전세계 조선소들이 경쟁력 향상 전략에 초점을 맞추고 있는 가운데 네덜란드 고린겜에 위치한 데멘 시파야드 그룹(Damen Shipyards Group)은 탄소 배출을 최소화하는 선박을 효율적으로 설계하고 건조하기 위한 시뮬레이션 기술을 구축하는 혁신적인 접근 방식을 선택했다.
예를 들어, 이 회사의 100% 전기 여객선은 배기가스가 전혀 없는 반면, 하이브리드 추진 기술과 선박 저항을 줄인 선체 설계 또는 표면 마감을 다르게 적용시켜 다른 배에서 배출되는 배기가스의 20~60%로 감소시켰다. 또한 공기 윤활 방식은 에너지 수요를 최대 10%까지 감소시킨다.
데멘의 R&D 개발 책임자인 Jorinus Kalis는 "시스템 통합과 최적화가 탄소 감축의 핵심"이라며, "디지털 기술이 매우 중요한 역할을 한다. 프로젝트 시작 직후 3D 설계, 개발 및 시각화를 사용하여 시스템, 제품 및 운영의 효율성을 디지털로 생성, 테스트 및 검증하고 있다."라고 말했다.
3D 모델 기반 데이터를 통해 설계자는 내부 및 외부 이해관계자에게 새로운 아이디어를 시연해 보여줄 수 있다.
"효율성을 높이기 위한 옵션은 복잡할 수 있고 따라서 사람들이 이해하기 어려울 수 있습니다,"라고 Kalis는 말했다. "상호작용하는 연료, 추진 및 전기 시스템을 수정하고 혁신하기 위한 비즈니스 및 기술 사례는 의사결정의 재정적, 환경적 영향을 입증하는 고도로 시각적이고 매우 사실적으로 검증된 데이터를 사용하여 보다 쉽게 이루어질 수 있습니다."
지속가능성에 대한 인지도 향상
해양 분류 및 전문 서비스 기관인 Lloyd's Register는 2030년까지 탄소배출량 50-70% 감축이라는 UN의 해운산업 목표를 충족시키려면 훨씬 더 많은 무배출 선박(ZEV)이 필요할 것이라고 보고하고 있다. 이를 달성하기 위해서는 기존 함대의 CO2 배출량을 보상하기 위해 새로운 구조물의 증가는 제로 배출이 되어야 할 것이다.
조선산업에서의 사업적 의미는 분명하다. 사업자들은 가장 효율적이고, 경쟁적이며, 지속가능하게 저배출 또는 무배출 선박을 건조하고 수송할 수 있는 방식를 선택할 것이다.
그 결과, 데멘과 같은 혁신적인 조선소는 점점 더 환경적 요인과 상업적 요인들 사이의 불가분의 관계에 초점을 맞추고 있다. 현대 선박 사업자들의 많은 경쟁 우선순위의 균형을 맞추기 위해, 이 조선소들은 CO2 배출 문제를 탐구하고 해결하기 위해 디지털 시뮬레이션을 활용하는 동시에 생산성과 효율성을 높여 보다 환경적이고 상업적으로 지속 가능한 사업이 되고 있다. 조선소는 3D 시뮬레이션을 사용해 최적의 성능 균형, 초기 비용, 총 소유 비용, 화물 수용량, 환경 영향 등을 고려하여 더 많은 설계 옵션을 검토해 볼 수 있다.
"배출량을 줄이고 비용을 최소화해야 한다는 이 시대의 압력은 효율적인 선박 설계에 대한 수요를 촉진시키고 있습니다,"라고 해군 건축가의 주요 잡지인 The Naval Architect의 편집자인 Richard Halfhide는 말했다. "아직 저탄소 선박을 위한 구체적인 방안이 완성되지는 않았지만, 운영자들을 우리와 같은 사회에 살면서 같이 해결책을 찾고 싶어합니다. 저탄소 선박을 제공하는 조선소들이 시장에서 경쟁력을 갖게 될 것이기 때문에, 조선소들은 지구도 보호하면서도 사업적으로도 이익을 얻을 수 있는 방향으로 집중하고 있다.
Damen Shipyards Group은 이러한 추세의 대표적인 예다. 이 회사는 전세계적으로 12,000명의 직원을 고용하고 있으며 매년 150척의 선박을 생산하고 있다. 데멘의 선박들은 10m 크기의 작업보트에서 205m의 해군 지원함 까지 다양하다. 이 선박들은 6개 대륙에 위치한 조선소에서 건조되고, 서비스 및 수리 된다.
“시스템 통합과 최적화는 탄소 감소에 매우 중요하며, 디지털 기술이 중요한 역할을 합니다.”
JORINUS KALIS
데맨 조선소의 개발 및 R&D 개발 메니저
데멘의 임원들은 지속가능성에 대한 그들의 믿음이 좋은 사업 결정으로 본다.
Kalis 사장은 "입법과 규칙을 기다려 변화를 이끌어내는 대신 하이브리드 전기와 배터리 디젤 전기 등 새로운 추진 시스템을 개발하고, 그 어느 때보다 효율적이고 무배출 선박을 제조하는 데 힘써 변화를 일으키고 있습니다"고 말했다. "환경 지속가능성을 촉진하기 위한 강력한 사업과 사회적 동기가 있습니다. 상식적으로 책임감 있게 행동하고, 제조단계에서 배출과 낭비를 줄이는 보트와 조선소가 기술적, 상업적, 환경적 개선을 이뤄냅니다”라고 말했다.
더 안전하고 더 깨끗한 동력
100년 이상 동안, 디젤 선박은 해양 경제를 번영시키는 데 기여했지만, 또한 환경 악화에도 기여했다. 이러한 추세를 바꾸기 위해 설계자들은 혁신적인 방법에 초점을 맞추고 있다. 새로운 아이디어에는 대기 중으로 배출되기 전에 배출되는 배기가스 스크러버와 촉매제, LNG, 수소, 메탄, 메탄, 메탄, 메탄올을 포함한 대체 연료, 그리고 하이브리드 자동차에서 발견되는 것과 같은 산화 유체 세포가 포함된다.
세계무역기구(WTO)는 국제무역이 매년 약 3.5-4% 성장할 것으로 전망하고 있다. 뉴스 기관인 로이터는 이 수요가 해상 화물을 끌어올리고 결과적으로 선박 수요를 증가시킬 가능성이 있다고 보도했다.
시뮬레이션 기술은 선박의 예상 운항 조건에 대한 데이터를 설계에 통합함으로써 조선소들이 활용할 수 있도록 돕고 있으며, 제조 시작 전에 전반적인 설계 무결성과 생산 가능성을 보장하고 있다. 첨단 디지털 시뮬레이션을 통해 데이터를 가상으로 테스트할 수 있는 설계 단계에서 선박의 구성요소, 시스템 및 소프트웨어 데이터를 결합하면 설계자가 최적의 성능을 달성하는 데 도움이 된다.
Kalis는 "시스템이 물리적으로 시작되거나 조달되기 전에 시스템을 결합하고 검증하기 때문에 실수를 피하고 위험을 줄일 수 있습니다"고 말했다.
"선내 선박 시스템을 시뮬레이션하는 것 외에도 다멘의 조선소 운영도 모의실험을 통해 제조 공정 효율을 높이고 낭비되는 자재와 작업을 줄일 수 있었습니다. 이런 전략으로 일부 조선소 영업에 대한 제조생산성이 두 배로 높아졌고, 시뮬레이션의 활용은 더욱 더 확대할 계획”이라고 말했다.
그는 궁극적으로 강력한 시뮬레이션에 대한 투자는 다멘이 자사 제품의 성능과 비즈니스 성과를 최적화하는 데 도움이 된다고 말했다.
"디지털화는 우리가 파트너, 이해당사자 및 운영자에게 확실한 성과를 약속할 수 있음을 의미하며, 이러한 혁신들이 보장된 재정적 이득의 측면에서 가져오는 부가 가치를 입증합니다."
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