[과제기획 6호] 품목지정 품목요약서(안)

품목번호

2022-전략투자분야-일반-01

산업

기술

분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

품목유형

■ 원천기술   □ 혁신제품

조선/해양시스템

융합유형

□ 산업고도화형 □ 사회문제해결형  □ 신산업창출형  ■ 해당없음

해당여부

□ IP연계  □ 표준연계  □ 디자인연계  □ BI연계  □ 경쟁형  □ 복수형  □ 국가핵심기술  □ 서비스형  □ 안전과제  ■ 탄소중립  □ 국제공동   □ BM형  □ 원스톱형  □ 챌린지형  □ 통합형  □ 실증형

R&D 샌드박스 유형

□ R&D 샌드박스(일반)  □ R&D 샌드박스(지정)

품목명

선박 풍력추진 설계기술 개발

품목코드

(HSK10)

류

호

소호

통계부호

(TRL :  [시작] 3단계 〜 [종료] 5단계)

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1. 개념 및 산업동향

ㅇ 개념 : 풍력추진선박의 연료절감에 대한 인증을 위한 성능해석 기술 및 최적 설계기술 확보(단기간내 실용화될 수 있는 풍력추진장치인 로터세일 및 윙세일 중점대상)

- 제품형태 : 주요 선종 선박 풍력추진장치의 최적설계 성능해석 기술(모형시험 기법 및 시험결과 데이터, 수치해석 및 시뮬레이션 프로그램)

- 기술형태

ㆍ선박 풍력추진 수치해석 기술

ㆍ선박 풍력추진 모형시험 기술

ㆍ선박 풍력추진 운항효율 해석 기술

ㆍ선박 풍력추진 인증 방안

ㅇ 산업동향 :

- (해외)

ㆍ스웨덴 Wallenius 해운사에서 Wing Sail 개념의 풍력추진 자동차운반선(Oceanbird호) 설계를 공개함. Oceanbird호는 차량 7,000대를 운반하며 평균 항속 10노트로 이동시  CO2 90% 저감을 예상함.

ㆍ독일 에너콘에서 4개 Rotor을 이용한 풍력추진선박(E-ship 1)을 운항하고 있음.

ㆍ영국의 아네모이마린, 독일의 에너콘, 핀란드의 노스파워는 Rotor 세일을 선박에 직접 적용하고 있음.

- (국내)

ㆍ삼성중공업에서는 풍력추진선박(Wing Sail 개념)에 대한 특허를 등록함(특허번호 10-2014-0072337).

ㆍ현대중공업에서 LNG·풍력 추진선에 대해서 LR 선급의 인증(AIP)을 획득함. 4기의 Rotor가 설치되었으며, 최대 10%이상 연료 절감을 예상함. 또한 한국조선해양이 SK해운과 선박용 보조풍력 추진시스템(선박용 윙세일(wing sail))을 DNV 선급으로부터 인증(AIP)받음.

ㆍ대우조선해양에서 VLCC와 LNG 운반선에 적용 가능한 ‘DSME Rotor Sail System’에 대해서 DNV 선급의 인증(AIP)을 획득함. EEDI 기준 5% 이상 연료절감 효과를 예상함.

ㆍ팬오션은 브라질 발레사와 협업으로 장기운송계약에 투입 예정인 초대형 광탄선 ‘SEA ZHOUSHAN’호에 로터세일 시스템(Norsepower사)을 설치한다고 밝힘.

2. 지원 범위

□ 개발 내용

ㅇ 선박 풍력추진장치 종류별 특성/적용성 검토

ㅇ 선박 풍력추진 수치해석 기술

- 중형선을 포함한 선종별 검토

- 모형 및 실선스케일 풍력추진장치 단독 및 선박배치 후 수치해석 기술개발

ㅇ 선박 풍력추진 모형시험 기술

- 풍력추진장치 단독 및 선박배치 후 풍동시험 기술 개발

- 저부하상태 추진/조종성능 모형시험 기술 개발

ㅇ 선박 풍력추진 운항효율 해석 기술

- 실선의 해양환경 및 항로를 고려한 운항효율 시뮬레이션 기술 개발

ㅇ 선박 풍력추진 인증 방안

- 선박 풍력추진에 대한 선급 인증 방안 및 절차 제시

□ 정량적 목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내최고 수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	풍력추진 설계를 위한 수치해석 기술		80%	60%	85% (스웨덴, SSPA 네덜란드, MARIN)
2	풍력추진 설계를 위한 모형시험 기술		85%	-	90% (스웨덴, SSPA 네덜란드, MARIN)
3	풍력추진 설계를 위한 운항효율 해석 기술		80%	-	80% (스웨덴, SSPA 네덜란드, MARIN)
4	국제기구(ITTC, IMO등) 풍력추진관련 문서제출	건	1	-	-

3. 지원 필요성

□ 기술적 지원필요성

ㅇ ITTC(International Towing Tank Conference) 30차(2021~) 특수분과에 풍력추진선박 분과(SC on Wind Powered & Wind Assisted Ships)가 신규로 구성되었으며, 이에 대한 유럽의 관심이 큼.

ㅇ 국제해사기구(IMO), 국제수조기구(ITTC)의 풍력추진선박 관련 기술적 대응 및 벤치마크 모형시험 데이터 제공

□ 경제적 지원필요성

ㅇ IMO 규제 대응을 위한 친환경 연료추진기술 이외의 다각적인 기술개발이 필요하고, 이와 관련해서 풍력추진장치 관련 기술개발이 시급하며, 유럽(Wallenius, Norsepower), 미국(ABS, IWSA), 일본(MOL) 등의 선진국에서 기술 실용화가 활발하게 진행 중임.

ㅇ 모형시험, 수치해석, 운항효율 해석 기반 풍력추진선박의 에너지 저감성능 인증 기술 개발 지원 필요

□ 정부/정책적 지원필요성

ㅇ 국제해사기구(IMO, International Maritime Organization)의 온실가스 규제 및 선박 탈탄소화 실현을 위한 선박 온실가스 배출규제(EEDI*, EEXI 및 CII*) 제·개정 강화

* Energy Efficiency Design Index(선박에너지효율설계지수): 2025년 EEDI Phase3 실시예정이었으나, 일부 선종대상 규제시기를 2022년으로 앞당김

* Energy Efficiency Existing Ship Index(현존선박의 에너지효율지수) 및 Carbon Intensity Indicator(탄소집약도): 운항 효율조치 중 하나로 현존선박의 수집된 데이터 기반 달성값을 얻고, A~E단계 등급이 정해져 적합확인서 발행

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 33개월 이내 (1차년도 개발기간 : 9개월, 2차년도 : 12개월, 3차년도 : 12개월)

ㅇ 정부출연금 :  ‘23년 10억원 이내(총 정부출연금 30억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 비영리기관(원천기술형)

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수