[TECH meets DESIGN] 화물선박, 초대형 연 날려 항해한다
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[TECH meets DESIGN] 화물선박, 초대형 연 날려 항해한다
  • 박진아 유럽 주재기자
  • 승인 2022.01.13 23:30
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- 풍력으로 항만업계에 에너지 효율과 탄소정책 해결 제시
- 항공과 해양 운행 시스템과 자동화 기술 접목

올 2022년 1월부터 프랑스 국적의 상업용 화물선인 ‘빌르 드 보르도(Ville de Bordeaux)’호((號)가 뱃머리에 대형 연(鳶, kite)을 부착하고 북미와 유럽(프랑스) 간 대서양해에서 시험 항해에 돌입했다고 『헬레닉쉬핑뉴스』 『트레이드윈즈』 등 국제 해양운송업계 전문 언론들이 보도했다.

프랑스의 항구 도시 라로셸에 정박한 상업용 화물선 '빌르 드 보르도' 호에 '씨윙' 풍력 추진 자동운항 제어 시스템을 설치하는 모습.
프랑스의 항구 도시 라로셸에 정박한 상업용 화물선 '빌르 드 보르도' 호에 '씨윙' 풍력 추진 자동운항 제어 시스템을 설치하는 모습. Courtesy: Airseas/Airbus

‘빌르 드 보르도’ 호는 2004년 지어져 프랑스의 산업용 해양운항사인 루이 드레퓌스 아르마튀르(Louis Deyfus Armateurs) 사가 소유∙운영하는 로로선(화물을 적재한 트럭 및 트레일러를 수송하는 화물선이다. 바다 위 항해를 위해 약 1천 평방미터 크기의 씨윙(SeaWing) 연을 화물선 데크(deck)에 연결한채 바다 위를 항해한다.

이번 빌르 드 보르도 호 운항은 해물운반용 선박에 패러포일 돛을 활용해 선박 엔진의 추진동력으로 활용한 세계 최초의 사례다. 세일링 요트가 바다 위 바람을 추진 동력으로 삼아 물살을 헤치고 전진하는 것과 같은 원리를 응용한 친환경 풍력 항주라는 점에서 주목된다.

‘씨윙(Seawing)’으로 이름된 선박 추진용 연은 유럽 다국적 항공우주 업체인 에어버스(Airbus)  산하 파생 회사인 에어씨스(AirSeas)가 개발했다.

‘씨윙’ 선박용 풍력 추진 시스템은 유럽의 항공우주업체 에어버스의 파생기업인 에어씨스가 개발했다. 에어버스 사가 축적한 항공비행 기술과 해상 풍력으로 추진하는 요트 항해술을 접목해 디지털화한 친환경 해운 솔루션을 제시한다.
‘씨윙’ 선박용 풍력 추진 시스템은 유럽의 항공우주업체 에어버스의 파생기업인 에어씨스가 개발했다. 에어버스 사가 축적한 항공비행 기술과 해상 풍력으로 추진하는 요트 항해술을 접목해 디지털화한 친환경 해운 솔루션을 제시한다.

항공운항술과 해양항해술을 결합한 디지털 소프트웨어 시스템

업체 측은 씨윙을 항공기술과 항해기술이 결합된 쌍둥이 자동화 기술(Digital Twin Technology)을 집적체라 부른다. 씨윙은 날개가 달려 공중에서 조종 가능한 패러포일(parafoil) 낙하산 원리를 응용했다. 패러포일 기술은 이미 기성 상업용 화물선박 100톤 견인력을 발휘할 수 있는 유용한 기술이다.

‘씨윙’ 풍력 추진 선박 운항에 필요한 설비 하드웨어는 크게 세 부분 으로 구성된다. 1) 선박 전체와 씨윙 연을  운항을 지위하는 브리지(선교(船橋)), 2) 자동화된 씨윙의 이착륙을 제어하는 갑판(deck), 그리고 3) 비투입시 돛대-트롤리-윈치를 포함한 연을 원위치에 보관하는 저장공간이 그것.

항공기가 날개를 이용해 대기층과 바람의 방향과 속도를 측정해 비행하듯, 씨윙을 달고 항해하는 선박은 해양 상태와 대기 속 기상 상태를 매 300 밀리초 마다 디지털로 측정해 갑판 제어실과 교신하면서 목적지까지 운항계획을 조절하며 100% 디지털 자율항해를 실현한다.

‘씨윙’의 패러포일 기술. 씨윙 연은 시속 100km/h 이상 속도로 운행하는 가운데 해상 200 미터 이상 높이에서 8자 모양 궤적으로 동적 비행하면 고정된 연이나 돛보다 10배 이상의 최적의 견인력을 생성할 수 있다. Courtesy: AirSeas/Airbus
‘씨윙’의 패러포일 기술. 씨윙 연은 시속 100km/h 이상 속도로 운행하는 가운데 해상 200 미터 이상 높이에서 8자 모양 궤적으로 동적 비행하면 고정된 연이나 돛보다 10배 이상의 최적의 견인력을 생성할 수 있다. Courtesy: AirSeas/Airbus

공짜 바람을 에너지로 활용하는 일거양득 기술

자료에 따르면, 2020년 한 해 동안 전세계 바다 위를 오가는 화물선적과 벌크 캐리어 선박들이 대기중으로 내뿜은 이산화탄소 량은 각각 1억 4천 만 미터톤과 4억 4천 만 미터톤에 달하며, 글로벌 총 이산화탄소 배출량중 약 11%는 해운항만 업계에서 발생한다고 한다(원천: Statista).

‘씨윙’은 파리 기후 협정에 의거, 오는 2030년까지 이산화탄소 배출량 40% 감소 목표를 달성해야 하는 국제해사기구(유엔 산하 International Maritime Organization, 줄여서 IMO) 회원국 소속 화물선박 업체들이 환경 규제에 대응하는 동시에 안전하면서도 무공해 친환경적 풍력을 선박 엔진 추진으로 전환해 비용절감까지 거둘  수 있게 해줄 해법을 제시한다.

또한, 한 척의 화물선에 소요되는 총 비용중 절반 이상이 연료비가 차지하는 만큼 해운업에서 운항 마진은 사업 성패를 가름짓는 중대 변수다. 업체 측은 풍력을 선박 항해에 확장 응용한 씨윙이 기존 해양 선박 항해에 소요되는 연료비용과 온실효과 가스 배출량을 각각 20% 절감하는 효과를 가져올 것이라 주장한다. 

업계에서 현재 일본의 해운사 “K” Line가 에어씨스와 20년 사업 협력을 체결 현재 운항에 투입되는 상업용 해운선박 총 448대 중 50대에 씨윙 풍력 추진 시스템을 설치해 운영하기로 했다고 전해진다.

독일의 풍력 에너지 개발업체 스카이세일스가 개발한 선박 추진 및 인양용 연(kite) 'SKS PS-32' Courtesy: Skysails
독일의 풍력 에너지 개발업체 스카이세일스가 개발한 풍력발전 선박 추진 및 인양용 연(kite) 시스템 'SKS PS-32' Courtesy: Skysails

 

박진아 유럽 주재기자  gogreen@greened.kr

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