<사진. 플래그십에 적용된 환경대응기술
출처. KISTI 미리안 글로벌동향브리핑>

대형선박에도 도움이 되는 태양전지-이산화탄소 배출량을 25% 삭감

카와사키기선(川崎汽船)은 이산화탄소 및 배출가스의 청정화에 도움이 되는 다수의 기술을 대형 선박에 적용하고 있다. 7,500대의 자동차를 한 번에 수송할 수 있는 플래그십(flagship)에 태양전지 및 최신형 엔진을 도입하였다. 환경대응기술에 투자하는 비용은 10%에 달한다. 화석연료의 소비량을 줄이고 이산화탄소 및 오염물질의 배출량을 억제할 수 있는 시도는 발전소 및 자동차분야에만 요구되는 것이 아니다. 카와사키기선은 7,500대의 자동차를 한 번에 운반할 수 있는 대형자동차전용선(플래그십)의 이산화탄소 배출량을 25% 삭감하는 목표를 제시하였다.

선박은 항공기 및 철도, 차량 등과 비교하여 수송량당 환경부하가 낮다. 그러나 탑재된 디젤기관은 중유를 이용하고 있으며, 이산화탄소 이외에 질소산화물(NOx) 및 황산화물(SOx)의 배출량을 얼마나 삭감할 수 있는지가 과제이다.

이산화탄소의 삭감은 선박의 대형화에 효과적이다. 자동차 1대당 수송효과를 높일 수 있기 때문이다. 파나마운하의 확장공사에 맞춰 선박의 폭을 넓게 할 수 있어 기존 6,000대를 실을 수 있는 선박에 7,500대를 실을 수 있도록 확장한다. 기타 최신형 엔진의 채용 및 태양광발전을 조함시킴으로써 6,000대를 실을 수 있는 선박과 비교하여 이산화탄소 배출량을 25% 삭감할 수 있다.

카와사키기선은 약 2년 전에 궁극의 에너지절약과 환경보전을 실현하기 위한 프로젝트 “Drive Green Project”를 추진하고 있다. 그 성과가 2016년 1월에 완성 예정인 플래그십이다. 플래그십을 건조하는 것은 저팬 머린 유나이티드(JMU)이다. 이 클래스의 선박의 경우 선박 가격은 70~80억 엔으로 그 10% 정도를 Drive Green Project를 위해 투자할 예정이다.

건조하는 플래그십에 적용한 환경대응기술을 보면, 대형 자동차 전용선박은 갑판의 상부에 돌출된 부분이 거의 없기 때문에 태양전지 모듈의 설치에 적합하다. 플래그십에 도입하는 태양광발전시스템의 출력은 최대 150kW이다. 태양전지 모듈을 약 900장 탑재한다. 선내의 거의 모든 곳에 에너지절약형 LED 조명을 채용하고, 차량 갑판용 LED 조명의 전력공급을 재생가능 에너지가 담당한다. LED 조명 이외에도 선박용 전력을 위해 태양전지로 생산한 전력을 공급한다. 태양광발전을 이용하여 선박 내 발전기의 발전량을 절약하는 것이 목적이다. 채용한 태양전지 모듈은 CIS(Cu-In-S) 태양전지로 고온 시의 출력저하가 적고, 장시간의 출력 안정에 우수하다고 판단하였기 때문에 채용하였다.

질소산화물 및 황산화물은 산성우 및 광화학스모그와 관련된 물질이다. 때문에 국제적인 삭감목표가 정해져 있다. 질소산화물은 현재 2차 규제가 채용되고 있는 단계이다. 플래스십은 1차 규제와 비교하여 질소산화물을 80% 삭감할 수 있다. 이 삭감률은 2016년 이후 새로운 조선에 적용되는 3차 규제에 해당하는 것으로 선행 달성하게 되는 것이다 .

카와사키중공업이 개발한 “K-EKOS T2”과 TS를 채용하여 실현하였다. K-EKOS는 이산화탄소와 질소산화물의 배출량을 동시에 삭감할 수 있는 시스템이다. K-EKOS T2는 이산화탄소 배출량을 낮추고, 연료 이용효율을 높이는 과급기 커트와 질소산화물의 배출량을 줄이는 물혼합연료(Water Emulsified Fuel)를 조합시킨 것이다. T3와 T2에 대해 배기재순환을 추가함으로써 두 가지 물질의 배출량을 줄일 수 있다.

■ KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 http://mirian.kisti.re.kr