 부유식해상풍력, 친환경대체연료 추진기술 등 지속가능한 해양산업 발전을 위해 끊임없이 노력하고 있다. 이를 통해 글로벌 해양강국으로서 국가 위상을 높이고, 해양산업의 국가 경쟁력을 높이는데 끊임없이 노력할 것이다.

송현수 기자 songh@busan.com