경제·무역 - KOTRA 해외시장뉴스 뉴스

[신성장산업기술] 덴마크, 녹색 선박 성장의 길을 열다

경제·무역

덴마크

코펜하겐무역관 권기남

2010-04-30

출처 : KOTRA

[신성장산업기술] 덴마크, 녹색 선박 성장의 길을 열다

- 덴마크 해양업계, 녹색 선박 기술 개발 위해 ‘미래의 녹색 선박’ 합동 프로젝트 -

- 대우 조선해양, 덴마크의 만 디젤과 공동기술 개발 -

□ 덴마크 조선업계, '미래의 녹색 선박' 합동 연구 프로젝트에 집중

○ 선진 조선 강국들이 모두 친환경 선박 기술 개발을 위해 힘쓰는 가운데 덴마크 조선업계 또한 '미래의 녹색 선박(Green ship in the future)'이라는 프로젝트에 힘을 모아 친환경 선박기술 강국으로 거듭남.

○ 현존하는 선박의 많은 수를 감안할 때, 앞으로의 선박 건조 건수는 과거에 비해 상대적으로 줄어들 것으로 예상되나, 현존하는 선박의 친환경적 발전을 위한 녹색기술 도입은 오랜 시간 축적된 선박 관련 지식을 보유하는 덴마크 조선업계와 관련 업계에 있어 유망할 것으로 예측됨.

□ 프로젝트 개요

○ 미래의 녹색 선박협회(Green Ship of the Future)란 덴마크 해양산업계에 걸친 업체들의 합동 프로젝트로, 현존하는 선박과 새로운 선박의 CO₂배출을 30%, SOX(황산화물) 배출을 90%, NOX(질소산화물) 배출을 90 %, 그리고 미립자 배출을 줄이기 위한 전략을 구상하는데 목표를 둠.

○ 이 협회는 덴마크 해양 업계를 주도하는 Aalborg Industries, A.P. Moller-Maersk, MAN Diesel 과 Odense Steel Shipyard이 주축을 이루고 있으며 해양산업계에 자리잡은 친환경적인 책임감과 녹색성장 중요성에 대한 인식으로 기획됨.

○ 기계, 프로펄션, 오퍼레이션, 로지스틱 네 가지 분야 중에서 배기가스를 줄일 수 있는 기술을 실행할 여건을 충족하는 모든 덴마크 회사와 지자체 단체가 이 협회에 참여할 수 있으며, 현재 25개의 업체가 참여함.

□ 녹색 선박 프로젝트에서 개발된 기술

	설명	기술	감소 효과
1	Waste Heat Recovery Systems 터보 제네레이터에 쓰이는 증기를 데우는 엔진에서 낭비되는 열을 활용하는 기술 참여업체 : Odense Steel Ship Yard A/S, A. P. Moller-Maersk, MAN Diesel and Aalborg Industries.		CO₂ 7~14% NOx 7~14% SOx 7~14%
2	EGR Systems Exhaust Gas Recirculation System(배기가스 재순환 시스템)은 유해한 배기가스 배출을 90% 줄일 수 있도록 고안된 저속 2행정 사이클 엔진 참여업체 : MAN Diesel, Lindø, Maersk and Aalborg Industries.		NOx 80% SOx 19%
3	Scrubber Systems 배기가스를 정화하기 위해 고안됐음. 부유성 고형물, SOx, HC, 중금속 미립자를 제거해줌. 참여업체 : Aalborg Industries, DFDS엔진, Man Diesel, Lloyd's register		CO₂ 3% SOx 98%
4	SCR System with multipoint, airless urea injection 무공기, 다 분기점 요소 주입에 바탕을 둔 이 SCR 시스템은 높은 NOx 감소효과를 가짐. 공기 압축이 필요 없으며 크기가 작다는 장점도 있음. 개발업체 : 덴마크 기술연구원		NOx 80%
5	Use of pre-insulated pipe systems on tanker vessel 메인 엔진에서 발생한 열을 화물칸으로 전달 해 사용할 수 있게 하는 방법. 이 기술을 통해 전체적인 선박 내 연료소비를 20%줄일 수 있고, 이로 인해 연료비와 CO₂를 동시에 줄일 수 있음. 참여업체 : APV, DESMI, LR-MARINE		CO₂20% NOx 20% SOx 20%

자료원 : 녹색선박협회

□ 저배기가스 선박 실험

○ 2009년 녹색선박 협회에서는 그동안 개발된 다양한 기술들이 실제로 새 선박의 디자인 단계에서부터 접목됐을 때 얼마만큼의 배기가스 감소가 가능한지 실험을 진행했음.

녹색선박기술 적용 부분

1		Advanced rudder and propeller system 방향타와 프로펠러 시스템의 효율적인 설계를 통해 연료 소비를 대략 4%정도 줄일 수 있음. 이는 비대칭적 방향타와 Costa bulb라고 불리는 기술이 조합된 현대적인 시스템. ‘Costa bulb’는 프로펠러부터 방향타까지의 완곡한 슬립 스트림을 만들어 내며, 비대칭적인 방향타 설계는 프로펠러에서 발생하는 회전 에너지를 좀 더 효율적으로 활용하는 데 도움을 줌.
2		Speed nozzle 일반적으로 노즐은 선박으로 해금 저속으로 높은 견인력을 내기 위해 사용되는데, 스피드 노즐이라고 불리는 이 새로운 종류의 노즐은 항해속력의 추진력을 향상시키기 위해 개발됨. 약 5%정도의 에너지 절감 효과를 기대할 수 있음.
3		Exhaust gas scrubber system 유황가스에 관련한 미래의 조항을 충족시키는 단 하나의 방법은 배기가스 세정장치를 설치하는 것임. 이 세정장치 시스템은 물을 이용해서 배기가스로부터 유황가스를 씻어내는 방법을 사용하며, 이를 통해 98%의 유황가스를 제거할 수 있음. 뿐만 아니라 해로운 미립자들도 80%가량 제거할 수 있음.
4		LNG auxiliary engines 일반적으로 항구의 전력은 등유 혹은 선박용 디젤을 이용하는 선박의 보조엔진을 통해서 공급되는데, 기존의 연료가 아닌 LNG(액화천연가스)를 사용하면 약 20%의 CO₂, 35%의 NOx, 100%의 Sox라는 효과적인 배기가스 감소효과를 이룰 수 있음.
5		Hull Paint 적당한 선채 페인트의 선택 또한 선체의 저항을 최소화 시키기 위해 필수적. 현대의 수분 접촉 시 마찰 저항을 줄여주는 안티 화울링 페인트 또한 연료 소비를 3-8%줄여줄 수 있음. 배기가스의 감소는 연료 절약에 비례함
6		Waste Heat Recovery system(WHR) 폐열 이용 시스템은 메인 엔진으로부터 나온 배기가스를 활용. 배기가스는 증기로 전환될 수 있는 많은 열 에너지를 함유하고 있는데, 이 증기는 여객이나, 화물 실의 온도를 높이는 데 사용될 수 있을 뿐만 아니라 터보 발전기에서도 사용될 수 있음. 환경설정에 따라 폐열이용 시스템은 7~14%의 연료소비를 줄일 수 있음.
7		Water in Fuel system NOx 형성물은 실린더 라이너의 온도에 따라 달라짐. 온도를 낮춤으로써 NOx 배출 또한 낮출 수 있음. 투입하기 전의 연료에 물을 추가함으로써 실린더 안의 온도는 낮아짐. 이는 30~35%의 NOx 절감효과를 가지고 옴.
8		Exhaust Gas Recirculation system(EGR) NOx 배출은 온도를 조절함으로써 낮출 수 있음. 온도를 낮추는 또 다른 방법 중의 하나는 배기가스를 재순환시키는 것. 배기가스의 일부가 소기(scavenge air)와 결합 돼서 연소실 안에서 산소함유량이 낮아짐과 함께 온도가 낮아짐. 이 기술을 통해 NOx를 80%가량 감소시킬 수 있음.
9		Pump and cooling water optimization 최적화된 냉각수 시스템을 이용해 최대 20%의 전력과 1.5%정도의 총 연료 소비를 줄일 수 있음. 연구들은 냉각수 시스템안의 저항 또한 감소될 수 있으며, 이 때보다 크기가 작은 펌프가 사용될 수 있고, 그럼으로 기존대비 대략 90%만의 에너지가 펌프에 이용될 수 있다는 것을 보여줌.

자료원 : 녹색 선박 협회

○ 실험 결과 : 위의 기술들을 각기 다른 조합을 통해 사용한 두 가지의 실험(실험1 : 벌크선, 실험 2 : 컨테이너 선박)에서 각각 CO₂ 7.2%, NOx 79.1% SOx 98.6%(실험 1) / CO₂ 14%, NOx 80%, Sox 90%(실험 2) 감소라는 놀라운 결과를 얻었음.

□ 녹색 선박분야에서 한국의 조선업계와 협력하는 덴마크 조선업계

○ 대우조선해양과 덴마크의 세계적 선박 엔진 메이커인 만디젤(MAN Diesel)이 고압 천연가스를 주연료로 하는 선박용 추진 시스템을 개발 중

○ 양 사는 이번 공동 개발을 통해 만디젤이 개발한ME-GI(가스 분사식) 엔진에 주연료인 고압 천연가스를 공급하는 시스템을 개발하게 되는데 올해 말까지 시제품을 만들고 테스트를 마칠 계획. 이 시스템은 청정 고압가스로 선박용 주엔진의 연료로 사용하고 여기서 발생하는 추진력으로 직접 프로펠러를 돌리게 되며 특히 같은 출력의 디젤엔진에 비해 배출 가스도 크게 줄어듦.

○ 이번에 개발될 선박 추진시스템을 TEU 1만4000급 컨테이너운반선에 적용할 경우 연간 약 1200만 달러 이상의 연료절감효과를 가져올 것으로 기대하며 별도의 가스저장설비를 갖출 경우 LNG선뿐만 아니라 유조선이나 컨테이너선에도 적용이 가능한 시스템으로 경제성과 환경문제를 동시에 해결할 수 있음.

□ 시사점

○ 국제 해사기구의 선박 이산화탄소 배출 규제안이 검토되고 있고 고유가가 지속되는 현 상황에서 머지 않아 새로 건조되는 선박뿐만 아니라 기존의 선박도 친환경 기술을 도입해야 할 것으로 예상됨.

○ 따라서 조선, 선박 업체들의 녹색 선박기술 연구는 선택이 아닌 필수가 되고 조선업계의 선진국가들은 모두 관련 기술 연구에 집중하고 있음. 한국 업체들도 녹색 선박기술에 대한 지속적인 투자를 통해 경쟁력을 강화해야 함.

○ 해양, 선박 관련 업계의 강국인 한국과 덴마크가 대우조선해양과 만디젤의 공동연구처럼 합동으로 지식을 공유하고 기술을 개발해 나간다면, 앞으로 전 세계적인 범위에서 예상되는 수요를 충족시키기 위한 큰 기술의 발전이 있을 것으로 예상

자료원 : 녹색선박 프로젝트(www.greenship.org), 덴마크 선박협회