[에너지데일리 송병훈 기자] 승객들이 부두에서 기다리고 있는 동안, 여객선이 조용히 정박지로 미끄러져 들어간다. 쉽게 연상되는 검은 연기의 매연, 익숙한 디젤엔진의 통통거리는 소리는 없다. 기술 발전으로 인한 운송의 효율성과 지속 가능성을 높이는 예다.
페리 선체 내부에는 배터리로 전기 모터가 구동하고 제어 시스템이 프로펠러의 모든 회전을 최적화 한다. 교량에서 안내 시스템은 선장이 선박을 부드럽고 정확하게 부두로 운항하도록 지원한다. 전문가는 클라우드를 통해 선박과 육상 운영 센터 간에 실시간으로 전송된 데이터를 통해 지속적으로 선박의 성능을 모니터링하고 최적화 한다.
ABB는 향후 수십 년 동안 원활한 운영 보장을 위해 운항 중인 선박을 지원함과 동시에 더 깨끗하고, 안전하며, 효율적인 해상 모빌리티를 실현하기 위한 모든 기술을 통합한다.

▲ 선박, 지속가능의 길

선박은 전 세계 무역의 80% 이상을 담당한다. 휴대전화, 운동화, 철광석, 곡물에 이르기까지 모든 재화가 배로 운반된다. 해상 운송은 톤 킬로미터(수송한 화물 톤수에 그 화물의 수송거리(킬로미터)를 곱한 것)당 에너지 사용과 관련, 화물 이송 중 가장 에너지 효율적인 방법으로 알려져 있다. 그러나 지속가능성 목표를 달성하기 위해서는 가야할 길이 멀다.

해상 운송은 2050년까지 3배 증가할 것으로 예측되며, 이는 탄소가스 배출의 급격한 증가라는 결과를 수반하게 된다. 국제해사기구(IMO, International Maritime Organization)는 2050년까지 선박 탄소 집약도는 최소 70%, 2030년까지 선대의 탄소 배출량 40% 저감을 요구했다. 목표 실현을 위해 2023년 1월부터 현존선 에너지효율지수(EEXI)와 탄소집약도 등급제(CII), 선박 에너지효율 관리 계획(SEEMP) 등의 조치들이 도입된다. 배의 연료를 모두 친환경 에너지로 바꿔야 하고, 점차 환경 오염을 만들지 않는 친환경선박만이 바다 위를 다닐 수 있게 될 전망이다.

해양 산업에서 지속가능성 목표를 달성하기 위한 방법은 깨끗한 전기를 에너지원으로 해 선내 에너지 사용을 최적화하는 온보드(onboard) 시스템 통합의 이점을 활용하는 것이다.

전기화는 미래 선박의 중심이자 오늘날 운항 중인 많은 선박의 원동력이다. ABB 전력 및 제어 시스템인 Onboard DC Grid와 전력·에너지 관리 시스템(Power and Energy Management System, PEMSTM)은 선박 내 에너지 사용을 조율하고, 선박이 가능한 가장 효율적인 방식으로 움직이게 지원한다. 최대 효율이 보장되는 전기 모터에 배터리나 연료전지를 연결하도록 설계돼 있다. 이러한 솔루션들은 친환경 에너지원 사용으로 전환됨에 따라 보다 핵심적인 역할을 할 것으로 기대된다.

또한 ABB는 선박이 정박 중에 해안전력에 연결하고 정박지에서 배터리를 충전하는 기술을 제공한다. 일단 입항 시, ABB 육상 연결 솔루션을 탑재한 정박된 선박들은 육상전력 공급시설에 연결할 수 있고, 엔진을 정지시켜 소음, 진동, 탄소배출이 없다.

▲ 통합과 협업 운영의 힘

통합의 힘은 모든 온보드 시스템의 최적화된 작동을 보장하고, 선체 아래까지 확장돼 최대 효율성을 가져온다. ABB Azipod 전기 추진에서 모터는 선체 아래의 선회장치에 탑재돼 프로펠러에 직접 연결된다. 이렇게 추진장치가 360도 회전함으로써 선박의 기동성을 극대화하고 기존 축선 설비에 비해 최대 20%까지 연료소모량을 줄일 수 있다.

ABB의 계기 및 분석 솔루션은 선박의 효율성을 더욱 높인다. CoriolisMaster는 정확한 연료 및 윤활제 모니터링을 가능하고, ProcessMaster는 효과적으로 선박평형수 관리를 처리하도록 지원하며, CEMcaptain은 실시간으로 탄소배출량을 모니터링 한다.

정박지마다 ABB의 항해 및 가이드 시스템인 ABB Ability 파일럿 비전(Pilot Vision) 및 ABB Ability 파일럿 컨트롤(Pilot Control)은 안전하고 에너지 효율적인 운송과 도킹을 보장한다.

이 모든 시스템은 ABB가 제공하는 전체 통합 패키지로 여객선부터 해상풍력 터빈 설치선에 이르기까지 다양한 선박에 광범위하게 적용 가능하다. 단일 공급 업체가 제공하는 통합 시스템은 간단하고 유연한 설치는 물론 신규 및 기존 선박의 전체 수명주기에 대한 지원도 함께 보장한다.

그러나 기술만으로는 충분하지 않다. 가장 최적으로 운영되기 위해서는 시스템 설계, 계획 및 설정에 숙련된 인력을 필요로 한다. 20년전 건조된 선박에 시스템을 연결하거나 새로운 대형 장비를 설치할 경우 필요한 케이블 작업을 생각해 보자. 쉽지 않다. 전문 지식 겸비한 경험이 있는 팀만이 해낼 수 있는 일이다.

ABB 시스템을 탑재한 선박은 운항이 시작되면 광범위한 ABB Ability 협업운영(Collaborative Operations) 인프라가 디지털 방식으로 연결된 혜택을 활용할 수 있다. 현재 1500척 이상의 선박이 24시간 ABB 전문가로 구성된 전 세계 네트워크에 접속해 원격 장비 모니터링과 진단의 혜택을 받고 있다.

▲ 전기적 접근

ABB 솔루션들은 해상산업의 탄소배출 제로화를 지원한다. 선박 소유주에게 더 큰 효율성과 신뢰성을 주고, 현재 그리고 미래의 수요를 충족하는 선박을 지향한다.

전기 추진은 선박 전기화의 기반이다. 선박의 전원 시스템과 장비를 완전히 통합해 안전성, 효율성, 지속가능성을 상당히 향상시킨다. 또한 전기 설정은 보다 높은 수준의 유연성과 가능하게 하여 연료전지 및 배터리와 같이 기존과 새로운 전원 모두를 통합할 수 있게 제공한다.

미래 지향적인 사고방식은 전력 시스템과 저압 및 고압 AC에서 고압 DC까지 모든 것을 포함하는 전력 시스템으로 확장된다. 온보드 DC Grid 전력 시스템 플랫폼은 현재 선박에 효율성을 제공하고 차세대 선박용 다양한 에너지원의 원활한 통합을 촉진한다. 또한 온보드 DC Grid는 발전기를 최적의 다양한 속도로 작동하게 해 기존의 고정 속도 AC 시스템을 능가해 엔진 마모를 줄이고, 저부하에서 더 높은 연료 효율성을 제공한다. ABB 육상연계기술은 완전히 통합된 생태계를 구축하고, 대형 및 소형 선박 모두 지속가능한 운영을 실현한다.

전기화, 디지털 및 연결 솔루션들은 선원들이 선박 효율성을 모니터하고 최적화 하는데 필요한 도구를 제공한다. 즉, 데이터에 기반한 결정이 언제 어디서나 이루어질 수 있다. 이는 자율 선박 운영으로 가는 여정에 있어 중요한 단계다. 나아가 통합 연결-프로펠러 시스템은 단일 업체가 공급해 신규 및 기존 선박에 대해 단순하고 유연한 설치와 라이프사이클 지원이 가능하다. 

선박과 해안에서 바로 사용할 수 있는 솔루션 포트폴리오를 통해 ABB는 해양 산업을 보다 안전하고, 친환경적이며, 효율적인 미래를 위한 길을 열어주고 있다. 이렇게 통합된 접근 방식으로 ABB는 세계를 변화시키고 있다.

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