기후 변화의 결과로 지구가 온난화되고 있다는 주장을 뒷받침하는 강력한 증거가 있습니다. NASA에 따르면, 지구는 마지막 빙하기가 끝날 때보다 10배 빠른 속도로 따뜻해지고 있습니다. 태양열, 풍력, 수력 발전과 같은 녹색 에너지 계획을 통해 에너지 수요가 화석 연료에서 멀어질 수 있지만, 우리는 여전히 운송 수단으로 이러한 연료에 압도적으로 의존하고 있습니다. 운송으로 인한 배출량의 약 10%가 운송으로 인해 직접적으로 발생하며 이는 전 세계 CO2 배출량의 3%를 차지합니다. 수소는 더 깨끗한 옵션이지만 세계 최초의 100% 수소 구동 선박용 엔진은 이제 막 실제 작동 준비가 완료되었습니다.
이것이 바로 캘리포니아 스타트업인 Newlight Marine Technologies Inc.가 개발한 새로운 시스템이 그토록 중요할 수 있는 이유입니다. 새로운 접근 방식은 디젤 엔진을 완전히 교체하는 대신 화물선이 이미 사용하고 있는 엔진에 수소 연소 기능을 추가합니다. AI가 새로운 시스템에서 수행할 역할이 있다는 사실은 아마도 놀라운 일이 아닐 것입니다. 이 시스템은 AI 유도 컨트롤러를 사용하여 소량의 수소를 디젤 엔진에 주입하고 혼합을 실시간으로 지속적으로 조정합니다. 이것이 어떻게 작동하는지 나중에 더 자세히 다루겠지만, 최근 8,500해리 시험에서 그 결과 연비가 크게 향상되었고 배기가스 배출도 크게 감소한 것으로 나타났습니다.
해운 업계는 이미 “친환경화”를 위해 고군분투하고 있으며 업계 목표를 향해 더디게 진행되고 있습니다. 그리고 새로운 시스템이 하룻밤 사이에 위기를 해결하는 마법의 총알이 될 수는 없지만 다른 기술적 접근 방식에 비해 한 가지 큰 이점이 있습니다. 즉, 드라이 도킹이나 대대적인 엔진 수정, 심지어 정상적인 작동을 중단하지 않고도 몇 주 만에 선박에 개조할 수 있다는 것입니다.
하이브리드 수소-디젤 시스템의 작동 원리
Newlight의 시스템을 사용하면 디젤 엔진이 연소를 돕기 위해 “약간의 수소를 마실 수 있습니다”. 기본적으로 이 시스템은 엔진을 교체하거나 개조하는 대신 디젤과 함께 공기 흡입구에 소량의 압축 수소를 분사합니다. 수소는 청정 연소 연료이기 때문에 적당한 양이라도 연소 효율을 향상시키고 배기가스 배출을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어, 시스템을 테스트하기 위해 650피트 벌크선에 장착되었습니다. 그 배는 싱가포르에서 가나까지 한 달 간의 항해를 시작했습니다. 여행 중 수집된 데이터에 따르면 연료 소비는 24% 향상되었고, 이산화탄소와 일산화탄소 배출량은 각각 28%와 22% 감소한 것으로 나타났습니다.
이러한 시스템이 안정적으로 작동하도록 하기 위해 Newlight의 실시간 컨트롤러는 AI를 사용하여 각 연소 이벤트와 각 연소 이벤트에 주입될 수 있는 수소의 양을 믿을 수 없을 만큼 미세한 수준까지 예측합니다. AI 컨트롤러가 모니터링하는 지표 중에는 연소 압력, 배기 온도, 흡기 압력 등이 있습니다. 이 정보를 알면 시스템이 변화하는 하중과 해상 조건에 자동으로 적응할 수 있습니다.
중요한 점은 시스템이 장착된 경우 엔진이 완전히 이중 연료로 유지된다는 것입니다. 즉, 디젤을 보충할 수 있는 수소가 없을 때에도 엔진은 계속해서 정상적으로 작동합니다. 프로젝트 지원 파트너 중 하나인 lomarlabs에 따르면, 테스트 선박에서 작동되는 하이브리드 추진 시스템은 운영자에게 연간 500,000달러를 절약할 것이라고 합니다.
이 새로운 하이브리드 시스템이 중요한 이유
물론 해운회사 입장에서는 선박당 연간 수십만 달러에 달하는 비용 절감을 약속하는 것은 분명하고 큰 당근입니다. 그러나 이는 업계가 “행위를 정리”해야 한다는 압력이 커지고 있는 시기에 완전한 친환경 시스템으로 전환하는 데 도움이 될 수도 있습니다. 완전 전기 또는 하이브리드 전기 화물선이 하나의 옵션입니다.
수소는 해운 업계의 배출량을 줄이는 데 도움이 될 수 있는 친환경 옵션으로 선전되고 있는 또 다른 연료입니다. 그러나 최근 기록적인 수소 엔진의 개발에도 불구하고, 이것이 현실화되려면 해운 업계에서는 여전히 해결해야 할 큰 장애물이 남아 있습니다. 예를 들어, 현재의 실용화를 위해서는 기존 용량이나 인프라가 충분하지 않습니다. 또한, 수소의 낮은 에너지 밀도는 수소 전용 선박이 연료를 위한 더 많은 저장 공간을 필요로 한다는 것을 의미합니다. 물론, 새로운 발전소를 설치하거나 새로운 선박을 건조하는 데 드는 비용도 있습니다.
이러한 장애물은 미래에 극복될 수 있지만 Newlight가 개발한 하이브리드 시스템은 완전 친환경 시스템이 계속 개발되는 동안 “요새를 유지”할 수 있습니다. lomarlabs에 따르면 시스템 비용은 18개월 이내에 전액 상환될 예정입니다.
업계에서는 확실히 주목하고 있는 것 같습니다. 이 글을 쓰는 시점에 확인된 시스템 주문은 12건이었고 현재 하이브리드 시스템을 운영하는 선박은 2척이었습니다. 이는 바다의 양이 줄어드는 것처럼 보일 수도 있지만, 금세기 중반까지 전 세계 선박 배출량이 50% 더 증가할 것으로 예상되는 상황에서 이와 같은 계획은 우려되는 추세를 반전시키는 데 도움이 될 수 있습니다.
