한화오션이 일본 선사 MOL(미츠이O.S.K라인즈)과 풍력 보조 추진 시스템 윈드 챌린저(Wind Challenger)를 탑재한 액화천연가스(LNG) 운반선의 설계를 시작했다. 윈드 챌린저는 범선에 장착된 돛과 같은 형태로 바람의 힘을 이용해 배의 추진을 돕는 장치다. 이 장치는 탈탄소화 흐름에 따라 개발된 것으로 기존 엔진보다 온실가스 배출을 평균 7~16% 줄일 것으로 기대된다.
6일 조선·해운 업계에 따르면 한화오션과 MOL을 설계한 윈드 챌린저 시스템은 최근 일본해사협회(클래스NK)로부터 개념승인(AIP·Approval In Principle)을 받았다. 윈드 챌린저 설계는 MOL이 했지만, 배에 장착할 수 있도록 구조·의장 설계를 한 건 한화오션이다. AIP는 안전성과 성능의 타당성을 검증하는 단계다.
한화오션은 MOL로부터 수주한 17만4000㎥급 멤브레인 LNG 운반선에 윈드 챌린저를 장착할 예정이다. 현재 상세설계를 진행 중이며 이르면 2027년 돛이 달린 LNG 운반선을 볼 수 있을 전망이다.
바람에서 추진력을 얻으면 연료 사용량은 이론적으로 10~51% 줄어든다고 한다. 그만큼 탄소 배출도 감소한다. 돛의 형태는 크게 윙 세일(Wing Sail), 로터 세일(Rotor Sail), 카이트 세일(Kite Sail) 등이 있다.
MOL의 윈드 챌린저는 윙 세일 방식이다. 일반 돛 형태와 가장 가까운 것으로 날개 위아래 부분의 압력차로 생기는 양력의 원리를 활용한다. 날개를 수직으로 세워 위아래 양력을 앞뒤 양력으로 전환해 배를 밀어낸다.
로터 세일은 원기둥 구조물로, 공이 날아갈 때 공이 회전하는 방향의 공기 흐름이 빨라지는 마그누스 효과(Magnus effect)를 이용한다. 카이트는 패러글라이딩 모양의 커다란 연을 선박에 달아 바람의 흐름을 타는 원리를 응용한다.
HD현대미포도 돛 달린 선박을 건조 중이다. 지난해 5월 프랑스 선사 제프리&보레로부터 수주한 1300TEU(20피트 컨테이너 1개의 크기를 뜻하는 단위)급 컨테이너선 5척을 메탄올 및 윙 세일 추진 방식으로 건조할 예정이다.
HD현대중공업은 2020년 12월 독자 개발 로터 세일 기술에 대한 AIP를 한국선급(KR)으로부터 받았다. 또 윙 세일 시스템도 개발해 노르웨이선급(DVN)의 AIP를 획득했다.
한화오션은 2019년부터 로터 세일을 개발해 2021년 노르웨이선급(DVN)으로부터 AIP를 받아 선박 시제품을 제작했다. 한화오션은 세계 최초의 로터 세일 실증센터를 구축해 2026년 완공한다는 계획이다.
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