[고든 정의 TECH+] 21세기 범선 르네상스 꿈꾼다…대형 풍력 화물선 개발

인류에게 바람은 화석연료보다 역사가 훨씬 깊은 에너지원입니다. 풍차와 범선은 바람의 힘을 이용한 대표적 사례입니다. 특히 바람의 힘을 동력으로 사용하는 범선은 인류 역사를 바꾼 발명품이라고 해도 과언이 아닐 것입니다. 사람의 힘 없이도 먼 바다를 건널 수 있는 범선 덕분에 신항로 개척과 장거리 교역이 발전할 수 있었습니다. 사실 19세기까지만 해도 세계 교역의 대부분은 큰 돛을 단 대형 범선을 통해 이뤄졌습니다. 그러다가 19세기 중반 이후 증기선이 등장하면서 범선의 역할은 점점 줄어들었습니다. 선박 엔진 기술이 발전하고 화물선이 대형화되면서 범선은 대부분 레저 및 관광 목적으로 활용되고 있습니다.

하지만 최근 친환경에 대한 시대적 요구가 커지면서 풍력을 보조 에너지원으로 사용한 화물선이 하나씩 등장하고 있습니다. 독일의 스카이세일(SkySails GmbH & Co. KG)은 바람이 센 상황에서 펼칠 수 있는 연 형태의 돛을 이용해 풍력 에너지로 배를 견인하는 시스템입니다. 중형 화물선에서 10~35%까지 연료를 절감할 수 있습니다. 회전하는 기둥과 바람에 의해 생기는 마그누스 효과를 이용한 독일 에너콘(Enercon)의 E-ship 1은 지난 2010년 이후 취역해서 현재도 화물을 실어 나르고 있습니다. 그러나 이런 독특한 시도는 대개 경제성이 부족해 대중화되지는 못하고 있습니다. 아무래도 현대적인 대형 화물선이 바람의 힘으로 움직이기에는 너무 커졌기 때문일 것입니다.

그런데 최근 스웨덴의 왈리니우스 마린(Wallenius Marine)과 스웨덴 왕립 공대, SSPA 연구소는 2024년까지 자동차 7000대를 싣고 대서양을 건널 수 있는 풍력 화물선을 개발하겠다고 발표했습니다. 기존에 시도된 프로젝트가 바람의 힘을 일부 이용하는 것과 왈리니우스 마린이 개발하는 오션버드(Oceanbird)는 바람의 힘을 90%까지 활용하고 내연기관은 보조 수단으로 활용한다는 점에서 차이가 있습니다. 바람이 힘을 이렇게 크게 활용할 수 있는 비결은 새로운 디자인의 거대한 돛 덕분입니다.

날개 같은 외형을 지닌 가변식 돛인 윙세일(wing sail)은 모두 펼쳤을 때 높이 80m, 접으면 20m 정도 크기입니다. 북대서양의 강한 바람을 받아도 길이 200m에 자동차 7000대를 실을 수 있는 자동차 운반선을 움직이기 위해서는 이 정도 크기의 돛이 5개 필요합니다. 다만 돛을 이렇게 크게 만들면 일반적인 범선에 쓰이는 천으로는 바람의 힘을 버티기 힘듭니다. 그래서 강철과 복합소재를 이용한 튼튼한 돛을 만든 것입니다. 그래도 견디기 힘든 강풍을 만나면 돛을 접어 안전하게 수납합니다.

오션버드는 순수하게 풍력을 사용하면 평균 시속 10노트로 이동할 수 있으며 대서양을 12일 정도에 항해할 수 있습니다. 내연기관을 사용한 화물선이 8일 만에 주파하는 거리를 12일에 걸쳐 가는 것이기 때문에 과연 경제성이 있을지 의구심이 들지만, 연료비 절감 효과와 더불어 온실가스 감축 효과에 따른 보조금을 기대할 수 있을 것입니다.

왈리니우스 마린 측은 우선 7m 정도 크기의 축소 모델을 만들어 테스트한 후 내년부터 건조에 들어가 2024년에 취역한다는 계획입니다. 왈리니우스 마린은 스웨덴 선사인 왈리니우스라인 계열사이므로 실제 건조될 경우 이 선사에서 운영할 것으로 예상됩니다. 사실 지름 100m가 넘는 거대한 풍력 발전기도 이미 사용되고 있는데, 이 기술을 응용해 거대한 복합소재 돛을 지닌 범선이 다시 등장한다고 해도 이상할 것은 없어 보입니다. 다만 경제성과 선박의 신뢰성이 관건이 될 것 같습니다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com