HD현대 윙세일 개발

 최근 국제 해운 분야에서는 환경 규제가 점차 강화되면서 선박의 온실가스 배출량을 줄이는 것이 매우 중요한 과제가 되었습니다. 이러한 흐름 속에서 HD현대가 개발한 윙세일은 선박의 친환경성을 높이는 데 기여할 수 있는 주목할 만한 기술입니다.

국제 해운 환경 규제 동향

국제 해사 기구(IMO)는 해운 분야의 온실가스 배출 감축을 위해 다양한 규제를 시행하고 있습니다. 특히, 선박의 에너지 효율을 높이고 온실가스 배출량을 줄이기 위한 여러 조치들이 도입되었거나 도입될 예정입니다.

  • 선박탄소집약도지수(CII, Carbon Intensity Indicator): CII는 1톤의 화물을 1해리 운송할 때 배출되는 이산화탄소(CO2) 양을 나타내는 지표입니다. IMO는 2023년부터 CII 등급제를 시행하고 있으며, 선박은 운항 정보를 바탕으로 A부터 E까지 등급을 부여받습니다. E등급을 받거나 3년 연속 D등급을 받은 선박은 시정 조치 계획을 수립해야 하며, 이를 이행하지 않을 경우 운항에 제한을 받을 수 있습니다. 
  • CII 등급 기준 강화: 현재 매년 2%씩 상향되는 CII 등급 기준은 2027년부터 2.625%로 상향 폭이 커져, 2030년에는 2023년 대비 2배 이상 강화된 기준이 적용될 예정입니다. 
  • 연료유 온실가스 집약도 기준: 2027년 상반기부터는 5,000톤 이상의  국제 항해 선박에 대해 선박 연료유의 강화된 온실가스 집약도 기준을 만족해야 하는 규제가 적용됩니다.  또한, 2028년부터는 선박 연료의 탄소 함량 기준이 적용되어 기준을 초과할 경우 탄소 부과금이 발생할 수 있습니다. 

이러한 규제들은 선사들이 선박의 에너지 효율을 높이고 친환경 연료를 사용하도록 유도하며, 결과적으로 해운 산업 전반의 탄소 배출량 감축을 목표로 하고 있습니다. 친환경 선박 기술은 연료 효율을 높이고 온실가스를 줄임으로써 환경에 미치는 영향을 최소화하는 기술을 적용한 선박을 의미하며, 미래 해운업계의 핵심 자산이 될 것으로 전망됩니다. 

HD현대의 윙세일(Hi-WING) 개발

HD현대의 조선 부문 중간지주사인 HD한국조선해양은 이러한 국제적인 환경 규제에 대응하고 친환경 선박 기술을 선도하기 위해 '윙세일(제품명: Hi-WING)'을 자체 개발했습니다. 윙세일은 항공기 날개와 유사한 구조를 활용하여 바람의 양력을 이용해 선박의 추진력을 보조하는 시스템입니다.

  • 기술 개요: 윙세일은 바람을 동력원으로 활용하여 선박의 주 엔진 부담을 줄이고 연료 소비량과 온실가스 배출량을 감소시키는 효과를 가져옵니다. 이는 선박의 온실가스 집약도(CII)를 개선하는 데 직접적으로 기여할 수 있습니다.
  • 시제품 특징: HD한국조선해양이 개발한 윙세일 시제품은 높이 30m, 폭 10m 규모로 제작되었습니다. 주 날개 양측에 보조 날개를 장착하여 바람으로부터 얻는 추진력을 극대화한 것이 특징입니다. 또한, 기상 악화 시에는 날개를 접을 수 있는 '틸팅(Tilting)' 기능을 적용하여 운항 안정성을 높였습니다.  
  • 개발 과정 및 협력: 이번 윙세일 개발은 해양수산부가 지원하는 '선박 배출 온실가스(GHG) 통합관리 기술 개발 사업'의 일환으로 추진되었습니다. HD한국조선해양이 주도하고 해양수산부와 해양수산과학기술진흥원(KIMST)이 정책적으로 지원했으며, HMM, 한국선급(KR), HD현대마린솔루션 등 해운 및 선박 관련 주요 기관 및 기업들이 기술 개발에 동참했습니다. 또한, 부산시 혁신특구 지원 사업에 참여 중인 오리엔탈정공, 휴먼컴퍼지트 등 지역 기자재 업체들도 협력하여 기술 개발에 힘을 보탰습니다.

육상 실증 성공 및 향후 계획

HD한국조선해양은 최근 경남 창원에서 윙세일 시제품의 육상 실증 시연회를 성공적으로 마쳤습니다. 이 실증을 통해 윙세일 시제품의 안정성과 성능을 성공적으로 입증했습니다. 

육상 실증 성공에 이어, HD한국조선해양은 올해 하반기에 HMM이 운용 중인 MR급 탱커에 윙세일을 실제로 설치하여 해상에서의 성능을 검증할 계획입니다. 실제 운항 환경에서의 성능 검증은 윙세일의 상용화를 위한 중요한 단계입니다.

HD한국조선해양 관계자는 이번 육상 실증 성공과 하반기 실선 실증을 통해 윙세일의 상용화에 한 발 더 다가갈 것으로 기대하며, 친환경 선박 기술력을 지속적으로 강화하여 관련 시장을 선도해 나갈 것이라고 밝혔습니다.

친환경 선박 기술의 다양한 접근

윙세일과 같은 풍력 보조 추진 시스템 외에도, 해운 산업의 탄소 배출 감축을 위해 다양한 친환경 선박 기술들이 개발되고 적용되고 있습니다.

  • 대체 연료 추진 선박: LNG, 메탄올, 암모니아, 수소 등 기존의 벙커C유 대신 친환경 연료를 사용하는 선박들이 개발되고 있습니다. LNG는 현재 가장 상용화가 활발한 친환경 연료이며, 메탄올과 암모니아는 탄소 배출량을 크게 줄일 수 있어 주목받고 있습니다. 수소는 궁극의 친환경 연료로 여겨지지만, 기술적 난제와 인프라 구축 문제가 남아있습니다.
  • 하이브리드 선박: 연료와 전기 에너지를 조합하여 동력원으로 사용하는 선박입니다. 기존 연료와 함께 발전기, 배터리, 연료전지 등을 사용하여 유해 물질 배출을 줄이면서도 운항 거리와 경제성을 확보할 수 있습니다. 해외에서는 이미 배터리만으로 추진하는 연안 선박이나 기존 연료와 배터리를 함께 사용하는 하이브리드 선박이 운용되고 있습니다.  
  • 연료전지 추진 선박: 수소, 암모니아 등 친환경 연료에서 발생한 전기 에너지를 연료전지에 담아 동력원으로 사용하는 선박입니다. 배기가스를 전혀 배출하지 않는다는 장점이 있지만, 운항 거리가 짧고 충전 시간이 상대적으로 길다는 단점이 있습니다. 국내에서는 단거리 운항 연안 선박에 적용을 검토 중이며, 국제 운항 선박에는 하이브리드 선박의 보조 동력으로 활용될 가능성도 있습니다.  
  • 에너지 효율 개선 기술: 윙세일과 같은 풍력 보조 추진 시스템 외에도 선형 최적화, 에너지 절감 장치(ESD, Energy Saving Device) 부착, 선박 운항 최적화 시스템 등 선박의 에너지 효율을 높이는 다양한 기술들이 적용되고 있습니다.

시장 전망 및 의의

국제 해운 환경 규제가 강화됨에 따라 친환경 선박 및 관련 기술 시장은 빠르게 성장할 것으로 예상됩니다. 선사들은 규제 준수와 연료비 절감을 위해 친환경 선박으로의 전환을 서두르고 있으며, 이는 조선업계에 새로운 기회를 제공하고 있습니다.

HD현대의 윙세일 개발 성공은 한국 조선업계가 친환경 선박 기술 분야에서 경쟁력을 강화하고 있음을 보여주는 사례입니다. 특히, 자체 기술로 대형 윙세일 시제품을 개발하고 육상 실증까지 성공했다는 점은 기술 자립 측면에서도 큰 의미가 있습니다. 하반기 실선 실증까지 성공적으로 마친다면, 윙세일은 HD현대의 친환경 선박 솔루션 포트폴리오를 강화하고 글로벌 시장에서 수주 경쟁력을 높이는 데 기여할 것으로 기대됩니다.

친환경 선박 기술 개발은 단순히 규제에 대응하는 것을 넘어, 미래 해운 산업의 지속 가능한 성장을 위한 필수적인 요소입니다. HD현대의 윙세일과 같은 혁신적인 기술들이 해양 환경 보호와 해운 산업의 발전에 중요한 역할을 할 것으로 보입니다.


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