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최근 국제해사기구(IMO)가 2013년 1월부터 건조되는 400T 이상의 모든 선박에 탄소배출량 허용기준을 적용키로 함에 따라 친환경 선박은 이제 거스를 수 없는 조선 업계의 흐름이자 과제가 됐다. 국내 주요 조선소들 역시 이러한 추세에 맞춰 연료효율은 높이고 오염물질 배출을 줄이는 다양한 친환경 선박 관련기술 개발에 열을 올리고 있다.
선박용 이중연료엔진 패키지 세계 최초 개발
최근 현대중공업은 선박용 이중연료엔진(Dual Fuel Engine) 패키지를 세계 최초로 개발하는 성과를 올려 주목을 받았다.
현대중공업은 최근 울산 본사에서 선주 및 선급, 조선소 등 주요 고객 300여명이 참석한 가운데 이중연료 대형엔진(2-Stroke)과 이중연료 힘센엔진(4-Stroke), LNG연료공급시스템(Hi-GAS)을 연계한 이중연료엔진 패키지 시연회를 개최했다고 12일 밝혔다.
최근 울산 본사에서 진행된 이중연료엔진 패키지 시연회
선박추진용으로 사용될 이중연료 대형엔진은 덴마크 MDT와 공동으로 설계·제작했고, 선박 및 발전용 이중연료 힘센엔진과 LNG연료공급시스템은 현대중공업이 독자 개발했다.
선박추진용 이중연료 대형엔진은 3만5,600마력급으로 필요에 따라 액체연료와 가스연료를 선택적으로 사용할 수 있으며, 배기가스를 줄이면서 디젤엔진과 동일한 성능을 발휘할 수 있어 친환경성과 경제성을 모두 만족시켰다.
이와 함께 최근 선급 형식승인을 완료한 5,150마력급 이중연료 힘센엔진도 연계테스트를 성공적으로 마무리했다. LNG연료공급시스템은 극저온인 영하 163℃의 액화천연가스를 최대 300bar로 압축해 엔진을 안정적으로 공급할 수 있도록 최적화했다.
현대중공업은 이중연료엔진 패키지가 LNG선을 비롯해 유조선, 컨테이너선 등 모든 상선에 적용할 수 있어 점차 강화되고 있는 환경규제에 따른 선주사의 요구를 충족시킬 수 있을 것으로 기대하고 있다.
현대중공업은 이중연료엔진 패키지의 최종 형식승인시험을 마치고 오는 12월부터 상용화에 들어간다.
현대중공업이 개발한 이중연료 대형엔진
2007년 합작회사 설립, 이중연료엔진 양산
세계 선박용 엔진시장에서 점유율 35%로 부동의 1위를 지키고 있는 현대중공업은 그 위상에 걸맞게 일찍부터 녹색 선박을 위한 친환경 엔진을 개발하는 데 주력해 왔다.
현대중공업은 2007년 전남 영암에 핀란드의 엔진 전문기업인 바르질라(Wartsila)와 함께 ‘바르질라-현대엔진’이라는 합작회사를 설립하고, LNG선에 탑재되는 이중연료엔진의 생산을 시작했다. 이를 통해 현대중공업은 국내 최초의 전기추진 LNG선 및 FPSO용 이중연료엔진 생산기업이 됐을 뿐 아니라 그간 유럽이 독점해왔던 LNG선용 엔진시장에 진출하는 성과를 올렸다.
일종의 하이브리드 개념의 엔진으로 기름과 가스를 연료로 번갈아 사용하는 이중연료엔진은 탄소 배출을 줄이고 연료 소모 및 운항 비용을 대폭 줄일 수 있다는 점에서 친환경적이다.
2008년 10월 1일 열린 바르질라-현대엔진 준공식
또한 같은 해 현대중공업이 국내 최초로 이중연료방식으로 건조한 LNG선 ‘브리티시 에메랄드(British Emerald)호’가 2007년 세계우수선박, BP그룹으로부터 친환경대상에 선정되기도 했다.
고출력 친환경 실현한 힘센엔진 국산화
2008년 태스크 포스 팀을 구성, 환경 엔진 개발에 착수한 현대중공업은 2010년 5월 국내 최초로 고출력 친환경 가스엔진 `힘센(HiMSEN) H35G`를 개발해 2011년부터 본격 생산에 들어갔다.
이 엔진은 지름 35cm의 실린더 20개가 왕복 피스톤 운동을 하며 최대 1만 3,000마력까지 출력을 낼 수 있고, 첨단 린번(Lean Burn) 기술을 적용해 디젤엔진보다 이산화탄소 배출량을 20% 이상 줄이고 질소산화물 배출량을 97% 이상 저감시킨다. 엔진 성능 효율은 47% 이상으로 세계 최고 수준을 자랑한다.
또한 독창적인 모듈화 설계로 부품수를 줄여 경량화를 실현했고 전자제어방식의 적용으로 엔진의 상태를 실시간으로 확인·제어할 수 있으며, 가스 누설 감지 및 방지장치, 가스 환기장치, 가스 자동 개폐장치 등을 장착해 안전성도 두루 갖췄다.
한편, 이태영 현대중공업 상무(엔진영업부문 담당)는 “최근 엔진 제작뿐 아니라 최고의 성능을 발휘할 수 있는 이중연료엔진 패키지 솔루션의 생산 인프라가 갖춰지면서 고객들의 문의가 이어지고 있다”며 “향후 IMO 규제가 본격화되면 선박 수주에서도 유리한 고지를 차지할 수 있을 것”이라고 밝혔다.
2015년부터 IMO의 황화합물 규제가 발효됨에 따라 현재 미국, 노르웨이, 유럽 북해 등의 환경규제 지역이 전 세계적으로 더욱 늘어날 전망이고, 이에 따라 LNG를 연료로 하는 엔진시스템의 시장규모도 더욱 확대될 것으로 보인다. 따라서 일찌감치 LNG선 이중연료엔진을 비롯해 친환경엔진 개발에 주력해온 현대중공업은 시장 확보에 유리한 고지를 점할 것으로 예상된다.
