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조선·해운업계, 탈탄소化 '날개 단 선박' 도입 경쟁 본격화될까?

HD현대, 삼성중공업 등 ‘선박용 윙세일(Wing Sail)’ 장착해 실증 테스트
관련 기술 개발 및 실제 적용에 앞장...작동 원리 및 연료·탄소절감 효과

[산업경제뉴스 민경종 기자] 최근 조선업계가 해운산업의 탈탄소화를 이끌 주요 솔루션으로 평가받고 있는 ‘선박용 윙세일(Wing Sail)’ 도입 경쟁에 돌입했다.


  
12일 조선·해운업계에 따르면 오는 2035년 정부가 설정한 ‘국가온실가스감축목표(NDC)’ 달성을 위해 전 산업계가 신기술이나 다양한 탄소 감축 방법을 도입·시도하고 있는 가운데 해운업계에 ‘선박용 윙세일’ 도입 경쟁에 속속 나서고 있다. 

선박용 윙세일은 항공기 날개 형상을 선박에 적용해 바람의 힘을 추진력으로 활용하는 친환경 보조 추진 장치다. 해운업계의 탄소 중립 목표 달성을 위한 핵심 기술로 주목받고 있으며, HD현대(HD한국조선해양), HMM, 삼성중공업 등도 도입 및 실증 연구에 적극 나서고 있어 눈길을 끈다. 

■ ‘선박용 윙세일(Wing Sail)’ 작동 원리 및 연료·탄소절감 효과는?

그렇다면 그 작동원리는 무엇이고 연료 및 탄소  절감효과는 얼마나 될까?

해운업계에 따르면 윙세일은 기본적으로 항공기의 날개(에어포일)와 유사한 원리를 이용한다. 즉, 바람이 윙세일의 상하단(또는 양 측면)을 지날 때, 곡면의 디자인으로 인해 공기 흐름의 속도 차이를 발생시켜 양력을 얻는다. 

또 추진력 확보 측면에서는 속도가 빨라진 쪽은 압력이 낮아지고, 반대쪽은 압력이 높아져 압력 차이가 생기게 되는데, 이 압력 차이로 발생하는 '양력(Lift force)'이 선박의 진행 방향을 보조하는 추진력으로 활용하는 방식이라는 설명이다.  

이어 연료 및 탄소 절감 효과를 살펴보면, 주 엔진과 함께 작동하여 풍력으로 보조 추진력을 얻기 때문에, 기존 화석 연료 소모를 줄이고 온실가스 배출을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 

주요 특징 및 장점으로는 무한하고 공짜인 자원인 풍력을 활용하여 해운업계의 탄소 중립 실현에 기여할 뿐만 아니라 연료 효율 측면으로는 선박 종류 및 해상 상태에 따라 다르지만, 윙세일 도입 시 6~15%의 연료 절감 효과를 기대할 수 있다.

이를 통한 연료 소비 감소는 곧 운항 비용 절감으로 이어져 경제적 이점을 제공할 뿐 아니라 전통적인 범선의 원리를 현대 기술(항공 역학 설계, 자동 제어 등)로 발전시켜 효율성을 극대화한 점이 거론된다. 
 
■ 주요 조선 및 해운 기업들이 윙세일 기술 개발 및 실제 적용에 앞장

이에 따라 한국의 주요 조선 및 해운 기업들이 윙세일 기술 개발 및 실제 적용에 앞장서고 있는 상황이다. 
 
일례로 HD현대(HD한국조선해양)는 국내 최초로 자체 개발한 윙세일(제품명: Hi-WING) 시제품의 육상 및 해상 실증에 성공했고 HMM이 운항하는 5만 톤급 중형 유조선에 이 윙세일을 설치해 실제 운항 시험에 돌입한 상태다. 

이번 실증이 진행되는 선박은 HMM이 운용 중인 5만 톤급(MR급) 탱커선이다. HD한국조선해양은 육상 실증을 통해 구조적 안전성과 기본 성능 검증을 마친 윙세일을 해당 선박에 탑재했으며 최근 시운전을 통해 정상 작동을 확인하고 한국선급(KR)의 검사도 모두 완료했다.

한편, HD한국조선해양이 개발한 윙세일은 높이 약 30m, 폭 약 10m 규모의 대형 구조물로 핵심 기술은 추진력의 극대화와 운항의 편의성이다. 주 날개 양측에 보조 날개를 부착해 풍력 활용 효율을 높였으며 기상 악화나 교량 통과 시 날개를 접을 수 있는 ‘틸팅(Tilting)’ 기능을 적용해 다양한 해상 환경에서 운항 안정성을 확보했다는 것이 회사 측 소개다.

또 삼성중공업은 윙세일이 적용된 LNG 운반선에 대한 기본 설계 인증(AIP)을 획득했으며, 독자 개발한 공기 저감 장치와 함께 풍력 활용 기술을 확대 적용할 계획이며, HMM은 국내 최초로 풍력보조추진장치(WAPS)인 윙세일을 도입, 자사 선박에 설치하고 운항을 시작했다. 

이러한 행보는 해운 분야 환경 규제 강화에 대응하는 노력으로서 윙세일은 강화되는 국제해사기구(IMO) 및 유럽연합(EU)의 환경 규제 속에서 해운 산업의 탈탄소화를 이끌어갈 주요 솔루션으로 평가받고 있다는 것이 업계 관계자의 전언이다. 

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