범선의 귀환: 화물선들이 다시 바람을 향해 나아가고 있다

[이매진]

범선의 귀환: 화물선들이 다시 바람을 향해 나아가고 있다

https://gcaptain.com/the-return-of-sail-power-cargo-ships-are-turning-back-to-the-wind/

The Return of Sail Power: Cargo Ships Are Turning Back to the Wind

아네모이 마린 테크놀로지스의 35미터 로터 세일을 장착한 머스크 컨테이너선의 조감도. 이미지 제공: 아네모이 마린 테크놀로지스

100년이 넘는 세월 동안 상선은 돛을 점차 잃어갔습니다. 하지만 이제 돛이 다시 돌아오고 있습니다.

전 세계 선주들은 벌크선, 유조선, 컨테이너선 등 모든 선박에 거대한 로터 세일, 강성 날개, 흡입식 시스템 등을 설치하고 있습니다. LNG 운반선도 다음 차례가 될 수 있습니다.

이 시스템의 목적은 현대식 화물선을 다시 범선으로 바꾸는 것이 아닙니다. 오히려 기존 엔진과 함께 작동 하도록 설계되었으며 , 여건이 허락하는 한 바람을 이용하여 연료 소비를 줄이는 것을 목표로 합니다.

한때 틈새시장의 실험이었던 것이 이제 상업 해운의 실질적인 한 분야로 자리 잡기 시작했습니다.

국제풍력선협회에 따르면 현재 100척 이상의 대형 상선이 현대적인 풍력 추진 시스템을 갖추고 있으며, 그 적재 용량은 5백만 데드웨이트톤을 넘어섭니다.

이는 여전히 세계 선박 규모에서 극히 작은 비중을 차지하지만, 선박은 점점 더 커지고, 선주들은 더욱 친숙해지며, 프로젝트는 더욱 야심차게 진행되고 있습니다.

그리고 2026년에는 풍력 보조 추진 방식이 시범 단계를 넘어 실용화 단계로 나아가고 있다는 여러 징후가 나타났습니다.

이번 달 머스크에서 가장 큰 소식 중 하나가 전해졌습니다. 머스크는 8,700TEU급 컨테이너선 한 척에 35미터 길이의 회전식 범선을 설치할 계획이며 , 2027년부터 대서양 정기 항로에서 시험 운항을 시작할 예정입니다.

이 프로젝트는 컨테이너선에 로터 세일을 설치하는 최초의 사례가 될 것으로 예상됩니다.

로터 세일은 전통적인 돛보다 거대한 수직 원통처럼 생겼습니다. 바람이 지나가면서 회전하여 마그누스 효과를 통해 공기역학적 양력을 발생시키고, 이를 통해 선박 엔진의 부하를 줄이는 추진력을 만들어냅니다.

이 개념 자체는 100년도 더 되었지만, 현대적인 제어 장치와 재료 덕분에 과거에는 상상하기 어려웠던 규모의 선박에 적용하는 것이 현실화되고 있습니다.

세계 최대 광석 운반선 중 하나인 발레(Vale)사의 40만 톤급  소하르 맥스(Sohar Max)호 는 이미 35미터 길이의 로터 세일 5개를 장착하고 있습니다. 이 시스템은 연료 소비량을 최대 6%까지 절감할 것으로 예상됩니다. 발레사는 향후 에탄올을 연료로 사용하는 초대형 광석 운반선에도 로터 세일을 적용할 계획입니다.

아네모이 마린 테크놀로지스는 40만 DWT급 초대형 광석 운반선(VLOC) 소하르 맥스(Sohar Max)호에 로터 세일 5개를 설치 완료하여, 현재까지 풍력 추진 기술을 적용한 선박 중 가장 큰 규모를 자랑하게 되었습니다. 사진: 아네모이 마린 테크놀로지스/베일

다음은 유조선 차례입니다.

일본 이데미츠 탱커사를 위해 건조 중인 두 척의 VLCC(초대형 유조선)는 2028년 취역 시 노스파워의 로터 세일을 장착할 예정이며, 이를 통해 현존하는 가장 큰 선박 중 일부에 풍력 보조 추진 방식이 도입될 것입니다.

LNG 운송도 머지않아 이러한 추세를 따를 것으로 보입니다. 한국선급, 현대중공업, BAR 테크놀로지스, 그리고 라이베리아 선급은 최근 BAR 테크놀로지스의 윈드윙(WindWings)을 장착한 174,000㎥급 LNG 운반선에 대한 연구 계획을 발표했습니다 .

이 설계는 선박의 거주 공간을 앞쪽으로 이동시켜 갑판에 대형 강성 돛을 설치할 공간을 확보합니다. 본 프로젝트는 이 시스템을 LNG 운반선에 적용할 때 발생하는 기술적, 안전적, 규제적 문제점을 검토할 것입니다.

이는 LNG 운반선이 상업 운항 선박 중 가장 정교하고 운항 스케줄이 엄격한 선박에 속하기 때문에 중요한 의미를 갖습니다.

만약 풍력 추진이 그곳에서 효과적이라면, 이는 해당 기술이 주류로 자리 잡고 있다는 주장을 더욱 뒷받침할 것입니다.

모든 프로젝트가 단순히 엔진을 보조하기 위해 설계된 것은 아닙니다.

2025년 인도 예정인 프랑스의  네오리네이너(Neolliner)호 오리진(Origin)은 약 76미터 길이의 탄소섬유 돛대 두 개에 약 3,000제곱미터의 돛 면적을 갖추고 있으며, 바람을 주 추진력으로 사용하여 대서양을 횡단할 수 있도록 설계되었습니다. 길이 136미터의 이 로로선은 유럽과 북미 간에 자동차, 컨테이너 및 기타 화물을 운송할 수 있습니다.

네올라이너 오리진호가 해상 시험을 위해 터키 RMK 조선소를 출항했습니다. 사진 제공: 네올라이너

에어버스도 풍력 추진, 대체 연료 및 최적화된 항로를 결합하여 대서양을 횡단하며 항공기 부품을 운송하도록 설계된 차세대 로로선을 통해 유사한 접근 방식을 취하고 있습니다 .

그 결과, 옛것과 새것이 기묘하게 뒤섞인 모습이 나타났습니다. 세계에서 가장 발전된 공급망 중 일부가 해운 역사상 가장 오래된 추진 방식 중 하나에 다시 의존하기 시작한 것입니다.

돛 자체도 빠르게 변화하고 있습니다.

일부 시스템은 회전하는 원통을 사용합니다. 다른 시스템은 갑판에 수직으로 장착된 항공기 날개와 유사합니다. Bound4blue의 eSAIL은 흡입력을 이용하여 공기역학적 양력을 증가시키는 반면, 다른 개발사들은 강성 포일, 자동 날개 및 연질 돛 시스템을 연구하고 있습니다.

머스크 탱커스는 MR 탱커 그룹에 eSAIL 시스템을 도입해 왔으며, 주스 운반선인  아틀란틱 오차드호에는  26미터 길이의 흡입식 돛 4개가 장착되었습니다.

대부분의 경우 선원들은 갑판에 서서 손으로 돛을 조절하지 않습니다. 시스템은 풍속, 풍향, 선박 속도 및 항로에 따라 자동으로 조정되는 고도로 자동화되어 있습니다. 기상 항로 소프트웨어는 또한 선박이 일정에 큰 차질 없이 더 많은 바람을 포착하기 위해 항로를 약간 변경할 수 있도록 도와줍니다.

그러한 통합은 점점 더 중요해지고 있습니다. 노르웨이는 최근 콩스버그 마리타임, DNV, 오드펠, 노르스파워, 바운드4블루를 포함한 여러 기업을 통합하는 WINTEGRATE 프로그램을 출범했습니다.

핵심은 풍력 추진을 단순히 선박에 부착하는 독립적인 장비로 취급하는 것을 멈추고 엔진, 배터리, 전력 관리 시스템 및 항해 계획과 통합하는 것입니다.

그러한 변화는 해당 기술의 미래에 매우 중요할 수 있습니다.

풍력 추진의 물리적 원리는 변하지 않았습니다. 다만 경제성이 달라졌을 뿐입니다.

선주들은 연료 소비와 배출량을 줄여야 한다는 압력을 점점 더 많이 받고 있지만, 많은 저탄소 연료는 여전히 비싸거나, 부족하거나, 대규모로 이용할 수 없는 상황입니다.

반면에 바람은 공짜입니다.

또한 이 기술은 해운업계의 탈탄소화 노력에 있어 비교적 드문 장점을 제공합니다. 바로 이미 운항 중인 선박에도 개조하여 설치할 수 있다는 점입니다.

비용 절감 효과는 선박 종류, 항로 및 날씨에 따라 크게 달라집니다.

업계 추산에 따르면 개조 프로젝트의 연료 절감 효과는 일반적으로 한 자릿수에서 두 자릿수 초반대에 그치지만, 풍력 추진을 중심으로 설계된 맞춤형 선박은 훨씬 더 큰 절감 효과를 얻을 수 있습니다.

그것은 그다지 혁신적으로 들리지 않을 수도 있습니다.

하지만 매년 수천 톤의 연료를 소비하는 대형 원양 선박의 경우, 작은 절약이라도 금방 큰 금액으로 누적될 수 있습니다.

여전히 많은 제약이 존재합니다.

바람은 예측할 수 없습니다. 돛은 갑판 공간을 차지합니다. 시스템은 악천후, 부식 및 화물 작업에 견뎌야 합니다. 교량, 크레인 및 터미널은 장비 설치 높이 또는 위치를 제한할 수 있습니다.

일부 항로는 다른 항로보다 풍력 추진에 훨씬 더 적합합니다.

규제 또한 아직 따라잡지 못하고 있습니다.

국제해사기구(IMO)는 풍력 추진 및 풍력 보조 시스템에 대한 잠정 안전 지침 마련 작업에 착수했으며, 첫 번째 지침은 이번 10년 후반에 발표될 것으로 예상됩니다.

하지만 이제 업계는 불과 몇 년 전까지만 해도 부족했던 것, 즉 실질적인 운영 경험을 갖게 되었습니다.

유조선, 벌크선, 로로선 및 일반 화물선들이 이러한 시스템을 갖추고 상업 운항 시간을 늘려가고 있습니다. 조선소들은 이러한 시스템 설치 방법을 배우고 있으며, 선급 협회들은 관련 규정을 제정하고 있고, 제조업체들은 생산량을 확대하고 있습니다.

그렇다고 해서 상업용 해운이 범선 시대로 되돌아간다는 의미는 아닙니다.

엔진은 운항 일정, 조종, 악천후 및 항만 작업에 필수적인 요소로 남을 것입니다. 또한 많은 선박들이 대체 연료, 배터리 및 기타 효율성 향상 기술에 의존하게 될 것입니다.

바람은 단순히 추진력의 한 구성 요소가 될 것입니다.

그리고 그것이 가장 중요한 변화일지도 모릅니다.

100년 넘게 바람에 대한 의존에서 벗어나려고 애써온 해운업계는 이제 바람이 올바른 방향으로 불어올 때 무료 에너지를 무시할 이유가 거의 없다는 사실을 깨닫기 시작했습니다.