[POWER COMPANY] 자율운항선박·친환경기술 `쾌속 질주`… K-조선 미래 밝힌다

자율운항 '레벨3' 수준 기술력 확보
디지털 트윈·로봇·AI 등 적극 도입
생산 효율성 높이고 선박 품질 향상
축발전기모터, 탄소 배출 크게 줄여
연료 절감 시스템 개발에도 힘 쏟아

자율운항 시험선 단비. 대우조선해양 제공

액화이산화탄소 운반선 조감도. 대우조선해양 제공

탄소강관 용접 협동로봇. 대우조선해양 제공

AI 열간가공 로봇 곡누리. 대우조선해양 제공

대우조선해양이 국제해사기구(IMO) 선박에 대한 환경규제에 대응해 친환경·스마트 선박 기술 개발에 속도를 내고 있다. 회사는 스마트·그린 야드 구축과 함께 한화그룹과의 시너지 효과를 극대화하겠다는 계획이다.

대우조선해양은 '화물창 시스템+이중연료 엔진+가스연료 공급장치 및 재액화 장치'의 다양한 조합으로 LNG(액화천연가스) 처리·운송 분야에서 풀 라인업(Full line up)을 구축하고 있다.

회사측은 이를 통해 다양한 선주들의 까다로운 요구에도 유연하게 대응할 수 있다고 설명했다. 현재 대우조선해양은 그리스 마란가스, 일본 MOL, 싱가포르 BW 등의 단골 고객과 거래를 꾸준하게 유지하고 있다. 지난해 4월에는 미국 선급인 ABS로부터 7만CBM(컨테이너안에 적재하는 박스부피 단위)급 초대형 액화 이산화탄소 운반선에 대한 기본승인도 획득했다. 현재 글로벌 조선·해운업계에서는 탈탄소화 정책과 탄소포집 기술의 발달로 선박을 통한 액화이산화탄소 운송에 대한 관심이 증가하고 있는 추세다.

회사는 또 지난 2020년에는 영국 로이드 선급으로부터 2만3000TEU(1TEU는 20피트 길이 컨테이너 1개)급 암모니아 추진 초대형 컨테이너선에 대한 기본승인을 획득했다.

암모니아는 연소 시 이산화탄소가 전혀 배출되지 않는 친환경 대체 연료로 이송, 보관 등이 용이해 선주들의 관심이 높다. 회사는 건조가 복잡한 컨테이너선에 대한 인증을 성공적으로 확보해 향후 다른 선종에도 쉽게 적용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 대우조선해양은 오는 2025년까지 암모니아 추진선을 상용화한다는 목표다.

이와함께 다양한 친환경 에너지 저감 기술 개발에도 박차를 가하고 있다. 먼저 축발전기 모터는 엔진 축의 회전력을 활용해 선박 추진에 필요한 전력을 생산하는 장치로, 발전기의 가동 의존도를 낮춰 연료 효율을 높이고 이산화탄소와 황산화물 배출량을 줄일 수 있는 대표적 친환경 기술이다.

대우조선해양은 지난 2019년 유도기 방식의 축발전기모터 국산화에 성공한 이후 LNG운반선, LPG운반선, 초대형원유운반선(VLCC) 등에 적용하고 있다.

아울러 선박 바닥 면에 공기를 주입해 선체와 바닷물 사이에 공기층을 만들고 운항 중에 발생하는 마찰 저항을 줄여 연비를 높여주는 공기윤활시스템 기술도 보유하고 있다. 이 기술을 실제 선박에 적용하면 연간 5~7% 연료 절감 효과를 기대할 수 있다. 이는 유럽과 아시아 운항을 기준으로 척당 연 25억원 이상 수준이다.

지난 2019년부터 로터세일 시스템도 자체 개발해 왔다. 로터세일 시스템은 선박 갑판에 원통형 기둥(로터 세일)을 설치해자체 마그누스 효과(운항에서 발생하는 바람 회전의 힘)를 활용, 풍력을 동력으로 전환해 선박의 보조 추진력으로 활용할 수 있는 장치다. 대우조선해양은 2021년 노르웨이 선급 DNV로부터 해당 기술에 대한 기본승인을 획득한 후 지난해 11월 세계 최초로 로터세일 시제품을 제작하고 옥포조선소 내 실증센터까지 구축했다.

자율운항선박 개발도 추진중이다. 회사는 지난해 11월 자율운항 시험선 '단비(DAN-V, DSME Autonomous Navigation-Vessel)'의 해상시험을 통한 자율운항 솔루션에 대한 기술검증을 완료했다.

단비는 대형 상선을 모사한 자율운항 전용 테스트 선박으로 실제 대형 선박과 유사한 운항데이터를 확보할 수 있어 대형 상선용 자율운항 시스템 검증이 가능하다. 회사는 단비의 기술검증으로 로이드 선급기준 '자율운항 레벨3' 수준까지 기술력을 확보하게 됐다.

디지털 트윈을 기반으로 한 거제 옥포조선소의 스마트 야드화 구현도 추진하고 있다. 디지털 트윈은 4차 산업혁명의 핵심 기술로 현실세계의 기계나 장비,사물 등을 컴퓨터 속 가상세계에 구현할 수 있는 기술로, 회사는 공장 내 선박 블록과 크레인 등 각종 설비와 장치에서 발생하는 데이터를 수집해 분석하고 이를 하나로 연결해 생산효율을 높이고 고위험 작업을 기계로 대체하고 있다.

또 인공지능을 통한 생산 계획 시뮬레이션 등으로 품질 향상에도 힘쓰고 있다. 지난 2020년에는 전세계 조선업계 최초로 열간가공 작업에 인공지능 기술을 접목한 로봇 '곡누리'를 개발해 현장에 적용했다.

최근에는 선박 배관 조정관을 용접하는 협동로봇 개발에 성공해 선박 건조현장에 투입하기로 했다. 이 로봇은 배관 조정관을 용접하는 로봇으로 일반 산업용 로봇과 달리 충돌 안전분석을 통해 안전펜스나 안전센서를 설치하지 않고도 작업자가 협동로봇과 함께 용접 협동작업을 할 수 있어 작업자와 협업이 가능하다.

이상현기자 ishsy@dt.co.kr