[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

LNG/LH2 선박 운항 환경 고려한 화물창내 상변화, BOR 및 압력변화 예측 기반 기술 개발

품목코드

(HSK10)

류

호

소호

통계부호

(TRL :  [시작] 3단계 〜 [종료] 5단계)

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1. 개념 및 산업동향

개념 :

제품형태 : LNG/LH2 선박 화물창의 고효율 설계 및 실운항 환경 시 성능 고도화 지원을 위한 대규모 클라우드 컴퓨팅 기반 통합 열성능 해석 시스템 및 평가 기술

화물창 : 선체, 구획, 단열재, 내부 극저온 유체 포함

실운항 환경: 외부 온도 변화, 탱크내 Fillilng level 변화, 슬로싱 등 포함

기술형태 : 탄소중립 사회 구현을 위한 LNG/LH2 운송/연료 선박 및 관련 기자재 고도화 설계 지원 대응 LNG/LH2 선박 실운항 환경 고려한 화물창내 통합 열성능 해석 시스템 구축과 응용 기술

산업동향 :

정부는 에너지안보 확립과 에너지 신산업, 신시장 창출을 강력히 추진하고 있으나 LNG/LH2 저장 및 운송 관련 기술은 선진화 및 고도화가 미진한 실정으로 정부는 110대 국정과제로 “에너지자급률 제고 및 산업, 일자리 창출”을 목표로 선박 기술의 고도화를 계획하고 있음

LNG/LH2는 수송 편의 및 효율을 위해 액화 상태로 저장되어 운송되며, 이를 위한 초저온/고압 탱크를 적용하고 있어 BOG 발생 비율이 높아 지속적인 운반 소실이 발생함. 또한 운용중 Filling level 변화와 슬로싱에 따른 내부 압력 변화의 위험성이 있음

2. 지원 범위

화물창 내부 통합 열해석 시스템 구축

대규모 클라우드 컴퓨팅 기반 화물창 통합 열해석 시스템 구축

구조물, 유체(전도, 방사 및 대류) 동시 열해석 위한 통합 다중물리 해석 시스템

초기 설계 및 디지털 트윈 지원 위한 단순 통합 BOG/BOR 예측 모델

복합 진공 단열 시스템 적용을 위한 열특성 해석 및 시험 평가 기술

진공압에 따른 진공 내 충전재(입자형 포함)의 열특성 모델 개발

진공압에 따른 복합 진공 단열 시스템의 열특성 시험 평가 및 검증 데이터 확보

해외 기관(극저온 기술 경력 보유)과의 연계

LNG/LH2 화물창의 다양한 운항 환경에 따른 상변화 고려한 BOG/BOR 예측 기술

탱크 내 유체 압력 및 온도 변화에 따른 BOG/BOR 예측

부재별 열침입량 분석을 통한 열손실 최소화 방안 도출

Filling level 변화에 따른 탱크 내 Pressure build up 및 BOG/BOR 예측

슬로싱 조건하 BOG/BOR 증감량 및 압력변화 예측

탱크 내 Spray cool-down에 의한 냉각 시간 예측* 및 BOR 발생 제어 기술

실측 데이터와의 검증 필수

실제 유체(LNG 또는 LH2) 사용 Mock-up 탱크 시험 평가 및 검증 데이터 확보

실제 유체(LNG 또는 LH2) 시험을 위한 안전 설비 확보

선박 운항 환경(슬로싱)에서 실제 유체 시험 평가 절차 확립

수요기관(조선소 및 제작업체) 수요기반 탱크 유형(최소 2종) 선정

스케일 비(최소 3개)에 따른 Mock-up 제작 및 BOG/BOR 성능 시험

정량적 목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내최고 수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	단순 통합 예측 모델(슬로싱, filling level 등 포함) 개발	건	1	-	-
2	단순 통합 예측 모델 정확도	%	90	-	-
3	BOR 예측 정확도	%	90	없음	90 (프랑스, GTT)
4	LNG 또는 LH2 Mock-up 시험 설비 구축 및 절차서	건	1	-	-
5	복합단열시스템 열평가 시험 절차서	건	1	-	-

3. 지원 필요성

(정책적) 에너지안보 확립과 에너지 신산업, 신시장 창출을 위해 정부는 110대 국정과제로 “에너지자급률 제고 및 산업, 일자리 창출”을 목표로 선박 기술의 고도화를 계획하고 있으며, 이에 덧붙여 “과학기술 G5 도약” 과제와 융합된 디지털 기반 에너지 보급 및 수송 예측 기술의 필요성 증대됨

(기술적) LNG 및 수소 에너지의 수요는 지속적인 증가추세에 있고, 국내 탄소중립 사회 실현을 위한 해외 LNG 및 청정수소 수입 계획에 따라 효과적인 대량운송을 위한 화물창 핵심기술 개발 및 원천기술 확보 필요

(사회적) 수소경제를 구축하기 위해 대용량의 그린수소를 국내로 도입하기 위해서는 선박이 가장 효율적인 운송수단이며, 이송 시 발생하는 BOG로 인한 loss를 최소화함

(경제적) 2030년부터는 전 세계 수소분야 투자가 급격하게 증가되며, 액화수소의 해상운송이 본격화될 것으로 예상하고 있으며, 투자규모는 5,000억 달러에 이를 것으로 전망

4. 지원기간/예산/추진체계

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

정부출연금 : ‘23년 10억원 이내(총 정부출연금 30억원 이내)

주관기관 : 비영리기관(관련 기초실적 보유)

기술료 징수여부 : 비징수