조선기술 7가지에 대해 알아보는 포스팅을 하겠습니다. 조선기술은 배 만드는 기술입니다. 과거 우리는 조선업이 1위였다가 침체기를 겪다가 요즘 다시 조선업이 상승하고 있습니다. 그만큼 우리나라의 조선기술은 따라가는 기술이 아니라 앞서서 창조하는 상황의 분야입니다. 요즘 조선산업에서는 어떤 조선기술을 연구하고 있는지 간단히 살펴보겠습니다.
위의 그래프는 최근 한·중·일 글로벌 선박 수주 점유율 추이인데요. 한국이 2위인 중국보다 격차를 더 벌리며 1위로 가고 있는 상황입니다. 저렇게 된 데는 한국이 친환경 선박을 건조하는 기술을 갖춘 것이 큰 요인입니다.
최근 조선기술의 트렌드는 친환경입니다. 그 이유는 국제해사기구에서 대기 중 배출되는 오염에 대해서 규제를 하고 있어서입니다. 세부적으로는 황산화물이나 질소산화물, 이산화탄소 배출량을 줄이는 것입니다. 바로 이산화탄소 같은 대기 오염물질을 줄이는 관련 기술들이 한국의 조선기술이 앞서가고 있어서 요즘 한국 조선업이 호황입니다.
핵심인 이산화탄소 같은 경우는 2030년까지 40%, 2050년까지 70%를 절감해야 하는 요구가 있습니다.
한국의 조선기술 1. LNG선
LNG선은 LNG를 연료로 운행하는 선박입니다. 기존 선박은 벙커C유, 디젤 오일같은 것을 사용했는데요. 벙커C유 같은 것을 사용하면 산성비와 미세먼지를 일으키는 주인공인 황산화물을 자동차보다 1000배~3000배 더 많이 배출합니다.
이에 국제해사기구가 선박에서 배출되는 가스의 황산화물 함유량을 기존 3.5%에서 0.5%로 제한했습니다.
또 국제적으로 2050년까지 전 산업을 통틀어서 이산화탄소 배출량을 70% 감소한다는 정책이 시행 중입니다.
이러니 친환경 선박인 LNG 선박이 대안으로 떠오른 것입니다. LNG 선박을 사용하면 10%~15% 온실가스를 줄일 수 있습니다. 그리고 황산화물은 90%~100% 줄일 수 있고, 탄소 배출량은 30% 줄일 수 있습니다. 완전한 친환경 선박은 수소로 운항하는 선박이고요. 수소를 이용하면 100% 친환경적인 선박입니다. 그 징검다리로써 과도기적으로 LNG 선박이 떠오르는 것입니다.
LNG는 액화천연가스를 뜻합니다. 천연가스를 –162도 상태에서 냉각한 가스로 황 함유량이 적은 친환경 연료입니다. 천연가스를 액화 상태로 유지하기 위해 극저온이어야 합니다. -163도의 극저온을 유지해야 합니다. LNG는 폭발성이 있고 인화성이 매우 큰 연료입니다. 저장 탱크 시스템은 안전성과 함께 극저온도 유지할 수 있어야 합니다. 그래서 그것을 다루는 기술이 까다롭습니다. 일단 안전한 저장 탱크가 필요하고요. 그 저장 탱크에서 엔진까지 원하는 압력(300bar)으로 분사하는 기술이 필요합니다.
위의 빨간색이 LNG 저장 탱크입니다.
LNG선으로 만들려면 기존 선박에 없는 LNG 탱크가 설치되고요. 각종 장비가 필요합니다. 또 거기에 따른 배관의 물량이 13% 정도 증가하고요. 전기 케이블 설비는 20% 정도 증가합니다. 이런 것을 일반 선박과 같은 기간 내에 완성해야 합니다.
한국의 조선기술 2. 이산화탄소 포집 기술
이산화탄소를 배출해도 다시 빨아드리면 그만큼 이산화탄소 배출량은 주는 것입니다. 그래서 이산화탄소 표집기술도 연구 중입니다. 이산화탄소 포집 공정 시스템을 선박에 탑재하기 위해 연구를 수행하고 있습니다.
위의 사진이 아민 – 하이드로젤 흡수제 모습입니다.
이산화탄소를 포집하기 위해서는 흡수제가 필요한데요. 이 흡수제는 아민 – 하이드로젤 흡수제를 사용합니다. 이산화탄소 흡수를 위해 아민 수용액과 하이드로젤을 혼합시킨 흡수제입니다.
한국의 조선기술 3. 도장
배는 만들면 계속 바닷속에 있어 따개비 같은 생물들이 부착해서 살아갑니다. 아래 사진 같습니다.
위의 사진처럼 따개비 같은 해양생물이 부착해 살아가서 배가 운항할 때 저항력을 더 크게 만들어 배의 연료를 더 많이 사용하게 합니다. 그래서 저런 해양생물들이 못 달라붙게 페인트 용액을 만드는 것이 도장기술입니다.
또 그냥 맨몸의 선박이라도 운항하면서 물의 물 저항력을 맞아야 합니다. 도장기술은 이런 물 저항을 최소로 줄이는 방향으로도 기술을 개발하고 있습니다.
도장기술은 그래서 물 저항력 최소화 + 해양생물 부착 안 되게 하는 기술입니다.
한국의 조선기술 4. 선박의 형상
선박의 형상에 따라 물 저항력을 최소화할 수 있습니다. 바다는 그냥 편안한 곳이 아니라 언제나 파도가 치는 곳입니다. 이 파도가 치는 상황과 배가 앞으로 나아가는 상황을 고려해서 어떤 형상일 때 추진 저항력이 최소로 되는지도 연구합니다.
위의 그림은 선박 설계도입니다.
한국의 조선기술 5. 설계
설계 하는 데만 최대 1년 걸린다고 합니다. 선박의 형상부터 배관, 전선, 장비 등 주문자의 요구사항을 반영하고, 기본적인 기능도 충실해야 합니다. 안전하며 친환경적인 선박의 설계를 하는 데 오랜 시간이 걸립니다.
한국의 조선기술 6. 자율운행 선박
자율주행차가 떠오르는 것처럼 자율운행 선박도 떠오르고 있습니다. 이를 처음 발전시킨 곳은 유럽인데요. 유럽은 선원을 양성하지 않습니다. 그래서 자율주행하는 선박이 필요한 것입니다.
자율주행 선박을 운영하면 더 안전해질 수 있고 인력비용을 줄일 수 있습니다.
자율주행 선박을 운항하기 위해서는 배에 라이더를 설치하고, 카메라, 센서 등을 설치해야 합니다. 그리고 알고리즘도 잘 짜야 합니다. 알고리즘은 선원들이 배를 운항할 때 사용하는 방식대로 알고리즘을 짠다고 합니다.
자율주행은 원하는 지점까지 자동으로 가는 것뿐만 아니라 장애물도 잘 피해야 하는 것이 중요합니다.
한국의 조선기술 7. 스마트 조선소
스마트 조선소의 최종목표는 사람 없이 배를 건조하는 것입니다. 물론 완전히 그렇게 되기는 힘들겠지만, 최대한 그렇게 하는 것입니다. 현재 단계적으로 시행 중입니다. 인공지능과 로봇을 사용합니다.
이상 한국의 조선기술 7가지를 알아보는 포스팅을 하였습니다. 조선기술이 계속 발전하여 세계 1위의 조선 강국을 유지하면 좋겠습니다. 파이팅!!
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