글. 이장욱 컨설턴트(씨앤아이컨설팅)

TV에서 보는 대형 컨테이너선은 항공모함보다 더 큰 초대형 선박으로, 대략 평균 길이가 400m, 폭이 60m, 높이가 70m에 이른다. 선박을 수직으로 세우면 133층 높이로, 화물을 적재하고 운행하는 데 하루에만 200~300톤에 이르는 연료를 소비한다. 하루 연료 소비량을 금액으로 환산하면 대략 12만 달러, 원화로 1억 7천만 원가량에 해당한다. 상상을 초월하는 스케일이다.

삼성중공업 친환경연구센터는 연료를 절감할 뿐만 아니라, 악천후로 인한 파도의 충격과 해수로부터 컨테이너를 보호할 수 있는 ‘대형 컨테이너선 공기저항 저감 장치 SAVER Wind(C)’를 개발하였다. 이로써 2024년 39주 차 장영실상을 수상하였고, 자타공인 세계 1위인 한국 조선업의 기술력을 과시하였다.

삼성중공업 친환경연구센터에서 개발한 대형 컨테이너선 공기저항 저감 장치 SAVER Wind(C)는 쉽게 말해 배에 설치하는 에어 페어링이다. 20,000TEU¹⁾급 컨테이너선은 길이 20피트(6.1m)의 컨테이너를 2만 개 적재할 수 있는 규모다. 이렇게 컨테이너를 쌓아 올려 만들어진 거대한 벽은 배의 항해 중 공기저항의 원인이 되어 연비를 떨어트리며, 악천후 속에서는 거대한 파도가 부딪치는 타깃이 되기도 한다.

그림1  초고층 빌딩과 비교한 20,000TEU급 컨테이너선의 크기(좌) 및 컨테이너 트럭의 공기저항을 줄이기 위한 에어 페어링(우)

(ChatGPT를 통해 이미지 생성)

삼성중공업의 SAVER Wind(C)는 이렇게 컨테이너 벽이 받는 공기저항을 줄여 연비를 높여 준다. 또한 악천후 시 발생하는 거센 파도의 들이침으로 인한 충격과 하중으로부터, 컨테이너와 뱃머리 부분의 각종 의장품을 보호해 준다.

삼성중공업이 개발한 대형 컨테이너선 공기저항 저감 장치 SAVER Wind(C)가 제공하는 기술적 가치는 다음의 세 가지로 명확하게 요약할 수 있다. ① 축구장 4배 크기의 대형 컨테이너선이 받는 공기저항을 줄여 연비를 개선해 준다. 연비 개선의 효과는 최대 6% 정도이다. ② Green Water로부터 뱃머리에 적재된 컨테이너 박스와 배의 각종 의장품을 보호해 준다. ③ SAVER Wind(C)는 새로 건조하는 배에만 적용할 수 있는 것이 아니라, 기존의 배에도 적용할 수 있어 유연성이 있다. 이 유연성이 SAVER Wind(C) 기술의 핵심이라 할 수 있다.

그림2  삼성중공업이 개발한 대형 컨테이너선의 공기저항 저감 장치 SAVER Wind(C)

삼성중공업의 SAVER Wind(C)는 2012년 최초의 아이디어로부터 과제화가 시작되었다. 2022년에야 최초로 적용이 이루어져, 10년간 개발이 진행되었다고 할 수 있다. 이러한 SAVER Wind(C)의 실제 실험 과정은 크게 3단계로 나누어진다. 첫째, 어떠한 형상으로 SAVER Wind(C)를 만들어야 가장 효과적일지를 찾는 단계이다. 둘째, 형상을 모형 선박에 적용하고 풍동 테스트를 통해 공기저항 효과를 데이터화하는 단계다. 셋째, 선박의 안전성과 내구성 등을 검증하는 단계다. 위의 세 가지 단계를 거쳐 완성된 SAVER Wind(C)의 외형을 보면 경쟁사도 금방 모방할 수 있을 것 같지만, 데이터 없이는 디자인적 모방에 지나지 않는다. 즉, 10년 간의 개발 과정은 모방할 수 없는 원천기술의 성격을 지닌 데이터의 축적 과정이었다고 할 수 있다.

삼성중공업은 무엇을 잘해서 성공적인 R&D를 수행해 냈을까? 비결은 엄격함과 유연함에 있는 것으로 보인다. 삼성중공업에는 큰 목표를 공들여 세우는 엄격함이 있고, 다양한 아이디어로부터 과제를 만들어내는 유연함이 있다. 이를 다시 엄격하게 심사하여 확정하고, 이 과정을 거쳐 선정된 과제에 대해서는 일단 오랜 기간이 소요되더라도 기다려주고 지원해 주는 유연함이 있다.

SAVER Wind(C) 기술을 개발한 전상배 프로는 “이러한 환경에서 연구개발을 할 수 있다니 참 복을 받은 것 같다.”라고 말했다. 여러 가지 의미가 담긴 말이겠지만, 결국 유연한 환경도 엄격한 환경도 다 사람들에게서 나온다는 것을 강조한 말이라고 생각한다. 결국 구성원들이 유연함과 엄격함을 넘나들며 혁신을 이끄는 조직문화를 만들어내는 것이다.

최근 SAVER Wind(C)는 많은 고객의 관심을 받고 있어, 대형 컨테이너선의 필수 아이템이 될 것으로 전망된다. 더 나아가, SAVER Wind(C)는 가까운 미래에 대양의 공기를 가르는 대형 컨테이너선의 기본 설계 요소가 되지 않을까 조심스레 예측해 본다.

1) TEU: Twenty-foot Equivalent Unit. 20피트의 표준 컨테이너 크기를 기준으로 만든 단위로, 배나 기차, 트럭 등 운송 수단 사이의 용량 비교를 위해 만들어짐.