2026년 조선해양산업기술개발 1차 신규과제 품목개요서

□ 1차 공고대상 품목개요서(RFP) 목록

사업	순번	연구개발과제명	주관연구 개발기관	지원 규모 (백만원)	수행기간 (개월)	과제유형			과제특징	기술료
						가	나	다
조선 해양 산업 핵심 기술 개발	1	원격제어 및 자율운항이 가능한 친환경 TUG 선박 연구개발	중소·중견 기업	9,000	45	일반	혁신제품	품목 지정	AI연계, 탄소중립,TUG선 운용사 참여필수	징수
	2	한국형 LNG 화물창 1·2차 방벽 용접부 기밀검사 및 복합재 접착부 검사 자동화 시스템 개발	기업	6,000	33	일반	혁신제품	품목 지정	AI연계, 조선사 참여필수	징수
	3	대형 액화 CO2 저장 탱크의 용접 후열처리 공법 대체를 위한 기계적 응력 완화 공법 개발	비영리	8,000	45	일반	원천 기술	품목 지정	-	징수
	4	한국형 LNG 화물창용 시스템 비계 개발 및 실증, 표준화	기업	8,000	45	일반	혁신제품	품목 지정	AI연계	징수
	5	중대형 선박의 유연생산시스템 도입을 위한 지능형 물류 관리 기술개발	기업	20,000	57	일반	혁신제품	품목 지정	AI연계, 유연 컨소시엄	징수
	6	LNG 선박용 Oil free 밀폐형 LD, HD 압축기 개발	기업	8,000	45	일반	혁신제품	품목 지정	탄소중립	징수
	7	무수 암모니아에 대한 실제 항복강도 440MPa 이상의 선박용 강재 적용 기술개발	비영리	5,000	33	일반	원천 기술	품목 지정	탄소중립	징수
	8	액화수소 저장시스템 단열 성능 국산화 평가 모델/절차 개발 및 검증	제한없음	5,000	45	일반	혁신제품	품목 지정	탄소중립, 조선사 수요기업 참여필수	징수
	9	CTV용 병렬형 하이브리드 추진기술의 엔진 및 전동기 동력전달 전자제어 기어박스 개발	중소·중견 기업	7,000	45	일반	혁신제품	품목 지정	탄소중립	징수
	10	암모니아 연료추진 선박 엔진용 Valve 4종 개발	중소·중견 기업	5,000	45	일반	혁신제품	품목 지정	탄소중립	징수
	11	선박용 수소 엔진-연료전지 하이브리드 추진 시스템 개발 및 해상 실증	기업	15,000	45	일반	혁신제품	품목 지정	탄소중립	징수
	12	조선용 협동로봇의 중소조선소 현장 운용 시스템 개발	비영리	3,800	45	일반	원천 기술	품목 지정	AI연계	징수
	13	Type-C 독립형 LCO2 탱크 생산 및 검사 자동화 기술개발	기업	15,000	45	일반	혁신제품	품목 지정	AI연계, 유연 컨소시엄	징수
친환경 선박 전주기 핵심 기술 개발	14	15MW급 암모니아 전소 가스터빈용 연소기 및 연료공급 시스템 개발	기업	12,000	33	일반	혁신제품	지정 공모	안전관리형, 탄소중립	징수
	15	MW급 10kV 고전압 직류 시스템용 반도체 차단기 개발	기업	10,000	45	일반	혁신제품	지정 공모	안전관리형, 탄소중립	징수
조선소 중대형블록지능형 핸들링 및 취부/용접기술개발	16	(총괄) 조선소 중대형 블록 지능형 핸들링 및 취부/용접 기술개발 및 실증	비영리	200	45	일반	혁신제품	지정 공모	AI연계	비징수
	17	(1세부) 선박 호퍼블록 곡판계 조립 지능화 시스템 개발	중소·중견 기업	9,300	45	일반	혁신제품	지정 공모	AI연계, 조선소 참여 필수	징수
	18	(2세부) 선박 호퍼블록 보강재 취부 지능화 시스템 개발	중소·중견 기업	6,920	45	일반	혁신제품	지정 공모	AI연계, 조선소 참여 필수	징수
	19	(3세부) 선박 호퍼블록의 소조 프레임 취부 자동화 시스템 개발	제한없음	8,300	45	일반	혁신제품	지정 공모	AI연계, 조선소 참여 필수	징수
	20	(4세부) 선박 호퍼블록 조립공정 통합운영 및 관제 플랫폼 개발	중소·중견 기업	4,300	45	일반	혁신제품	지정 공모	AI연계, 조선소 참여 필수	징수
선박용 CO2포집시스템 기술개발및실증	21	(총괄) 선박용 CO2 포집 시스템 기술개발 및 실증	비영리	700	45	일반	혁신제품	지정 공모	탄소중립	비징수
	22	(1세부) RPB 활용 습식 선박용 CO2 포집 시스템	기업	3,900	45	일반	혁신제품	지정 공모	탄소중립	징수
	23	(2세부) 극저온 포집기술 활용 선박용 CO2 포집 시스템 개발	기업	4,200	45	일반	혁신제품	지정 공모	탄소중립	징수
	24	(3세부) 흡착기술을 활용한 선박용 CO2 포집 시스템 개발	기업	3,900	45	일반	혁신제품	지정 공모	탄소중립	징수
	25	(4세부) 선박용 CO2 포집 시스템 육·해상 실증	제한없음	15,700	45	일반	혁신제품	지정 공모	탄소중립	징수
북극항로 개척을 위한 극지운항선박핵심기술개발	26	(총괄) 북극항로 개척을 위한 극지운항선박 핵심기술개발	비영리	400	45	일반	혁신제품	지정 공모		비징수
	27	(1세부) 극지항로 항해 선박의 빙하중 추정 및 설계 변수 산출을 위한 실험·계측 기술개발	비영리	9,600	45	일반	혁신제품	지정 공모		징수
	28	(2세부) 인공위성, 드론, 레이더 등 멀티모달 기반 빙탐사(ice monitoring) 기술개발	비영리	7,000	45	일반	혁신제품	지정 공모		징수
	29	(3세부) AI+Robot활용 북극항로 운항선박 기관실 운영 기술개발	제한없음	7,600	45	일반	혁신제품	지정 공모		징수
	30	(4세부) 극지/일반해역에서 겸용 가능한 고효율 프로펠러 설계 기술개발	제한없음	5,400	45	일반	혁신제품	지정 공모		징수
자율운항선박 AI데이터 플랫폼 기술개발	31	(총괄) 자율운항선박 AI 데이터 플랫폼 기술개발	비영리	400	45	일반	혁신제품	지정 공모	AI 연계	비징수
	32	(1세부) 조선해양 자율운항 플랫폼 보급 및 데이터 수집 기반 마련	제한없음	13,800	45	일반	혁신제품	지정 공모	AI 연계	징수
	33	(2세부) 조선해양 피지컬 AI 모델 수립을 위한 데이터 플랫폼 개발	제한없음	10,400	45	일반	혁신제품	지정 공모	AI 연계	징수
	34	(3세부) 조선해양 피지컬 AI 모델 개발 및 활용	제한없음	5,400	45	일반	혁신제품	지정 공모	AI 연계	징수

□ 조선해양산업핵심기술개발

품목번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

-

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

(해당)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

조선산업 디지털·스마트 전환

프로젝트

스마트 자율운항(레벨4) 선박 핵심기술(자율운항시스템, 자율유지보수 등) 개발 및 실증

제품·기술

무인 서비스

세부기술

무인항해 시스템

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

품목명

원격제어 및 자율운항이 가능한 친환경 TUG선 개발

(TRL : [시작] 5단계 〜 [종료] 8단계)

1. 개념 및 개발내용

□ 개념

ㅇ 항만 및 연안의 환경 규제와 안전 규제에 대응하기 위한 원격 제어 및 자율 운항 기능을 갖는 친환경 추진 예인선 개발 및 실증

- 원격 제어와 자율운항에 최적화된 예인선 선형 개발과 예인선용 대용량 친환경 추진 시스템 개발

- 전자해도 연계, 실시간 에너지 최적화 및 안전성 확보가 가능한 자율운항 기능을 갖는 선박 운영 시스템의 개발

※ 핵심 목표 : 소비 에너지 저감율 30% 이상의 원격제어가 가능한 친환경  TUG 개발 및 실증(세계최초)

□ 개발내용

ㅇ 자율운항과 친환경 추진시스템에 적합한 예인 선박설계 기술개발

ㅇ 예인 선박용 대용량 친환경 추진 시스템 개발

ㅇ 친환경 추진(Tier III 대응, 전기·하이브리드)과 자율운항 시스템 통합 구조 개발

ㅇ 전자해도(S-100) 및 스마트 항만 통합 연계 기술개발

ㅇ 시험용 예인선 건조

ㅇ 실해역 운항 실증 및 안전성 평가

연구개발계획서 제출시 다음 항목의 정량적 목표치 및 상용화 수준 제시 필수

- 자율운항레벨(Level2-원격 제어+선원 탑승 가능), 통신신뢰서(원격 통신 평균 지연 시간, 데이터 손실률, 통신 오류 감지 시간), 원격제어 성능정확도(AIS·Radar 기반 표적 인식 정확도, 통합 데이터 손실률), 운항 실증 건수, 예인선 건조 등

2. 지원 필요성

□ 지원필요성

ㅇ (정책적 측면) 해운·물류 저탄소 전환 로드맵의 일환으로 IMO 규제 강화와 항만별 Zero-Emission Port 전략 확산에 대응과 국내 조선산업 및 해양기자재 산업 생태계 강화를 위해 친환경 예인선 개발 지원 필요

ㅇ (기술적 측면) 국내는 LNG·하이브리드 예인선 등 일부 기술을 도입하고 있는 단계, 전기추진 예인선 개발은 초기 단계이며, 해외는 자율운항·원격제어·친환경 추진 통합 스마트 예인 솔루션으로 발전하고 있어 이에 대응하기 위한 기술 확보 필요

ㅇ (시장적 측면) IMO 규제 강화와 항만별 Zero-Emission Port 전략 확산에 따라 친환경 예인선 시장은 지속적으로 성장할 것으로 전망되며, 친환경 예인선 신조와 개조 수요는 급증하고 있는 상황

ㅇ (사회적 측면) 안전한 작업환경 구축, 항만 운영 데이터 기반 Fleet 관리 고도화, 에너지 관리 효율화를 통한 탄소 배출권 저감을 위한 친환경 예인선과 자율운항 기술 융합 기술의 개발 필요

3. 활용분야

□ 활용분야

ㅇ 항만물류 최적화, 보험·금융·데이터 서비스 등으로 확장 가능

ㅇ 친환경·디지털 트윈 기반 운항 정보 시장 활성화

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 45개월 이내(1차년도 개발기간 : 9개월, 2~4차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’26년 12억원 이내(총 정부지원연구개발비 90억원 이내)

ㅇ 주관연구개발기관 : 중소·중견 기업(혁신제품형, TUG선 운용사 참여 필수)

ㅇ 정부납부기술료 납부대상 여부 : 대상

품목번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

기타 조선/해양 시스템 관련 기술

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

(해당 or 해당없음)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

조선산업 디지털 스마트 전환

프로젝트

선박 생산 공정 디지털전환을 통한 생산성 형상 기술개발

제품·기술

지능형 친환경 생산 전환 기술

세부기술

고지능 혁신적 가공(용접 등) 및 검사기술

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

품목명

한국형 LNG 화물창 1·2차 방벽 용접부 기밀검사 및 복합재 접착부 검사 자동화 시스템 개발

(TRL : [시작] 4단계 ~ [종료] 7단계)

1. 개념 및 개발내용

□ 개념

ㅇ 기존 작업자의 경험에 의존하는 누설/기밀 검사 공정의 자동화 및 데이터 기반의 원격 관리를 위한 한국형 화물창 방벽의 누설/기밀 자동 검사 및 관제시스템 개발을 통한 디지털 전환 기술 확보

- 멤브레인 타입 한국형 화물창에 적용되는 금속 방벽 기밀부에 대한 자동 검사시스템 개발 및 검사 공정 관제시스템 개발을 통해 차별화 및 경쟁력 제고에 활용

※ 핵심 목표 : 한국형 멤브레인 화물창 방벽의 기밀 자동 검사 및 관제시스템 개발 및 실증(세계최초)

□ 개발내용

ㅇ 한국형 멤브레인 화물창의 금속 방벽 용접부 기밀 자동 검사시스템 및 관제시스템 개발

- 금속 방벽 용접부의 검사 구역 및 유형 식별(검사 구역/특성 자동 인식 기능)

- 금속 방벽 용접부 검사를 위한 이동체 개발(구역 이동 기능 포함)

- 금속 방벽 용접부 기밀(gas tightness) 검사 방법 및 자동 검사 시스템 개발

- 금속 방벽 용접부 검사 관제시스템 개발(제어시스템 및 AI 기반 품질 평가 포함)

ㅇ 한국형 멤브레인 화물창의 2차 방벽 자동 검사시스템 및 관제시스템 개발

- 2차 방벽 접착상태 자동 검사시스템 개발

- 2차 방벽 접착부 검사공정의 디지털트윈기반 원격 관제시스템 개발

- 2차 방벽 접착부 자동화 검사시스템의 통합 실증

ㅇ 한국형 멤브레인 화물창의 방벽 기밀 자동 검사시스템 및 관제시스템의 실증

- 한국형 멤브레인 화물창에 대상 방벽 기밀부 자동 검사 및 관제시스템 실증

- 정량/정성적 개발 목표별 실증 및 달성 수준 평가

- 정량/정성적 목표 항목별 실증 결과 및 달성률에 대한 객관적 검증(선급 승인 등)

연구개발계획서 제출시 다음 항목의 정량적 목표치 및 상용화 수준 제시 필수

- 최소 검출 누설량, 자동 검사 속도, 기밀 결함 검출률, 위치 인식 정확도, 실증 방법 등

2. 지원 필요성

□ 지원필요성

ㅇ (정책적 측면) 한국형 멤브레인 화물창의 차별화된 기술을 개발하여 기술 경쟁국 간 기술 우위 포지션 확보가 필요함

ㅇ (기술적 측면) 멤브레인 화물창의 검사는 다양한 형상, 구역, 조건 등에 따라 자동화하기 어려우나 자동화 기술 및 디지털 기술과 접목하여 차별화된 자동 검사 기술을 확보할 필요가 있음

ㅇ (시장적 측면) 한국 조선사가 LNG 운반선 시장을 점유하고 있으나 중국과의 간극이 상당히 좁혀진 상황으로 LNG 운반선 핵심 요소인 화물창 관련 기술력 경쟁력 제고를 위한 일환으로 검사시스템 자동화 및 디지털화가 필요

ㅇ (사회적 측면) 경쟁국 대비 조선산업 초격차 유지를 위해 검사 자동화를 통한 생산/검사 등 공정관리 인력 부족을 만회함과 더불어 생산 기술력을 확보 필요

3. 활용분야

□ 활용분야

ㅇ 한국형 멤브레인 화물창 방벽 검사의 자동화 기술개발을 통해 검사 효율화는 물론 한국형 멤브레인 화물창의 경쟁력 제고 요소 확보가 기대됨

ㅇ 방벽 기밀 자동 검사 방법 및 검사시스템 개발/실증을 통해 LNG를 비롯한 액화가스 화물창 분야의 원천기술 확보 및 공증 기술로 제시 가능

ㅇ LNG 화물창 검증/적용으로 다양한 액화가스 화물창 및 액화가스 연료 탱크에 확대 적용

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 33개월 이내 (1차년도 개발기간 9개월, 2~3차년도 개발기간 각 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’26년 7억원 이내(총 정부지원연구개발비 60억원 이내)

ㅇ 주관연구개발기관 : 기업(혁신제품형, 조선사 참여 필수)

ㅇ 정부납부기술료 납부대상 여부 : 대상

품목번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

-

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

(해당 or 해당없음)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

조선산업 디지털·스마트 전환

프로젝트

선박설계 및 생산공정 디지털전환을 통한 생산성향상 기술개발

제품·기술

지능형 친환경 생산 전환 기술

세부기술

고지능 혁신적 가공(용접 등) 및 검사기술

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

품목명

대형 액화 CO2 저장 탱크의 용접 후열처리 공법 대체를 위한 기계적 응력 완화 공법 개발

(TRL : [시작] 3단계 〜 [종료] 6단계)

1. 개념 및 개발내용

□ 개념

ㅇ 대형 액화 CO2 (LCO2) 저장 탱크 용접부의 PWHT 공법 대체를 위한 수압(hydro pressure) 등을 이용한 MSR 공법 개발 및 실물사이즈 목업 탱크 대상 실증

- IGC Code 기준 MSR 공법은 탱크 두께 40mm 이하만 적용 가능

* ICG Code : 국제 액화 가스 안전 운송 코드

** MSR(Mechanical Stress Reliving) : 수압(hydrostatic) 등을 이용한 기계적 잔류 응력 완화 공법

- LCO2 탱크의 저온/고압 운용 조건을 고려할 때 두께 50mm 이상 강재 적용 필요

- 대형 LCO2 탱크 제작 비용/효율 측면에서 MSR/ECA 기술개발은 필수적

(MSR/ECA 공법 적용 시, 중국의 PWHT 공법과 동등 수준 탱크 제작 비용)

* PWHT(Post Weld Heat Treatment): 용접부 잔류 응력 완화 목적의 열처리 공법

** ECA(Engineering Critical Assessment): 파괴역학 기반 심화된 구조 건전성 검증 기술

※ 핵심 목표 : 두께 40mm 초과 Type C 탱크에 대한 MSR 공법 개발 및 실물사이즈 목업 탱크 실증을 통한 선급 인증 추진(세계 최초)

□ 개발내용

ㅇ LCO2 탱크 MSR 공법 적용에 따른 용접부 잔류응력 평가 기법 개발 및 검증

- LCO2 탱크 용접 조건을 고려한 열탄소성 해석 기법 정립

- LCO2 탱크 용접부 잔류응력 측정 및 평가 방법 개발 및 검증

ㅇ 대형 LCO2 탱크 MSR 실증 시험 및 용접부 잔류 응력 분포/완화 특성 검증

- MSR 실증용 목업 탱크(실적선 탱크 직경 동등 수준) 설계 및 제작

- 목업 탱크에 대한 수압 기반 MSR 시험 및 잔류응력 완화 특성 정량적 검증

- LCO2 탱크 MSR 공법 적용 현장 가이드라인 정립

ㅇ LCO2 탱크 용접부 잔류응력 분포 특성을 고려한 파괴역학 기반 구조 건전성 평가 기술개발

- 파괴역학 기반 LCO2 탱크 피로균열진전 해석 및 불안전 파괴 평가 절차 정립

- LCO2 탱크 용접부 잔류응력 분포 특성에 따른 탱크 요구 파괴 인성 기준 정립

ㅇ 국내 조선소 및 LCO2 탱크 제작업체 활용을 위한 선급 지침 개발

연구개발계획서 제출시 다음 항목의 정량적 목표치 및 상용화 수준 제시 필수

- 목업 탱크 직경 및 길이(mm), MSR 공법 시방서(건), 구조거동/잔류응력 측정 절차서(건), 선급 지침 개발(건), MSR 공법 적용을 위한 국내외 선급인증(건) 등

2. 지원 필요성

□ 지원필요성

ㅇ (정책적 측면) 액화 가스 화물 탱크 제작 관련 국제/선급 규격 등 개정을 위한 정책적 지원 필요

ㅇ (기술적 측면) LCO2 운반선 수요 증가에 따른 탱크 설계/제작 기술 차별화 필요

ㅇ (시장적 측면) 차별화된 LCO2 탱크 설계/제작 원천기술 확보로 LCO2 운반선 시장 선점 및 우위 지속 필요

ㅇ (사회적 측면) LCO2 운반선 시장 경쟁력 확보를 통한 조선산업 및 전후방 업계 신성장 동력 확보 및 지역 일자리 창출을 통한 경제적 기여

3. 활용분야

□ 활용분야

ㅇ (경쟁력 강화) PWHT 대비 공정 단축, 원가 절감을 실현해 국내 독립형 탱크 제작 경쟁력 강화

ㅇ (미래수요) 초대형 LCO2 운반선 및 저탄소 연료선 등 확대되는 탄소 해상운송 시장의 핵심 제조기술로 활용

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 45개월 이내(1차년도 개발기간 : 9개월, 2~4차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’26년 12억원 이내(총 정부지원연구개발비 80억원 이내)

ㅇ 주관연구개발기관 : 비영리기관

ㅇ 정부납부기술료 납부대상 여부 : 징수

품목번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

-

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

(해당)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

조선산업 디지털·스마트 전환

프로젝트

선박설계 및 생산공정 디지털전환을 통한 생산성향상 기술개발

제품·기술

지능형 친환경 생산 전환 기술

세부기술

공정별 자동화 및 지능형 안전 생산기술

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

품목명

한국형 LNG 화물창용 시스템 비계 개발 및 실증, 표준화

(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 개발내용

□ 개념

ㅇ LNG선 및 극저온 연료탱크 내부 단열 작업은 필수 공정임에도 불구하고, 현재 국내 조선소가 사용하는 시스템 비계는 다양해지는 탱크 형상에 대응하지 못해 설치·해체에 과도한 시간이 소요되고 있으며, 이는 인력 투입 증가와 작업 안전성 저하로 직결되고 있다. 특히 공정마다 새로운 비계를 반복 구축해야 하는 비효율은 지속적인 생산성 저하의 주요 원인임

ㅇ 이러한 문제를 해결하기 위해서는 기존 외산 비계의 단순 대체를 넘어, 복잡한 한국형 화물창·연료탱크 형상에 맞추어 구조적으로 적응하고, 작업 효율을 실질적으로 개선할 수 있는 ‘고강도 경량 하이브리드 시스템 비계’ 기술개발이 필요함

※ 핵심 목표 : 설치시간 30% 단축, 작업 인력 25% 절감, 시스템 비계 부재 감소율 35%, AI 자동 배치 정확도 95% 이상 성능 도출

□ 개발내용

ㅇ 고강도 강재(690MPa급) 및 AL-6061 하이브리드 시스템 비계 개발

- 기존 외산 시스템 비계를 국산 개발품으로 대체 : 공급망 보안/비용 효율성 향상

- 한국형 화물창, 연료탱크 형상 대응을 위한 모듈형 시스템 비계 기본 설계

- 기능형 부품, 경사면 지지 부재, 재활용 가능한 부재 개발

- 모듈식 설계 개발: 다양한 탱크 모양에 맞게 유연하게 조립/해체 가능

- 자동 레이아웃 및 자재 수량/중량 계산 소프트웨어 개발

- AI 기반 비계 자동 배치 알고리즘 및 RFID 기반 부품 관리 시스템 개발

- 맞춤형 리프팅 부재 및 해체 부품 자동 운송 캐리지 개발

- 알루미늄 발판 및 모듈형 조인트 설계

- 디지털 트윈 기반 안전·구조 모니터링 플랫폼 구축

연구개발계획서 제출시 다음 항목의 정량적 목표치 및 상용화 수준 제시 필수

- 기존 대비 설치 및 해체 시간 단축율(%), 작업인력 절감율(%), 비계부재 감소율(%), 자동배치 정확도(%) 등

2. 지원 필요성

□ 지원필요성

ㅇ (정책적 측면) 고강도 시스템 비계는 LNG 운반선·극저온 연료탱크 분야에서 필수적인 핵심 기자재임에도 국내 기술 의존도가 낮아, 공급망 리스크와 기술 유출 위험이 존재한다. 따라서 동 과제는 조선산업의 국가 전략 자립도를 높이기 위한 정책적 우선순위가 매우 높은 과제이다.

ㅇ (기술적 측면) 한국형 화물창·연료탱크 개발이 가속화되는 상황에서, 기존 비계는 새로운 형상의 구조적 특성과 고난도 단열 시공 요건을 만족시키지 못하고 있다. 이를 해결하기 위해 국산 고강도 재질·모듈형 설계·AI 자동화 기술을 통합한 차세대 비계 시스템의 개발은 필수적이다.

ㅇ (시장적 측면) 생산 효율성 제고와 공정 단축은 LNGC 시장에서 조선소 경쟁력을 결정하는 핵심 요소이다. 본 기술은 설치·해체 비용 절감뿐 아니라 인력 의존도를 근본적으로 줄여, 인력 부족이 심화되는 조선업 현실에 직접적인 해결책이 된다.

ㅇ (사회적 측면) 경량화·모듈화·자동 운송체계 구축은 작업자의 추락·낙하물·밀폐공간 사고 위험을 획기적으로 줄이며, 중대재해 예방 체계 강화를 위한 국가적 정책 방향과도 완전히 부합한다.

3. 활용분야

□ 활용분야

ㅇ 시스템 비계는 LNG 운반선 화물창과 극저온 연료탱크를 포함한 다양한 해양·육상 대형 저장탱크 내부에서 단열·보수·검사 작업을 수행하기 위한 필수 작업 플랫폼으로 활용될 수 있으며, 복잡한 형상의 구조물에도 모듈형으로 유연하게 적용되어 조선·해양·에너지·저온 저장 산업 전반의 시공 효율성과 작업 안전성을 동시에 향상할 수 있는 핵심 기반 기술이다.

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 45개월 이내(1차년도 개발기간 : 9개월, 2~4차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’26년 12억원 이내(총 정부지원연구개발비 80억원 이내)

ㅇ 주관연구개발기관 : 기업(혁신제품형)

ㅇ 정부납부기술료 납부대상 여부 : 대상

품목번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

-

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

(해당)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

조선산업 디지털·스마트 전환

프로젝트

선박설계 및 생산공정 디지털전환을 통한 생산성향상 기술개발

제품·기술

지능형 친환경 생산 전환 기술

세부기술

공정별 자동화 및 지능형 안전 생산기술

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

품목명

중대형 선박의 유연생산시스템 도입을 위한 지능형 물류 관리 기술개발

(TRL : [시작] 5단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 개발내용

□ 개념

ㅇ 선박 제작 시작 공정인 소조립* 공정의 혁신적인 물류비용의 절감과 생산 비용 절감이 가능한 ‘중대형 선박 소조블록의 유연생산 시스템을 위한 지능형 물류 관리 기술’ 개발

- 물류비용의 지속적 상승과 물류 이송 공정 지연에 따른 어려움을 해결하기 위해 블록 물류 관리 공정의 디지털전환(DX) 기술개발을 통한 생산 효율성 향상 필요

* 선박 블록의 조립공정은 소조립, 중조립, 대조립 공정 순으로 제작

** 소조 블록 제작 공정이 전체 조립 공정 기간의 약 30%, 원가 비중의 약 25%를 차지하고 있으며, 조립공정 기간은 생산 비용 증감에 큰 영향을 줌

*** 소조블록 제작 공정의 물류비 비중은 생산비의 10~15%로, 이 가운데 운반비용, 자재 보관 비용 및 관리 계획 비용이 전체의 70%를 차지, 이송 공정이 전체 작업 공정의 10~20%를 차지

※ 핵심 목표 : 소조블록 생산성 10% 향상 및 생산원가/비용 15% 절감이 가능한 조선소 내 지능형 물류 시스템 개발(세계 최고)

□ 개발내용

ㅇ 소조블록용 지능형 원자재 입출고 관리 시스템

- 소조블록 제작을 위한 지능형 원자재 입출고 관리 시스템 개발

- CAD 연계 소조블록 원자재 관리를 위한 지능형 랙 시스템, 원자재 입출고 관리를 위한 지능형 관리 시스템 및 통합 관리시스템 연계 기술개발

ㅇ 조립장 내 지능형 물류 이송 자동화 시스템

- 소조블록 제작을 위한 조립장 내 지능형 물류 이송 자동화 시스템 개발

- 조립장 환경에 적용 가능한 AMR(Autonomous Mobile Robot) H/W 기술, 조립장 환경에 적용 가능한 지율주행기술, 입출고 관리 시스템 연동 기술 등

ㅇ 완성품 품질관리 및 적재 자동화 시스템

- 완제품 관리를 위한 품질관리 및 적재 자동화 시스템 개발

- CAD 연계 소조블록의 변형 계측 정보 관리 기술, 다양한 형상의 고중량 소조블록 적치를 위한 지능형 랙 시스템 기술

ㅇ 통합 관리 시스템 연계 기술개발

- 디지털트윈 통합 관리시스템 개발

- 물류 시스템을 고려한 생산공정 관리 기술, 디지털트윈 기반 공정 모니터링 및 관리 기술개발

연구개발계획서 제출시 다음 항목의 정량적 목표치 및 상용화 수준 제시 필수

- AMR적재하중(kg), 이송 가능 팔레트 사이즈(m*m), 이송 속도(m/s), AMR 동시 운용 대수(대), 부재 마킹 및 인식 정확도(%), 팔레타이징 속도(s) 및 효율(%) 등

2. 지원 필요성

□ 지원필요성

ㅇ (정책적 측면) 심화되는 인력난 속에서 수주량 증가가 생산량의 증가로 이어지려면 생산 효율성을 극대화를 위한 생산 물류 관리 기술의 초격차 기술 확보 필요

ㅇ (기술적 측면) 대규모 작업 현장, 다양하고 복잡한 공정 등 조선 업종의 특성을 반영한 AI 기반 생산공정 물류관리 시스템 도입을 위한 통합 연계 기술개발 필요

ㅇ (시장적 측면) 생산공정의 비용 절감, 생산성 향상을 통해 중국과 선가 경쟁력을 초격차 기술로 극복 필요

ㅇ (사회적 측면) 자동화 물류 시스템을 통한 작업 안정성 확보

3. 활용분야

□ 활용분야

ㅇ 소부재 운송 및 Overhead Crane 연계 AMR을 통한 물류 자동화

ㅇ AMR 군집 제어 및 운영 최적화를 통한 운영 효율성 증대

ㅇ 자동화 기반 물류 비용 절감 효과

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 57개월 이내
(1단계 : 1차년도 9개원, 2~3차년도 각 12개월, 2단계 : 4~5차년도 각 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’26년 23억원 이내(총 정부지원연구개발비 200억원 이내)

ㅇ 주관연구개발기관 : 기업(혁신제품형)

ㅇ 정부납부기술료 납부대상 여부 : 대상

품목번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

-

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

(해당)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

친환경선박 전주기 생태계 육성

프로젝트

친환경 선박 추진연료 대전환(암모니아/수소 등) 및 탄소저감 선도기술개발

제품·기술

조선해양 탄소저감 기자재

세부기술

선박에너지 효율 향상기술 고도화

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

품목명

LNG 선박용 Oil free 밀폐형 LD, HD 압축기 개발

(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 8단계)

1. 개념 및 개발내용

□ 개념

ㅇ LNG 운반선/추진선 운영 시 발생하는 BOG(Boil Off Gas) 처리를 위한 LD(Low Duty) / HD(High Duty) 압축기 개발

- LD 압축기는 LNG 추진선에서 발생하는 BOG를 압축하여 엔진의 연료 가스로 공급하는 핵심 장비임

- HD 압축기는 LNG 운반선/벙커링선에서 LNG 적하역 시 발생하는 BOG　처리를 위한 필수 장비임

- 현재 LNG 선박에 많이 적용되고 있는 가스 압축기는 압축 과정의 오일 누유 등의 문제로 인해 신뢰성과 효율 측면에서 한계를 보이고 있음

- Oil free 압축기에 대한 수요가 많으나, 현재는 외산 제품에 의존하고 있는 상황으로서 Oil free 방식의 LD/HD 압축기 국산화 개발이 필요함

※ 핵심 목표 : 세계 최고 수준의 Oil free 밀폐형 LD/HD 압축기 개발

□ 개발내용

ㅇ Oil free type Screw 타입 LD 압축기 개발

- LNG 추진선의 BOG를 엔진으로 공급하기 위한 3,000kg/hr 이상급 Oil free type screw 압축기 개발 및 시제품 제작

ㅇ LNG 벙커링/추진선의 Vapor return용 HD 압축기 개발

- LNG 벙커링 선박 및 중소형 가스선의 Vapor return용 2,800kg/hr 이상급 밀폐형 터보 압축기 개발 및 시제품 제작

ㅇ 압축기 성능 육상 검증

연구개발계획서 제출시 다음 항목의 정량적 목표치 및 상용화 수준 제시 필수

- Capacity(kg/hr), Suction/Discharge pressure(bar), 설치 공간 절감률(%), 토출 가스 오일 함유량(mg/m3), Gas sealing 효율, 진동(mm/s), 소음(dBA), 설계/제품 인증(건), 특허(건) 등

2. 지원 필요성

□ 지원필요성

ㅇ (정책적 측면) 국제해사기구(IMO)의 온실가스 감축 규제 및 탄소중립 이행 정책 대응과 정부의 조선산업 고도화 정책 연계를 위해 필요함

ㅇ (기술적 측면) 밀폐 및 오일프리 구조는 설치 공간 절감, 누유 방지, 구조 단순화 등 기술적 우위가 있으며, 고용량 압축기의 해외 기술 종속 탈피를 위해 필요함

ㅇ (시장적 측면) LNG 수요 증가에 따라 LNG 운반선·벙커링선 발주가 확대되고 있으며, 이에 따라 가스 압축기 수요 증대에 대비할 필요 있음

ㅇ (사회적 측면) 국산 기술개발 및 Full scale 실증을 통해 압축기 업체의 사업화 및 선박 시장 진입 지원이 필요함

3. 활용분야

□ 활용분야

ㅇ LNG 선박 시장에 국산화 기자재 적용을 통한 외산 기자재 대체 가능

ㅇ 밀폐 구조 압축기 기술은 향후 암모니아/수소 등의 연료 시스템에도 활용 가능

ㅇ 고속 모터, 인버터 제어, 냉각 기술 등과 관련된 부품 산업 연계 가능

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 45개월 이내(1차년도 개발기간 : 9개월, 2~4차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’26년 12억원 이내(총 정부지원연구개발비 80억원 이내)

ㅇ 주관연구개발기관 : 기업(혁신제품형)

ㅇ 정부납부기술료 납부대상 여부 : 대상

품목번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

(해당 or 해당없음)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

친환경선박 전주기 생태계 육성

프로젝트

친환경 선박 추진연료 대전환(암모니아/수소 등) 및 탄소저감 선도기술개발

제품·기술

무탄소 선박 대체연료 내연기관

세부기술

무탄소 연료(암모니아/수소 등) 내연기관 및 핵심기자재

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

품목명

무수 암모니아에 대한 실제 항복강도 440MPa 이상의 선박용 강재 적용 기술개발

(TRL : [시작] 3단계 〜 [종료] 6단계)

1. 개념 및 개발내용

□ 개념

ㅇ 글로벌 탈탄소화 정책과 함께 암모니아가 대체 연료 및 수소운송 수단으로 각광받으면서, 암모니아 운반 및 추진선 수요의 급격한 증가가 예상

- 암모니아는 탄소-망간강 및 저합금 니켈강에 대해 응력부식균열을 유발할 수 있어, 강재 및 응력 제거 방법에 대하여 엄격한 규정이 적용되어 암모니아 운송 및 저장 탱크를 제작하는데 제한이 있음

- 또한, 암모니아용 저온강 수급 문제 등으로 인해 선박 건조 시 경쟁력 저하 및 많은 애로 사항이 예상되어 강재의 적용 기술 개발이 필요

※ 핵심 목표 : 암모니아용 저온강 실제 항복 강도 제한 완화 (≥440Mpa)기술 확보

□ 개발내용

ㅇ 조선용 암모니아 저온용 강재 및 용접부의 응력부식균열 저항성 향상 기술 확보

- 무수 암모니아 환경 내 장기 노화 거동 분석 및 가속화 평가기술 정립

- 무수 암모니아 가속화 평가를 통한 응력부식균열 저항성 강재 확보 및 검증

- 실제 항복강도(YS≥440MPa)이상 저온강 및 용접부에 대한 응력부식균열 원인 연구

- 국제 규제 및 선급 규정을 만족하는 재료 인증 기반 확보

- 무수 암모니아 환경에서의 응력부식균열(SCC) 가속 평가 시험법 등 표준화 제안

연구개발계획서 제출시 다음 항목의 정량적 목표치 및 상용화 수준 제시 필수

- 응력부실균열 검증 방법, 강재의 종류 및 등급별 SCC 검증 방안, 항복강도 완화 기술 개발 건수, 응력부식균열(SCC) 가속 평가 시험법 및 등 표준화 제안 등

2. 지원 필요성

□ 지원필요성

ㅇ (정책적 측면) 미래모빌리티(조선) 초격차 로드맵을 근거로 고부가 선박 분야 내 중국과의 격차가 축소되고 있는 추세 속에서 친환경 선박 추진연료 및 탄소저감 선도 기술개발 부분에 있어 핵심 요소 기술개발이 필요

ㅇ (기술적 측면) 국내 무수 암모니아 평가를 위한 제3기관 및 평가 설비 부재로 인해 현재 암모니아 운송선 및 저장 용기 소재에 대한 IGC code 등 국제 규제에서 엄격히 요구하는 항복 강도 제한과 용접 후열처리 요구를 따를 수밖에 없음

ㅇ (시장적 측면) 암모니아 연료 추진 선박 시장은 2030년 기준 200조 이상의 규모가 예상되며, 항복강도 제한 상향 시 무수 암모니아 운반/추진선 척당 건조 비용 절감 가능

ㅇ (사회적 측면) 무수 암모니아의 경우 탈탄소 전환에 필요한 대체 연료로 각광받고 있지만, 강한 부식성 및 독성을 가지는 특성이 있으므로, 강재 및 소재에 대한 저항성 향상 기술 확보 필수

3. 활용분야

□ 활용분야

ㅇ (선박 건조) 암모니아 추진선 및 운반선의 화물탱크·연료탱크용 강재 적용

* 한국 조선사의 암모니아 추진선 건조 경쟁력 강화

ㅇ (에너지 저장 및 운송) 암모니아 수출입 터미널, 저장탱크, 배관망의 구조재 적용

ㅇ (소재 평가 기술) 극저온용 고강도강의 내식·내균열 평가기술로 확장

ㅇ (정책 및 국제협력) 국제 선급 등 공동 인증시험 추진 시 활용하여 표준화 선점

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 33개월 이내(1차년도 개발기간 : 9개월, 2~3차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’26년 8억원 이내(총 정부지원연구개발비 50억원 이내)

ㅇ 주관연구개발기관 : 비영리기관(원천기술형)

ㅇ 정부납부기술료 납부대상 여부 : 징수

품목번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

(해당 or 해당없음)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

친환경선박 전주기 생태계 육성

프로젝트

친환경 선박 추진연료 대전환(암모니아/수소 등) 및 탄소저감 선도기술개발

제품·기술

무탄소 선박 대체연료 내연기관

세부기술

무탄소 연료(암모니아/수소 등) 내연기관 및 핵심기자재

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

품목명

액화수소 저장시스템 단열 성능 국산화 평가 모델/절차 개발 및 검증

(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 개발내용

□ 개념

ㅇ 액화수소운반선에서 발생하는 BOG는 발생 정도에 따라 액화수소선박 운용을 안전하고 효율적으로 운송할 수 있는지를 판단할 수 있는 중요한 지표로 정확하고 검증된 평가 기술개발 필요

ㅇ 조선해양산업에서 활용 가능한 액화수소 성능 평가 기술의 국산화 평가 모델/절차 개발 및 검증을 통한 원천기술 확보 필요

※ 핵심 목표 : 액화수소운반선 화물창의 단열성능 평가 모델/절차 개발 및 검증

□ 개발내용

ㅇ 액화수소 저장시스템 적용 단열소재 성능 데이터 확보

ㅇ 액화수소 저장시스템 단열 성능 국산 예측 프로그램/절차 개발

ㅇ 평가 모델/절차 검증용 Mock-up 시스템 구축 및 검증

연구개발계획서 제출시 다음 항목의 정량적 목표치 및 상용화 수준 제시 필수

- 액화수소 환경 단열성능 시험 장비 및 Mock-up 시스템 구축 건수(건), 개발 모델/절차에 대한 신뢰도 검증 방안 등

2. 지원 필요성

□ 지원필요성

ㅇ (정책적 측면) 정부는 2030년까지 수소경제 활성화를 목표로 하고 있으며, 액화수소는 대규모 저장·운송의 핵심기술임. 액화수소는 친환경 연료로써 효율적인 운송을 위해 고성능 단열 기술이 필요하며 이를 위한 국가 지원이 필요

ㅇ (기술적 측면) BOR 예측, BOG 처리, 단열·재료 기술, 실험 기반 검증은 국내 기술 공백 상태이며 실험 기반으로 신뢰성을 강화할 필요가 있음. 극저온 실험 인프라 구축 및 데이터 확보는 국제 인증과 상용화에 필수

ㅇ (시장적 측면) 2030년 이후 액화수소 저장 및 운송 탱크 시장의 급성장이 예상되며 이러한 시장을 선점하기 위하여 고신뢰성 기술 확보가 필요, 대형 액화수소 저장뿐만 아니라 소형 모빌리티 저장시스템 발전에 기여

ㅇ (사회적 측면) 조선/에너지/극저온 기자재 산업 동반 성장이 가능하며, 이와 관련한 고급 인력 양성, 친환경 연료 확대로 인한 온실가스 감축에 기여

3. 활용분야

□ 활용분야

ㅇ 액화수소운반선을 비롯한 액화수소 저장시스템에서 극저온 저장시스템의 단열 성능은 기화율 최소화와 안전성 확보에 직결됨. 이 기술은 국제 선급 인증과 친환경 선박 설계 경쟁력 강화에 핵심 역할을 하며, 차세대 수소 운반선 시장 선점을 가능하게 함

ㅇ 대규모 액화수소 저장소, 수소 터미널, 발전소 연료 공급 시스템 등에서 고진공 단열 기술은 에너지 손실을 최소화하고 운영 효율을 극대화할 수 있음

ㅇ 액화수소는 차세대 모빌리티와 우주 발사체 연료로 주목받고 있으며, 극저온 저장시스템의 단열 성능은 장거리 운송과 극한 환경에서 안정적 연료 공급을 가능하게 함. 이 기술은 대형 트럭·기차·항공기·로켓 등 다양한 분야에서 활용됨

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 45개월 이내(1차년도 개발기간 : 9개월, 2~4차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’26년 7억원 이내(총 정부지원연구개발비 50억원 이내)

ㅇ 주관연구개발기관 : 제한없음(혁신제품형, 조선사 수요기업 참여 필수)

ㅇ 정부납부기술료 납부대상 여부 : 대상

품목번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

(해당 or 해당없음)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

친환경선박 전주기 생태계 육성

프로젝트

친환경 선박 추진연료 대전환(암모니아/수소 등) 및 탄소저감 선도기술개발

제품·기술

무탄소 선박 대체연료 내연기관

세부기술

무탄소 연료(암모니아/수소 등) 내연기관 및 핵심기자재

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

품목명

CTV용 병렬형 하이브리드 추진기술의 엔진 및 전동기 동력전달
전자제어 기어박스 개발

(TRL : [시작] 5단계 〜 [종료] 8단계)

1. 개념 및 개발내용

□ 개념

ㅇ CTV용 병렬형 하이브리드 추진기술의 주기관 및 전동기 동력을 개별 또는 동시에 프로펠러 샤프트에 전달하는 동력전달 기어박스 개발

- 극한의 해상환경 조건에서도 주기관 또는/동시 전동기 추진을 통해 안정적 운항과 추가 추진출력을 통해 운항이 가능한 병렬형 하이브리드 핵심기술 개발

- 국내 풍력단지 환경(파고, 조류 등)에 따라 추진동력 전환/증가 및 연료비 절감을 위한 능동형 전자제어 동력전달 기술 개발

* CTV(Crew Transfer Vessel) : 해상풍력발전 유지보수를 위한 전용선박

※ 핵심 목표 : 세계 최고 수준의 고효율 병렬형 하이브리드 전자제어
동력전달(다축입력 및 단일 출력) 기어박스 개발(국산화)

□ 개발내용

ㅇ CTV선박 주기관 및 전동기의 두개 입력동력(회전수, 토크)을 단일 출력축으로 전달하는 전자제어 기어박스 모듈 개발

- PTI(Power Take In) 기능이 탑재된 병렬형 하이브리드 기어박스의 중량, 부피가 선진사 대비 20% 이상 감소

ㅇ CTV선박용 병렬형 하이브리드의 전자제어 동력전달 기어박스의 육상실증설비를 이용한 동력, NVH(Noise, Vibration, Harshness) 성능평가 및 인증

연구개발계획서 제출시 다음 항목의 정량적 목표치 및 상용화 수준 제시 필수

- 정격부하에서 동력손실율(%), 오일쿨러 열효율(%), 부피&중량감소(%), 실증시험시 동력성능, 동력전달모드 전환 시간(ms) 및 NVH 평가 방안

2. 지원 필요성

□ 지원필요성

ㅇ (정책적 측면)  K-조선 초격차 R&D 로드맵 중 친환경 선박 추진연료 대전환 및 탄소저감 선도기술 분야 필수기술과 함께 친환경선박 보급 확대를 위한 지원 필요

- 국내 해상풍력단지 운영 증대에 따라 CTV선박 필요성 증가 및 연료비 절감을 통한 선박 온실가스 감축에 기여

ㅇ (기술적 측면) 병렬형 하이브리드 추진기술은 다축 입력 및 단일 출력의 동력전달 기어박스가 필수적이며, 동력손실이 낮고 중량/부피가 작은 모듈개발 필요

- 국내의 기구학적 기술뿐만 아니라 능동적 제어(소프트웨어) 기술개발의 병행 필요

ㅇ (시장적 측면) 해외 선진 기자재업체들은 병렬형 하이브리드 추진 모듈을 최근 상용화하였으며, 국내 기술부재로 전량 해외에 의존함에 따라 국산화 시급성이 높음

- 해외에 의존하고 있는 병렬형 동력전달장치에 대한 국산화 필요성 증대

ㅇ (사회적 측면)

- 선박 온실가스 저감을 통한 탄소중립시대를 준비와 친환경선박의 추진 기자재 기술의 국산화 경쟁력 확보를 위해 연구개발이 시급

- 국가온실가스 저감을 위한 해상풍력단지 운영확대와 함께 선박에서 배출되는 온실가스 저감을 위한 하이브리드 기술개발의 병행 필요

3. 활용분야

□ 활용분야

ㅇ (해상풍력단지 유지보수) 해상풍력 발전사업 유지보수 작업시 안정적 이동과 운영작업, 선박의 운영 연료비 절감 및 해외 수출

ㅇ (친환경기술 수요 대응) CTV선박 외 하이브리드 추진기술이 적용된 일반선박뿐만 아니라 어선, 요트, (동력)부선, 플랜트 등에 적용 가능

ㅇ (국산화 기술 강화) 해외 의존도가 높은 CTV선박, 친환경선박 동력부문 기자재의 국산화를 통해 조선사 및 기자재 업체 등 관련 기업의 기술 경쟁력 강화

* 친환경선박 건조의무에 따라 국내 관공선의 다수가 하이브리드 추진기술을 적용하여 선박 건조 중이나 해외 제품에 의존함에 따라 기술 국산화 시 활용 확대

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 45개월 이내(1차년도 개발기간 : 9개월, 2~4차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’26년 8억원 이내(총 정부지원연구개발비 70억원 이내)

ㅇ 주관연구개발기관 : 중소·중견 기업(혁신제품형)

ㅇ 정부납부기술료 납부대상 여부 : 대상

품목번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

-

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

(해당 or 해당없음)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

친환경선박 전주기 생태계 육성

프로젝트

친환경 선박 추진연료 대전환(암모니아/수소 등) 및 탄소저감 선도기술개발

제품·기술

무탄소 선박 대체연료 내연기관

세부기술

무탄소 연료(암모니아/수소 등) 내연기관 및 핵심기자재

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

품목명

암모니아 연료추진 선박 엔진용 Valve 4종 개발

(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 8단계)

1. 개념 및 개발내용

□ 개념

ㅇ 암모니아 연료추진 선박의 엔진의 부가 시스템(엔진/AFSS/AICWS 등)에 적용 가능한 주요 Valve 4종(긴급차단밸브, 컨트롤밸브, 체크밸브, 안전밸브) 개발

- 암모니아(NH3)는 독성·부식성·누설 위험성으로 기존 연료 대비 훨씬 높은 수준의 기밀성, 신뢰성 및 안전성을 보장할 수 있는 밸브의 적용이 필요

* AFSS : Ammonia Fuel Supply System

※ 핵심 목표 : 암모니아 환경에서도 ZERO LEAK 근접한 기밀성과 고신뢰성 기술 확보

□ 개발내용

ㅇ 암모니아 특성을 고려한 내식·고기밀 소재 및 설계 기술 확보

ㅇ 고온, 고압, 부식 조건에서 작동 가능한 밸브구조 및 제어 기술개발 최적 설계

ㅇ 개발 Valve 내구성 확보 및 고장성 분석 기술개발

ㅇ 국제 선급 인증 취득 및 AFSS/AICWS 시스템과의 통합 호환성 확보

연구개발계획서 제출시 다음 항목의 정량적 목표치 및 상용화 수준 제시 필수

- 누설률(Pa·m³/s), 내구성(회), 내압시험(bar), 제어 정확도(%), 밸브 용량계수(Cv), 선급인증 및 특허(건) 등

2. 지원 필요성

□ 지원필요성

ㅇ (정책적 측면) IMO의 2050 Net Zero 상향 규제 및 선박 연료 탈탄소화에 따른 암모니아 연료 기술 개발 및 국제 규제 대응

ㅇ (기술적 측면) 국산화가 미진한 암모니아용 밸브 기술의 국내 확보를 통한 기술 종속 탈피

ㅇ (시장적 측면) 글로벌 해운사의 암모니아 추진 선박 발주 대응 및 수주

ㅇ (사회적 측면) 국내 조선소 및 기자재 산업 경쟁력 확보

3. 활용분야

□ 활용분야

ㅇ 암모니아 연료 추진 상선(컨테이너선, 탱커, 벌크선)

ㅇ 연료공급계(AFSS) 및 연료제어계(AICWS)

ㅇ 조선소의 친환경 선박 제작 기술 기반 확보

ㅇ 밸브 및 연료계통의 국제 인증기술 적용 분야

ㅇ 암모니아 연료 유통·저장 인프라 설비로 확대 가능

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 45개월 이내(1차년도 개발기간 : 9개월, 2~4차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’26년 8억원 이내(총 정부지원연구개발비 50억원 이내)

ㅇ 주관연구개발기관 : 중소·중견 기업(혁신제품형)

ㅇ 정부납부기술료 납부대상 여부 : 대상

품목번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

(해당 or 해당없음)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

친환경선박 전주기 생태계 육성

프로젝트

친환경 선박 추진연료 대전환(암모니아/수소 등) 및 탄소저감 선도기술개발

제품·기술

무탄소 선박 대체연료 내연기관

세부기술

무탄소 연료(암모니아/수소 등) 내연기관 및 핵심기자재

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

품목명

선박용 수소 엔진-연료전지 하이브리드 추진 시스템 개발 및 해상 실증

(TRL : [시작] TRL 4단계 〜 [종료] TRL 7단계)

1. 개념 및 개발내용

□ 개념

ㅇ 무탄소, 친환경 선박 추진을 위한 수소–디젤 혼소엔진(3,600kW급)과 해상용 연료전지(200kW급)를 결합한 하이브리드 전기 추진시스템 개발 및 해상 실증

- 선박 탑재를 위한 선급 승인 및 수소-디젤 혼소엔진 및 연료전지 통합 운전을 위한 연료 분배, 공기공급, 냉각시스템 및 통합 제어(PMS/EMS) 알고리즘 개발

※ 핵심 목표 : 수소-디젤 혼소엔진 및 수소연료전지 하이브리드 추진 시스템 개발, 선급 인증 및 해상 실증(세계 최초)

□ 개발내용

ㅇ 수소 선박용 수소-디젤 혼소엔진 / 수소연료전지 선박 적용 시스템 개발

ㅇ 수소-디젤 혼소엔진 / 수소 연료전지 통합 하이브리드 추진시스템 개발

ㅇ 수소-디젤 혼소엔진 / 수소 연료전지 하이브리드 추진시스템의 선급 인증 및 해상 실증 통한 성능 검증

연구개발계획서 제출시 다음 항목의 정량적 목표치 및 상용화 수준 제시 필수

- 수소-디젤 혼소 엔진: 합산 출력(W), 시간당 수소 소모량(kg/h), 수소 혼소율, 연료전지 정격 출력(kW), 발전 효율(%) 등

2. 지원 필요성

□ 지원필요성

ㅇ (정책적 측면) 국제해사기구(IMO) 온실가스 감축 기조와 무탄소 연료 전환 흐름에 대응하는, 국내 선박용 수소 추진시스템 핵심기술 패키지 개발 및 확보

ㅇ (기술적 측면) 육상 대비 진동·충격·염해·공간제약 등 제약이 큰 선박의 하이브리드 통합제어(PMS/EMS)와 연료공급 안정성의 해상 실증을 통한 상용화 지원

ㅇ (시장적 측면) 항만·연안선박 중심으로 무탄소 추진 수요가 확대되는 상황에서, 국산 하이브리드 추진 패키지는 조선/기자재 산업의 신규 고부가가치 시장을 창출

ㅇ (사회적 측면) 수소 연료의 안전성에 대한 사회적 우려를 해소하기 위해, 해상 환경 실증 기반의 안전 설계·운용 매뉴얼과 인증 자료를 확보하여 수용성을 제고

3. 활용분야

□ 활용분야

ㅇ 해상 모빌리티 적용

- 연안/항만 운항 선박의 무탄소·저탄소 추진체계 적용

- 운항 조건에서 검증된 하이브리드 운전 로직을 기반으로, 다양한 선형/운항 프로파일에 맞는 맞춤형 추진 패키지 확장

ㅇ 기자재/패키지 사업화

- 수소-디젤 혼소엔진 및 연료전지 기반 하이브리드 추진 패키지 제품화

- 액화수소 탱크–FGSS–엔진/FC 연계 표준 패키지 구성을 고려한 설계로 향후 조선소 적용 및 양산에 활용

ㅇ 인증/표준/운용체계

- IGF/IGC Code 및 KGS 등 국제 기준 적합성 검증을 위한 실증 데이터와 운용 매뉴얼을 기반으로 선급 승인/국제인증 대응 체계 구축

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 45개월 이내(1차년도 개발기간 : 9개월, 2~4차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’26년 17억원 이내(총 정부지원연구개발비 150억원 이내)

ㅇ 주관연구개발기관 : 기업(혁신제품형)

ㅇ 정부납부기술료 납부대상 여부 : 대상

품목번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

-

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

(해당 or 해당없음)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

조선산업 디지털 스마트 전환

프로젝트

선박설계 및 생산공정 디지털전환을 통한 생산성 향상 기술개발

제품·기술

지능형 친환경 생산전환 기술

세부기술

공정별 자동화 및 지능형 안전 생산기술

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

품목명

조선용 협동로봇의 중소조선소 현장 운용 시스템 개발

(TRL : [시작] 5단계 〜 [종료] 6단계)

1. 개념 및 개발내용

□ 개념

ㅇ 대형조선소 생산현장(블록조립) 대비 협동로봇의 활용이 낮은 중소형조선소 생산 현장에서 로봇이나 로봇 제어에 대한 전문 지식이 부족한 용접 작업자가 손쉽게 활용할 수 있는 협동로봇의 지능형 운용 시스템 개발

- 선박 블록 내부 용접용 협동로봇 프로그램 자동생성 기술, 데이터 기반 용접 최적 조건 자동설정 기술, AI기반 용접 대상물 모델링 및 용접선 인식 기술, 로봇 용접 작업 검증용 디지털 트윈 연계 시스템 등으로 구성

※ 핵심 목표 : 생산성 향상 20% 이상, 품질 향상 20% 이상, 작업자 만족도 80% 이상의 중소조선소용 협동로봇 현장 운용 시스템 개발

□ 개발내용

ㅇ 선박 블록 내부 용접용 다종 협동로봇*의 운용을 위한 HMI(Human–Machine Interface) 및 지능형 통합 플랫폼 개발

* 협동로봇 3개 제조사 이상

ㅇ 센서 기반의 블록 내부 용접 대상물 모델링 자동화 서비스 개발

ㅇ 디지털 트윈 기반 협동 로봇 운용 프로그램 검증용 시스템 개발

ㅇ 용접선 인식/추적 기술 및 자세별 용접품질 제어 연구

ㅇ AI 기반 언어모델을 활용한 용접 협동로봇 운용 기술 연구

연구개발계획서 제출시 다음 항목의 정량적 목표치 및 상용화 수준 제시 필수

- 형상 인식 성공률 90%이상, 용접좌표 추출정확도 90%이상, 서비스 가능 협동로봇 제조사 3개 이상 등

2. 지원 필요성

□ 지원필요성

ㅇ (정책적 측면) K-조선 초격차 미래비전 2040(`24)의‘조선산업 디지털 전환을 통한 생산성 향상 기술’에 부합하고 중소 조선소의 자동화 수준 제고 및 산업 생태계 균형 발전에 기여하기 위해 정부 지원 필요

ㅇ (기술적 측면) 대형 조선소는 생산현장 디지털 전환을 위해 이미 용접용 협동로봇 시스템의 기술개발을 통하여 다양한 블록 조립공정에 활용하고 있으나, 중소조선소는 용접용 협동로봇을 활용하기 위한 전문 개발인력 및 기술이 부족한 실정으로 현장 작업자가 손쉽게 활용할 수 있는 협동로봇의 지능형 운용 기술개발 필요

ㅇ (사회적 측면) 조선업 생산연령 증가 및 노동력 부족 등 사회적 이슈를 해결하고 용접 작업자의 유해 환경 노출 및 근골격계 질환을 예방하기 위한 안전하고 쉬운 중소조선업 작업환경 구축 필요

3. 활용분야

□ 활용분야

ㅇ 중소조선소 생산현장 맞춤형 용접용 협동로봇 운용 프로그램 기술개발을 통해 도장 공정, 검사 공정 등의 스마트야드 구현을 위한 자동화 핵심기술에 활용

ㅇ 최근, 마스가(MASGA) 프로젝트 등 미국 조선소를 비롯하여 자체 개발 기술력이 부족한 블록 협력사, 철의장 기자재 업체 등에 활용

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 45개월 이내(1차년도 개발기간 : 9개월, 2~4차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’26년 7억원 이내(총 정부지원연구개발비 38억원 이내)

ㅇ 주관연구개발기관 : 비영리기관(원천기술형)

ㅇ 정부납부기술료 납부대상 여부 : 징수

품목번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

-

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

(해당 or 해당없음)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

조선산업 디지털⦁스마트 전환

프로젝트

선박설계 및 생산공정 디지털전환을 통한 생산성 향상 기술개발

제품·기술

지능형 친환경 생산전환 기술

세부기술

고지능 혁신적 가공(용접 등) 및 검사기술

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

품목명

Type-C 독립형 LCO2 탱크 생산 및 검사 자동화 기술개발

(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 8단계)

1. 개념 및 개발내용

□ 개념

ㅇ 글로벌 친환경 선박 시장의 수요 급증에 대응하여 노동집약적인 기존 Type-C 탱크 제작 방식을 데이터와 AI 기반의 지능형 자동화 제조 체계로 전환하여 생산 경쟁력 확보

- 경험에 의존하던 성형 및 용접 공정에 AI 기반 정밀 제어와 고효율 자동화 기술을 도입하여 공정의 불확실성을 제거하고 초대형 구조물 제작의 기술적 한계를 극복

※ 핵심 목표 : 초대형 Type-C 독립형 LCO2 탱크 제작 공정의 생산성과 품질을 혁신적으로 높이는 지능형 자동화 제조 솔루션 확보

□ 개발내용

ㅇ 고정밀 벤딩 성형 및 지능형 형상 제어 기술개발

ㅇ 생산성 극대화를 위한 고효율·고속 자동 용접 기술개발

ㅇ 대형 구조물 정밀 조립을 위한 자동 Fit-up 및 핸들링 기술개발

ㅇ 검사 자동화 및 데이터 분석 기반의 품질 예측⦁평가 기술개발

ㅇ 신공법 검증 목업 제작 및 구조 건전성 평가 기술개발

연구개발계획서 제출시 다음 항목의 정량적 목표치 및 상용화 수준 제시 필수

- 벤딩 성형 속도 향상(%), 용접 결함률(%), 검사 시간 단축율(%), 탱크 제작 생산성 향상(%), 제작 단차 오차 감소(mm), 선급 인증(건) 등

2. 지원 필요성

□ 지원필요성

ㅇ (정책적 측면) Type-C 독립형 LCO2 탱크의 제작 효율을 획기적으로 높이는 국내 독자적인 생산기술 확보를 통한 국내 조선업의 글로벌 수주 경쟁력 뒷받침 필요

ㅇ (기술적 측면) AI 활용 LCO2 탱크 자동화 기술은 독립형 탱크 생산 전체 공정 혁신이 필요한 초고난이도 기술로 성공 시 국내 탱크 제작 기술의 위상을 크게 높일 수 있음

ㅇ (시장적 측면) 중국 업체들의 저가 물량 공세가 가속화되는 상황에서, 혁신적인 AI 활용 자동화 시스템 개발을 통해 원가경쟁력 향상과 납기 단축을 실현하고 압도적인 생산성 우위를 확보하여 국내 기업의 본원적 경쟁력을 강화할 수 있음

ㅇ (사회적 측면) 조선 기자재 산업의 기술 자립과 동반 성장을 견인하고, 단순 반복 노동 집약적 공정을 자동화⦁고정밀 지식 집약적 공정으로 고도화하여 고부가가치 일자리 창출 및 전문 기술 인력 양성으로 국내 산업 생태계의 질적 성장과 산업 안전 강화에 기여

3. 활용분야

□ 활용분야

ㅇ 획기적인 Type-C 탱크 제작 원가 및 공기 단축을 통해 경쟁국의 저가 공세에 대응하는 가격 및 품질 경쟁력 확보

ㅇ 액화수소, LNG, 암모니아용 독립형 탱크, 풍력발전기 타워, 압력선체 등 유사 대형 원통형 구조물 제작 분야로의 기술 확대 적용 가능

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 45개월 이내(1차년도 개발기간 : 9개월, 2~4차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’26년 17억원 이내(총 정부지원연구개발비 150억원 이내)

ㅇ 주관연구개발기관 : 기업(혁신제품형)

ㅇ 정부납부기술료 납부대상 여부 : 대상

□ 친환경선박전주기혁신기술개발

관리번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

-

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

(해당)

분야

미래 모빌리티(조선)

미션

친환경선박 전주기 생태계 육성

프로젝트

친환경 선박 추진연료 대전환(암모니아/수소 등) 및 탄소저감 선도기술개발

제품·기술

무탄소 선박 대체연료 내연기관

세부기술

무탄소 연료(암모니아/수소 등) 내연기관 및 핵심기자재

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

과제명

15MW급 암모니아 전소 가스터빈용 연소기 및 연료공급 시스템 개발

(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념

ㅇ 국제해사기구(IMO)의 온실가스 배출규제 강화에 대응하기 위해, 암모니아/수소 등 무탄소 연료를 활용한 전기추진 발전원의 개발이 진행되고 있음

ㅇ 암모니아 가스터빈은 스팀터빈과 연계한 복합사이클(Combined cycle) 구성 시 내연기관 발전기 대비 동등 이상의 발전효율을 확보할 수 있으며, 배출가스 내 NOx, NH3, N2O 함유량이 낮아 친환경적 발전원으로 평가됨

ㅇ 현재 암모니아 가스터빈의 기술은 전 세계적으로 초기 개발 단계에 있으며, 특히 선박 적용을 위한 가스터빈은 아직 계획 수준에 머무르고 있음

ㅇ 이에 따라 암모니아 전소 가스터빈의 핵심 부품인 연소기 및 연료공급 시스템, 제어 시스템을 개발하고 성능검증을 확보하는 기술개발 수요가 높음

ㅇ 본 개발을 통해 세계 최초의 선박용 암모니아 전소 가스터빈 연소기를 개발할 경우, 신규 친환경 선박 발전원 창출과 관련 시장 선점 효과를 기대할 수 있음

□ 정의

ㅇ 암모니아 전소 가스터빈 : 암모니아 전소 운전이 가능한 가스터빈 발전 시스템을 의미하며, 선박용 전기추진 시스템의 주 발전원으로 활용됨

ㅇ 연소기 : 암모니아의 안정적 완전 연소를 구현하기 위한 핵심 부품으로, 연소 안정성 확보 및 NOx 저감 기술을 포함함

ㅇ 연료공급 시스템 : 암모니아 연료의 공급을 안전하게 수행하기 위한 설비로, 독성/부식성 특성을 고려한 소재 및 설계 기술을 포함함

ㅇ 제어시스템 : 연소기 및 연료공급 시스템의 운전 상태를 실시간으로 제어/모니터링하여 최적의 연소 조건과 저 공해를 유지하는 시스템을 의미함

2. 연구목표 및 내용

□ 최종목표

ㅇ 15MW급 암모니아 전소 가스터빈용 연소기 개발 및 성능 검증

- Tier III (3.4 g/kWh ~ 300ppm) 수준의 저 NOx 연소기 개발

- 암모니아 연소기 핵심 부품 (버너, Liner 등) 국내 제작 포함

ㅇ 15MW급 암모니아 전소 가스터빈용 연료공급 시스템 개발

- 연료공급 시스템 핵심 기자재(펌프 등) 국산화 개발 포함

ㅇ 암모니아 전소 가스터빈 연소기 성능 최적화를 위한 제어시스템 개발

- 연료공급 시스템 제어연계 포함

ㅇ 암모니아 전소 가스터빈 연소기 및 연료공급 시스템 연계 통합 시험결과 확보

ㅇ 정량적목표

연번	핵심 기술/제품 성능지표	단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	NOx Emission	ppm	300	-	440ppm (일본 IHI)
2	NH3 slip	ppm	10	-	100 추정 (일본 IHI)
3	암모니아 연소시험 용량	MW	>15	수kW	17 (독일 DLR)
4	연소시험 압력	barg	>15	5	40 (독일 DLR)
5	암모니아 펌프 용량	m3/h barg %	14 41 40	-	-

□ 개발 내용

ㅇ 15MW급 암모니아 전소 가스터빈용 연소기 개발 및 성능 검증

- 암모니아 100% 전소 가능 연소기 설계

* 연료유(Fuel Oil) 시동 및 Back-up 연료 운전고려 포함 (Redundancy 확보용)

- 가스터빈용 연료유 노즐 개발

- 암모니아 연소기 소재 고온 부식시험 및 특성 평가

- 시동 및 정격 조건 연소 상압/고압 성능 검증

ㅇ 암모니아 가스터빈용 연료공급 시스템 개발 및 핵심기자재 국산화

- 가스터빈용 암모니아 연료공급 시스템 공정 확보

- 핵심기자재(펌프 등) 1종 이상 국산화

- 암모니아 연료공급 제어기술 및 제어시스템 개발

ㅇ 암모니아 가스터빈용 연소기, 연료공급장치 및 제어시스템 연계 통합 성능시험

- 연소기 요구조건에 부합하는 연료공급 제어 알고리즘 개발 및 하드웨어 제작

- 제어로직 검증용 에뮬레이터 개발

- 실제 운전 모사 연소기 성능시험 (고압 운전조건)

- 운전 시나리오에 따른 검증 수행 및 통합 성능평가

□ TRL 핵심기술요소(CTE)

연번	핵심 기술요소	최종단계	생산수준 또는 결과물	시험평가 환경
1	암모니아 가스터빈 연소기	7	고압시험용 연소기 시제품	15barg
2	암모니아 연료 펌프	7	암모니아 연료펌프 시제품	14m3/h, 41 barg
3	연료공급 제어시스템	7	제어 소프트웨어, Funtional Description Specification, Test procedure	Test bed

□ 보안과제 및 안전성 검토 여부

ㅇ 본 연구개발과제는 「안전관리형 연구개발과제」로 연구개발계획서 제출시 ‘연구개발과제별 안전관리계획’을 제출해야 함 (적정성을 검토하여 부적정 시 지원 제외함)

- 위험물질 취급연구개발과제 여부: 해당 (암모니아, 고압가스)

- 최종 성과물 운영 시 안전사고 예측 및 대책 연구 필수 포함

3. 국내외 기술동향

□ 국내 기술 동향

ㅇ 국내 다양한 기관에서 암모니아 가스터빈 연소기 기술개발이 진행되고 있으나, 한국에너지기술연구원에서 수행 중인 “CO2-free 암모니아 직접 이용을 위한 저 NOx 가스터빈 연소 기술개발” 사업 등은 아직 기초 연구 수준에 머무르고 있음

ㅇ 암모니아 가스터빈용 연료공급 시스템의 경우 현재까지 국산화 개발 사례가 전무하며, 독성·부식성 특성을 고려한 소재·설계 및 안전 운전 기술 확보가 시급한 상황

ㅇ 일부 연구기관과 대학에서 암모니아 혼소·전소 연소 안정성, NOx 저감, 연료 제어 기술에 대한 실험실 규모 연구가 진행되고 있으나, 상용화 단계로 이어질 수 있는 통합 시스템 개발은 미흡함

ㅇ 조선·해양 분야 기업에서는 IMO 규제 대응을 위한 암모니아 기반 선박 추진체계 연구를 검토하고 있으나, 가스터빈 적용은 아직 계획 수준에 머물러 있음

□ 국외 기술 동향

ㅇ 전반적으로 육상 시스템 적용을 위한 암모니아 기반 천연가스, 수소 혼소 등에 관련된 기초적인 연구가 진행되고 있으며, 선박 적용을 위한 가스터빈 기술개발은 진행 사례가 없음

ㅇ 일본 Mitsubishi Power는 40MW급 H-25 가스터빈을 대상으로 폐열을 활용해 NH3 를 크래킹한 뒤 NH3-H2 혼합가스를 연료로 사용하는 방안을 연구 중이며, 2025년 상용화를 목표로 함

ㅇ 일본 IHI는 세계 최초로 기존 2MW급 LNG 가스터빈 시스템에 암모니아를 투입하여 100% 전소 기술 확보함

ㅇ 미국 GE는 IHI와 100% 암모니아로 작동할 수 있는 가스터빈 개발을 위한 양해각서 체결 (2023년 1월) 등을 통한 공동개발을 진행중임

4. 지원필요성

□ 기술적 지원필요성

ㅇ 선박 적용을 위한 무탄소 연료 내연기관 기술개발에 비해 기술적 난이도가 높은 가스터빈 핵심 기술 확보를 통해 친환경 선박 발전원의 기술 다양성 확대를 위한 지원 필요성 높음

ㅇ 고온 조건에서 암모니아 연료를 안정적으로 활용할 수 있는 내열·내식 소재 확보를 통해 다양한 유사 시스템으로의 기술적 연계 가능성을 확보를 위한 지원 필요성 높음

ㅇ 암모니아 가스터빈의 최적 운전에 필수적인 연료공급 시스템과의 연계 최적화 제어 기술 내재화를 통해 초격차 수준의 핵심 기술 확보를 위한 지원 필요성 높음

□ 경제적 지원필요성

ㅇ 가스터빈은 다양한 부품과 시스템으로 구성되어 있어, 선박용 암모니아 전소 가스터빈을 국산화할 경우 다수의 조선·해양 시스템 개발 업체로의 기술 파급효과를 통해 높은 경제적 가치 창출이 가능함

ㅇ 다양한 무탄소 연료 기반 발전원을 확보함으로써 친환경 선박 시장을 선도할 수 있으며, 이에 따른 신규 시장 창출 및 경제적 효과 확대가 기대됨

ㅇ 무탄소 가스터빈을 복합 발전시스템에 적용할 경우 국내외 선박용 및 지상용 시장 점유율 확대가 가능하여, 국가 산업 경쟁력 강화와 함께 지속적인 경제적 효과 확보가 필요함

□ 정부/정책적 지원필요성

ㅇ 암모니아 가스터빈은 온실가스 및 NH3, N2O 등의 배출이 거의 없는 발전원으로, 친환경 선박법 및 국가 기본계획에서 요구하는 기술과의 부합성이 매우 높음

ㅇ “K-조선 차세대 선도도전” 및 미래 초격차 기술선점 전략과의 연계성이 높아, 국가 전략 차원에서 정책적 지원의 필요성이 큼

ㅇ 현재 기술개발은 초기 단계에 머물러 있으므로, 글로벌 기술 선도를 위한 마중물 역할을 수행할 수 있는 정부 지원이 필수적임

ㅇ 정책적 지원을 통해 국내 연구개발 역량을 강화하고, 선박용 암모니아 전소 가스터빈의 국산화 및 상용화 기반을 조기에 마련할 필요가 있음

5. 활용방안 및 기대효과

□ 활용방안

ㅇ 무탄소 연료(전기) 추진 선박에 적용 가능한 암모니아 전소 가스터빈 시스템을 국산화하여, 국내 조선·해양 산업의 독자적 기술 역량을 확보

ㅇ 확보된 암모니아 전소 가스터빈 시스템을 친환경 선박에 적용함으로써, IMO 규제 대응 및 글로벌 친환경 선박 시장 선도에 기여

ㅇ 연소기·연료공급·제어 시스템 등 핵심 부품의 국산화를 통해 관련 기자재 산업 활성화 및 다수의 조선·해양 시스템 개발 업체로의 파급효과 확보

ㅇ 개발된 가스터빈용 암모니아 연료공급 시스템을 선박뿐만 아니라 지상 발전 시스템에도 확장 적용하여, 국내외 육·해상 시장 점유율 확대 및 신규 시장 창출

□ 기술적 기대효과

ㅇ 암모니아 전소 가스터빈의 연소기, 연료공급, 제어 시스템 등 핵심 기술을 독자적으로 확보하여 해외 기술 의존도를 탈피.

ㅇ 고온·고압 조건에서 안정적으로 운전 가능한 내열·내식 소재를 확보하여 장기 운전 신뢰성 강화

ㅇ 구성품 시험 및 성능 검증을 통해 기술 신뢰성을 확보하고, 시장 진입을 위한 레퍼런스를 축적

ㅇ 상용 암모니아 가스터빈 적용을 위한 연료공급장치(펌프 등) 핵심 기자재의 설계·성능평가 및 국산화 개발을 통해 차별화된 기술적 성과 창출

□ 경제적 기대효과

ㅇ IMO (국제해사기구)에서 지정한 탄소배출 로드맵 대응을 위한 무탄소 선박 전환 기술을 조기에 확보함으로써, 신조 및 개조 시장에서 국내 기업의 선도적 위치를 확보

ㅇ 독자적인 추진시스템 설계·제작 및 소재 기술을 확보하여 해외 기술 의존을 줄이고, 국내 산업 경쟁력 강화와 함께 기술 자립 실현

ㅇ 고부가가치 선박, 해양플랜트 등의 추진/발전시스템 적용뿐 아니라 육상 발전용

가스터빈에 암모니아 연소기 기술 횡전개 등 활용 범위가 넓은 기술 확보

ㅇ 상용 암모니아 가스터빈 적용을 위한 연료공급장치의 핵심 기자재(펌프 등)의 설계, 성능평가 및 국산화 개발은 전무한 실정으로, 본 과제에서 기자재 국산화를 통해 차별화된 기술적 성과 창출

□ 기타 사회·문화적 측면의 기대효과 및 파급효과

ㅇ 사회적 기대효과로는 탄소중립에 직접적 기여를 할 수 있으며, 암모니아 인프라 구축을 통한 에너지 공급 안정성 확보로 에너지 안보 강화로 산업 경쟁력을 제고하며, 관련 연구개발, 인프라 확장에 따른 고용창출 및 지역경제 활성화 기대

ㅇ 문화적 기대효과로는 친환경 연료 사용에 따른 환경친화적 가치확산 및 국민 인식변화를 얻을 수 있고, 암모니아 가스터빈 연소기 기술을 선도적으로 개발 상용화한다면 국제적 위상 강화 가능

ㅇ 조선·해양·발전 기자재 산업 전반으로 기술이 확산되어 산업 생태계 전반의 경쟁력 강화 및 친환경 에너지 전환을 통해 사회 전반의 지속가능성 제고, 미래 세대에 긍정적 가치 전달

6. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 33개월 이내(1차년도 개발기간 : 9개월, 2~3차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’26년 30억원 이내(총 정부지원연구개발비 120억원 이내)

ㅇ 주관연구개발기관 : 기업(혁신제품형)

ㅇ 정부납부기술료 납부대상 여부 : 대상

ㅇ 기타사항 : 동 과제는 친환경선박전주기혁신기술개발사업(`22~`31)으로 지원하는 과제로 사업목적에 맞는 성과 창출을 위해 사업단 의사결정을 포함한 협력 필수

관리번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

-

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

(해당)

분야

미래 모빌리티(조선)

미션

친환경선박 전주기 생태계 육성

프로젝트

친환경 선박 추진연료 대전환(암모니아/수소 등) 및 탄소저감 선도기술개발

제품·기술

무탄소 선박 대체연료 내연기관

세부기술

무탄소 연료(암모니아/수소 등) 내연기관 및 핵심기자재

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

과제명

MW급 10kV 고전압 직류 시스템용 반도체 차단기 개발

(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념

ㅇ 전력 시스템의 탈탄소화는 화석연료기반 발전을 대체하기 위해 재생에너지의 대규모 통합 및 기타 에너지원의 활용 그리고 발전, 배전의 통합적 조정 및 최적화를 통해 추진되고 있으며 선박의 경우에도, 가변속 발전엔진, 가스터빈, 연료전지, 배터리 등 다양한 발전원을 효율적으로 연계할 수 있는 고전압 대용량 직류 계통시스템이 유력한 대안으로 고려되고 있으며, 관련 기술에 대한 연구개발이 국내에서도 활발히 진행 중임

ㅇ 선박의 직류배전은 발전기 가변속 운전을 통해 연료, 에너지 효율을 향상시킬 수 있으며 전원의 병렬, 확장이 용이하고 전력품질 및 제어성능이 우수하여 미래 친환경, 스마트 선박 전력구성의 기반이 될 수 있음

ㅇ 직류 전력 계통을 구성함에 있어 시스템 사고에 대해 건전한 구간을 신속하게 분리함으로써 전체 직류 전력 계통 정전을 방지하고 고장의 파급을 차단하는 것이 매우 중요함. 특히, 고전압 대용량 직류 시스템은 고장 내력이 낮은 전력변환장치로 시스템이 구성되어 있고, 고장 차단을 위한 차단기와 퓨즈가 개발되어 있지 않아 시스템 보호에 어려움이 있음

ㅇ 따라서, DC 전력망과 전력전자 중심 시스템에서 필수적인 보호장치로 고속, 무(無)아크, 정밀 차단을 통해 시스템 신뢰성과 안전성을 향상시킬 수 있는 수십 MW급 중대형 선박에 적용 가능한 직류 10,000V 이상의 고전압 직류 시스템용 반도체 차단기 개발이 필요하고, 직류 시스템의 필수 기술로 안정적이고 효율적인 직류 전력 계통 구축에 기여함

□ 정의

ㅇ 직류기반 전력용 반도체 차단기(SSCB, Solid State Circuit Breaker)는 기존 직류기반 기계식 차단기와 달리 IGBT, MOSFET, SiC 등의 전력용 반도체 스위치를 이용해 고장 전류를 매우 빠르게 차단하여 직류 전력 시스템을 보호하는 장치

ㅇ 전력용 반도체 차단기는 전력용 반도체 소자만으로 구성된 차단부를 통해 수십 μs 이내에 고장을 차단할 수 있는 특징을 갖고 있음

2. 연구목표 및 내용

□ 최종목표

ㅇ 20 MW급 10,000V이상의 고전압 직류 시스템용 반도체 차단기 개발

- MVDC* SSCB** 서브 모듈(sub module) 설계 및 구성 기자재 개발

*MVDC : Medium-Voltage Direct Current, ** SSCB : Solid State Circuit Breaker

- MVDC SSCB 서브 모듈 패키징 기술개발 및 구성 기자재 개발

- 재투입과 재차단 기능 개발

- MVDC SSCB 성능 검증 결과(공인시험기관 시험성적서 포함) 확보

ㅇ 정량적 목표

연번	핵심 기술/제품 성능지표	단위	달성목표	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	차단용량(@정격기준)	MW	20 이상	-
2	정격전압	kVdc	10 이상	-
3	정격절연전압	kV	12 이상~35*이하	-
4	연속정격전류	kA	2 이상	-
5	과전류 및 단락전류 (Over current and short circuit protection, Instant trip ≤ [A])	kA	정격전류의 1~5배	-
6	고장검출	us	10 이하	-
7	차단시간	us	100 이하	-
8	차단기효율(@정격기준)	%	98 이상	-
9	냉각방식	-	수냉식	-
10	성능 검증 결과보고서 (공인시험기관 시험성적서 포함)	건	1	-

* IEEE STD 1709 표 2의 MVDC 케이블, 퓨즈, 스위치 및 버스 도체를 보호하기 위한 전압 레벨

□ 개발 내용

ㅇ SSCB 서브(sub module) 모듈 기술개발

- 서브 모듈 토폴로지(topology) 설계 및 구성 기자재 개발

- 고효율 모듈 전력회로 설계

- 서브 모듈 과전압 보호 설계 (서지 흡수 및 클램핑 회로 등)

- 서브 모듈 고속 제어기 개발

- 서브 모듈 파워 서플라이(Power supplier) 개발

ㅇ SSCB 서브 모듈 패키징 기술개발 및 구성 기자재 개발

- 선박용 직류 10,000V이상 MVDC SSCB 사양 선정

- SSCB 서브 모듈간 과전압 분배 기술

- SSCB 패키징 구조 및 냉각 설계

- SSCB 제어기 및 통신 모듈 개발

- SSCB 운용 소프트웨어 개발

- 고장 검출 및 차단 알고리즘 개발

ㅇ SSCB 성능검증 결과(공인시험기관 시험성적서 포함) 확보

- MVDC용 SSCB 시험평가용 시험회로구성 및 평가 기술개발

- SSCB 서브 모듈 차단 시험 결과 확보

- SSCB Full Scale 내환경 시험 및 차단 시험 결과 확보

(공인시험기관 시험성적서 포함)

□ TRL 핵심기술요소(CTE)

연번	핵심 기술요소	최종단계	생산수준 또는 결과물	시험평가 환경
1	MVDC SSCB	6	시제품 성능	-

□ 보안과제 및 안전성 검토 여부

ㅇ보안과제 : 해당사항 없음

ㅇ안전과제 : 해당

- 직류 10,000V이상, 전류 2kA이상의 고전압 대전류에 대한 감전, 폭발 등 기술개발 과정에서의 사고 발생 가능성 및 안전관리 필요

3. 국내외 기술동향

□ 국내 기술 동향

ㅇ “친환경 선박 전주기 혁신기술개발사업”내 ‘하이브리드 추진선박 10MW급 직류배전 기술개발(’23~‘27)’ 국책과제가 진행 중이며, 해당 과제에서 저압(1 kV급) 직류 시스템용 반도체 차단기 개발을 목표로 연구가 수행되고 있음

ㅇ “친환경 선박 전주기 혁신기술개발사업”내 ‘20MW급 10kV 중대형 선박용 고전압 직류시스템 개발(’25~‘28)’ 국책과제가 진행 중이며, 해당 과제 범위에는 반도체 차단기 개발이 포함되어 있지 않음

□ 국외 기술 동향

ㅇ 미국 ARPA-E(Advanced Research Projects Agency-Energy) 프로젝트 중 ‘Breakers’ 프로그램을 통해 Drexel 대학과 Ohio 주립대학에서 MVDC 차단기를 개발하고 있으나, 대학 수준의 연구에 그치고 있음

ㅇ GE사는 자사 선박용 고전압 드라이브를 활용하여 중대형 선박용 고전압 대용량 직류 시스템 개발 목표를 밝혔으며, 대용량 드라이브를 부스 타이에 적용하여 반도체 차단기를 대체할 계획을 보유함

4. 지원필요성

□ 지원필요성

ㅇ 고전압 대용량 직류 시스템은 중대형 선박의 에너지 효율과 친환경성 확보를 위한 핵심 기술로, 다양한 무탄소 에너지원과의 연계가 가능하여 차세대 선박에서 경쟁력 확보를 위한 핵심 기술임. 그러나 직류 시스템의 안정성과 보호를 위해서는 고속 차단이 가능한 반도체 차단기 기술이 필수적임.

ㅇ 기존 기계식 차단기는 직류 특성상 차단 속도와 내구성에 한계가 있으며, 고압/대용량 환경에서는 시스템 보호에 적합하지 않음. 반도체 차단기는 이러한 한계를 극복할 수 있는 기술로, 고전압 대용량 직류 시스템의 실증과 상용화를 위해 반드시 선행 개발되어야 함

ㅇ 국내 조선업계가 글로벌 시장에서 기술 자립과 경쟁력을 확보하기 위해서는 반도체 차단기와 같은 핵심 보호 기기와 관련 기술의 국산화가 필요하며, 이를 위한 정부 및 정책적 지원이 요구됨

5. 활용방안 및 기대효과

□ 활용방안

ㅇ 고압 연료전지, 배전 시스템, 추진 드라이브 등과 연계되어 고전압 반도체 차단기는 시스템의 안정성과 신뢰성을 확보하는 핵심 요소로 작용함

ㅇ 고전압 직류 기반 전기추진 시스템의 안전성과 운용 효율을 높여, 차세대 친환경 선박 시장 진출에 기여함

ㅇ 대형 선박 및 군용 함정의 전기추진체계에 필수적인 보호기기로 활용 가능

□ 기술적 기대효과

ㅇ 고전압 직류배전 시스템의 핵심 보호기술인 반도체 차단기의 국산화를 통해 선박 전력시스템의 기술 자립도 향상 및 설계 기술 내재화 기반을 마련할 수 있음

ㅇ 고속 차단 성능과 안전성을 갖춘 반도체 차단기 실증을 통해 전기추진 선박의 신뢰성과 운용 안전성을 확보하고, 관련 시험/인증 기술 확보로 상업화 기반 강화

ㅇ 직류 기반 전력변환 기술의 핵심 요소로서, 타 산업 분야로의 기술 확장 및 신시장 개척에 기여 가능

□ 경제적 기대효과

ㅇ 반도체 차단기 국산화를 통해 해외 의존도를 낮추고, 국내 조선업계의 수출 경쟁력 및 기술력 강화에 기여

ㅇ 전기추진 선박 시장의 성장과 함께 고압 직류 보호기술 수요가 증가함에 따라, 관련 기자재 산업의 사업 다각화 및 수출 확대가 가능함

ㅇ 고부가가치 기자재 개발을 통해 조선/해운/항만 산업뿐만 아니라 전기/전자/기계 등 후방산업에도 긍정적 파급효과를 기대할 수 있음

□ 기타 사회·환경적 기대효과

ㅇ 반도체 차단기는 무탄소 에너지원 기반 선박의 안전 운용을 지원하며, 온실가스 및 대기오염 저감에 필수적인 장치임.

ㅇ 친환경 선박 기술개발과 관련 산업의 성장으로 새로운 일자리 창출 및 지속 가능한 산업 생태계 조성이 가능함

6. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 45개월 이내(1차년도 개발기간 : 9개월, 2~4차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’26년 22억원 이내(총 정부지원연구개발비 100억원 이내)

ㅇ 주관연구개발기관 : 기업(혁신제품형)

ㅇ 정부납부기술료 납부대상 여부 : 대상

ㅇ 기타사항 : 동 과제는 친환경선박전주기혁신기술개발사업(`22~`31)으로 지원하는 과제로 사업목적에 맞는 성과 창출을 위해 사업단 의사결정을 포함한 협력 필수

□ 조선소중대형블록지능형핸들링및취부/용접기술개발

관리번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

로봇/자동화 기계

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

(해당)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

조선산업 디지털 스마트 전환

프로젝트

선박 생산 공정 디지털전환을 통한 생산성 형상 기술개발

제품·기술

지능형 친환경 생산 전환 기술

세부기술

공정별 자동화 및 지능형 안전 생산기술

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

총괄 과제명

(총괄) 조선소 중대형 블록 지능형 핸들링 및 취부 용접 기술개발

(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)

1세부 과제명

(1세부) 선박 호퍼블록 곡판계 조립 지능화 시스템 개발

2세부 과제명

(2세부) 선박 호퍼블록 보강재 취부 지능화 시스템 개발

3세부 과제명

(3세부) 선박 호퍼블록의 소조프레임 취부 자동화 시스템 개발

4세부 과제명

(4세부) 선박 호퍼블록 조립공정 통합운영 및 관제 플랫폼 개발

1. 개념 및 정의

□ 개념 및 정의

ㅇ 조선소 중대형 블록 지능형 핸들링 및 취부용접 기술은 지금까지도 현장 숙련공에 의한 수작업 방식으로 제작되는 선박 중대형 곡블록의 생산성 제고와 원가 절감을 위한 세계 최초, 최고 수준의 디지털 전환 기반 지능형 생산 시스템 기술임

ㅇ 선박 호퍼블록의 조립 및 흐름 생산을 위한 곡판계 조립 지능화 시스템, 생산된 곡주판(Curved Base Plate) 조립정보 마킹과 보강재 Fit-up을 위한 보강재 취부 지능화 시스템, 비정형 대형 중량물인 소조프레임 취부를 위한 선박 호퍼블록의 소조프레임 취부 자동화 시스템, 전 조립공정 실시간 모니터링 및 통합 운영을 위한 선박 호퍼블록 조립공정 통합운영 및 관제 플랫폼 등으로 구성

- (1세부_선박 호퍼블록 곡판계 조립 지능화 시스템 개발) 선박 호퍼블록 곡판계를 위해 곡판 형상과 높이 정보를 기준으로 핀지그 높이를 자동으로 설정할 수 있는 오토 핀지그 시스템을 개발하고, 2개 이상의 곡주판에 대한 취부 단차 및 간격 등을 자동 측정하여 조정하는 갠트리 크레인 및 자율주행 대차 기반의 스마트 판계 취부 기술 개발과 곡판 용접선의 상태 정보를 인식하여 곡판 경사 대응 및 용접 변형 최소화 기능을 포함하는 곡판계 지능형 용접 기술 개발

- (2세부_선박 호퍼블록 보강재 취부 지능화 시스템 개발) 곡을 포함하는 주판의 형상을 인식하여 자동으로 부재 조립정보·기준선 등을 마킹하는 곡블록 조립정보 자동 마킹 시스템을 개발하고, 단면에 비해 길이가 긴 보강재의 자율적 투입과 기준선 정렬 및 곡률 변화에 따른 취부 단차·간격·수직도를 제어하는 스마트 Fit-up 기술 개발과 곡주판-부재형상 인식 정보를 활용한 최적의 취부 작업경로 선정 및 실시간 취부 조건 변화 대응 기능을 포함하는 로봇 기반 보강재 취부 지능화 기술 및 지능형 용접 기술 개발

- (3세부_선박 호퍼블록의 소조프레임 취부 자동화 시스템 개발) 곡판계 및 보강재 조립 후 수행되는 비정형 대형 소조프레임의 투입 및 취부 위치 정렬을 위한 소조프레임 이송 및 위치 정렬 핸들링 시스템을 개발하고, 소조프레임의 취부 용접 조건 확보와 최적 취부 용접 작업 수행을 위한 단차 조정 및 취부 자동화 기술 개발과 조립 블록의 조립 정도 데이터 수집 및 분석을 위한 글로벌·로컬 통합형 다중 스캔 계측 체계, 정합·드리프트 보정 기술 개발

- (4세부_선박 호퍼블록 조립공정 통합운영 및 관제 플랫폼 개발) 선박 호퍼블록 조립공정의 세부단계인 (1세부) 곡판계 조립, (2세부) 보강재 조립, (3세부) 소조프레임 조립의 전 과정에서 적용되는 자동화·지능화 시스템 관제와 생산 공정 효율적 운영을 위한 선박 호퍼블록 설계 정보 인터페이스 체계 개발, 각 공정별 연계 데이터 수집 및 데이터 통합·관리 기술 개발, 디지털 트윈 기반 중앙 관제 플랫폼 개발, 선박 호퍼블록 조립공정 AI 연구개발·운영 환경 구축 기술 개발

※ 핵심 목표 : 선박 호퍼블록 생산성 20% 향상, 원가 10% 절감

* 선박 호퍼블록은 선박 외형을 형성하는 부분으로 측면구조와 호퍼구조가 동시에 형성되는 곡선형 구획 해당되며, 생산성은 기존 공정 대비 작업시수(MH), 원가는 인건비 등을 비교

2. 연구목표 및 내용

□ 최종목표

ㅇ 세계 최초·최고 수준의 ‘선박 중대형 블록 지능형 핸들링 및 취부 용접 기술 개발’을 통한 선박 생산 공정의 디지털전환 기술 기반 마련과 초격차 기술 확보로 조선업 기술경쟁력 향상

- (총 괄) 조선소 중대형 블록 지능형 핸들링 및 취부 용접 기술 개발

- (1세부) 선박 호퍼블록 곡판계 조립 지능화 시스템 개발

- (2세부) 선박 호퍼블록 보강재 취부 지능화 시스템 개발

- (3세부) 선박 호퍼블록의 소조프레임 취부 자동화 시스템 개발

- (4세부) 선박 호퍼블록 조립공정 통합운영 및 관제 플랫폼 개발

ㅇ 정량적 목표

연번	핵심 기술/제품 성능지표	단위	달성 목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	세부과제별 진도 점검 및 워크숍 개최	건	2건 이상/년	-	-
2	사업 스케줄 및 성과 관리를 위한 로드맵 수립	건	1건 이상/년	-	-
3	선박 호퍼블록 취부 자동화 테스트베드 실증 지원	건	1건 이상	-	-

□ 개발 내용

ㅇ 사업총괄 관리

- 총괄 및 세부과제 목표관리

- 연차별 연구결과 및 진도 점검

- 성과관리 및 로드맵 수립

- 기술성과 홍보·확산 및 시제품 실증지원

□ TRL 핵심기술요소(CTE)

연번	핵심 기술요소	최종단계	생산수준 또는 결과물	시험평가 환경
1	곡판계 조립 지능화 갠트리/로봇/주행대차 운용 기술	7	곡판계 조립 지능화 시스템	실증용 테스트베드
2	곡주판 조립정보 마킹 갠트리/로봇 운용 기술	7	곡주판 조립정보 마킹 시스템	실증용 테스트베드
3	보강재 스마트 Fit-up 및 취부 용접 갠트리/로봇 운용 기술	7	보강재 스마트 Fit-up 및 취부 용접 시스템	실증용 테스트베드
4	소조프레임 취부 갠트리/로봇 운용 기술	7	소조프레임 취부 용접 자동화 시스템	실증용 테스트베드
5	실시간 선박 호퍼블록 세부공정 중앙 모니터링 및 관제 기술	7	실시간 선박 호퍼블록 조립공정 중앙 관제 플랫폼	실증용 테스트베드

3. 국내외 기술동향

□ 국내 기술 동향

ㅇ 국내 대형조선소를 포함한 대부분의 조선소와 블록 제작기업에서 수행되는 선박 곡블록 생산은 핀지그 셋팅에서부터 배제, 판계, 마킹, 취부, 용접, 검사까지 현장 작업자의 숙련도에 의존한 수작업 방식으로 진행

- 블록 형상이 비교적 정형화된 판넬블록(평 블록) 조립공정은 중대형조선소를 중심으로 판계, 마킹, 용접작업에 갠트리 기반 생산 자동화 장비를 적용하여 높은 생산성을 확보하고 있으나, 곡블록 조립공정은 형상이 복잡하고 비정형 대형 구조물인 곡블록을 대상으로 적용 가능한 생산 자동화 장비가 미비한 실정

ㅇ 제조업 패러다임 전환에 따라 조선업에서도 스마트 조선소, AI 자율제조 등의 미래 첨단제조 기술 확보를 활발하게 추진되고 있으나, 자율형 흐름 생산 방식의 생산 공정 디지털 전환 기반 지능형 생산 기술 개발은 아직 미흡 수준

- 대형조선소는 곡블록과 맞대기 용접 등 고난도 공정, 소조립 부재 자동용접 공정, 협소 밀폐구역 등에 로봇 자동용접 시스템을 적용하고 있으나 일부 구간에만 적용한 한계가 있으며, 중소형조선소는 일부 공정에 POC를 수행한 미흡한 수준

- 국내 조선소 생산 공정별 자율화 수준은 자동화 대비 지능화 수준은 대체로 미흡, 업종 전반으로는 ‘중하’ 수준으로 평가

□ 국외 기술 동향

ㅇ 중국, 일본, 유럽 등 글로벌 경쟁국은 자동화를 기본으로 생산성 향상 및 원가 절감을 위한 디지털 전환을 위한 프로젝트를 추진 중에 있으나, 선박 곡블록 조립공정의 경우 대부분 수작업에 의존하고 있으며, 평부재 용접 관련해서는 일부 레이저 스캐닝과 로봇 시스템을 활용한 용접 자동화 시스템 적용 중

- 마이어 베르프트(독일) VR을 활용한 선박 설계, 고정밀 레이저 용접 자율화, 배관 제조 자동화 및 물류 등의 자동화 기술을 적용

- 핀칸티에리(이탈리아) 용접 부분을 자동으로 식별할 수 있는 통합 비전 시스템 적용한 모바일 기반의 용접 토치가 장착된 고하중 6축 관절 로봇 개발

- 난퉁중위안촨치선박그룹(중국) ’11년부터 선박 건조 공정 자동화 추진하였으며, 생산 라인 상당 부분을 로봇화하여 선박 건조 효율을 향상

- 우후조선소(중국) 약 20억 위안을 투자하여 ’24년 조선업계 최초의 ‘무인공장’을 구축, 이를 통해 노동력 40% 절감, 지능형 자동화 비율 80% 달성

- 이마바리 조선(일본) 패널 조립 공정에 용접 갠트리를 설치하여 용접 자동화를 추진

- 페마멕(핀란드) 자동화된 기계는 다양한 센서를 통해 데이터를 수집, 해당 데이터 및 신호를 관리 가능한 SW 플랫폼을 구축

4. 지원필요성

□ 기술적 지원필요성

ㅇ 글로벌 선박 발주 감소세에도 지속적으로 견고한 시장 점유율 유지를 위해 조선 산업 전반의 제조 기술에 대한 기술개발이 필요하며, 특히 수작업 위주의 선박 곡블록 조립공정 생산 혁신을 시작으로 건조·생산 공정의 스마트화를 통한 노동집약적산업에서 기술집약적 산업으로의 변화 필요

- 산업시황 회복에 따라 증가하고 있는 블록 생산량에 대응을 위해 중대조립 생산 자율화 시스템 도입 및 통합관제 모니터링으로 생산 경쟁력 확보 가능

- 특히 단기간 수익성 개선이 어려운 중소형 조선사의 경우 인력유출이 지속될 것으로 전망되는 바 공공주도의 생산성 향상을 위한 기술지원이 시급

ㅇ 조선산업에서는 스마트 조선소 개념을 중심으로 자율화 도입을 위해 ①자동화 → ②연결화 → ③지능화 기반의 기술 개발을 단계적으로 추진 필요

- 제조 산업의 AI 적극적인 도입에 따라 조선산업에서도 생산성 향상과 원갈 절감 등을 위해 디지털 전환(DX) 연계를 통한 스마트 조선소 운영을 위한 조립공정 지능화 기술 개발 필요

- 스마트 조선소 구현에 필요한 인공지능 분석, 자동화 설비 제어 기술, 자동화 용접 및 IoT 융복합 기술 등 요소기술 개발 및 확대 적용을 통해 기술경쟁력 강화 필요

□ 경제적 지원필요성

ㅇ 국내 조선산업은 글로벌 발주량 감소세 속에서도 친환경 선박(LNG선, 친환경 컨테이너선) 중심의 고부가가치 선종 수주에 집중하여 수주 잔고를 견고하게 유지하고 있으나, 지속적인 수주 경쟁력 확보를 위한 생산성 향상과 원가 절감 방안 마련 시급

- 친환경 선박 시장 수요가 중국 조선사에서 국내 조선사로 옮겨지며 수주 기회가 확대되고 있으며, 2025년부터 미국 신규 LNG 수출 프로젝트로 인한 추가 수요(약 100척)가 2029~2030년 인도를 목표로 이어져 꾸준한 수익원이 될 전망

- 국내 대형조선소는 세계 최고 수준의 경쟁력을 가지고 있지만, 중국의 거센 추격에 대응하기 위해 생산 디지털 전환을 통한 원가절감 및 초격차 기술 확보 시급

- 인력난 심화, 선박블록 납기지연에 따른 어려움을 해결하기 위해 블록 생산 공정의 지능화 기술개발을 통한 생산 효율성 및 품질 향상 필요

□ 정부/정책적 지원필요성

ㅇ 조선 선진국으로서의 지위를 지속 유지하기 위한 국가 차원의 장기적이고 체계적인 기술혁신과 스마트, 디지털전환 제조 기술개발 및 체계 구축 지원 필요

ㅇ 본 사업의 수혜대상인 조선소 및 블록제작 협력사(민간)에서는 단독 투자가 어려운 차세대 초격차 기술에 해당하여 정부의 적극적인 지원 필요

- 핵심 생산 공정인 선박 블록 조립에 대한 인력 수급 및 생산성 향상 여부는 한국 조선산업의 생존과 직결되어 있는 상황으로 현장 여건에 맞는 생산기술 적기 지원이 시급한 상황

ㅇ ‘K-조선 초격차 비전 2040(‘24)’ 등에 따른 정부 정책에 근거하여 조선산업 디지털 전환을 통한 생산성 향상 기술 개발 적극 추진

- 초격차 기술 확보 로드맵 ‘K-조선 초격차 비전 2040(’24)‘에 따른 선박블록 조립 자동화개발 추진

ㅇ 현 정부 국정과제로 관리되고 있는 산업현장의 중대재해 감축과 ESG 경영 부각 등 안전환 조선소 구축 및 고위험 공정의 리스크 해결을 위한 조선 생산분야 스마트 기술 개발 지원 필요

5. 활용방안 및 기대효과

□ 활용방안

ㅇ 대표적인 노동집약적 산업인 조선산업의 블록 조립공정을 대체할 자동화·지능화 시스템 확대 적용으로 개선된 안전한 작업환경 구현 가능

ㅇ 조선소 중대형 선박 호퍼블록 지능형 생산 기술 적용을 통해 고숙련 인력이 부족한 중대조립 공정의 생산성 향상 및 원가 절감 가능

- 선박 중대형 블록의 자율 흐름 생산을 위한 최적의 자동화 시스템을 개발 및 적용으로 노동집약적 생산공정을 기술집약적 생산 시스템으로 전환

- 중대조립 공정의 생산 자동화 결과물을 토대로 스마트 조선 전환 기반 마련

ㅇ 중대형 블록 중대조립 공정의 생산 지능화와 블록제작 협력사-중형조선-대형조선 등 중대조립 자동화 공통 기반 기술의 조선산업 생태계 보급 확산 지원 가능

□ 기술적 기대효과

ㅇ 본 사업은 조선소 선박블록의 소조립, 중조립, 대조립 공정 중 중대조립 공정의 자동화, 지능화 기술개발로 세계 최초, 최고 수준의 초격차 기술에 해당

ㅇ 미래 조선산업 니즈에 부합하고 지속가능한 성장을 위한 생산 공정 분야 혁신성장 한계요인 극복과 기술지원 체계 마련 가능

- 생산 기술 및 원가 경쟁력 제고를 위한 조선소(Yard) 운영 효율화와 건조공정의 디지털화 등의 기술 지원체계 구축

- 야드內 소조립, 중조립, 대조립 블록 생산 全공정 자동화 기술개발 및 최적화된 블록 생산계획 수립을 위한 통합생산 지능화 시스템 등의 기반 마련

- 특히, 중소조선 및 협력사, 기자재 기업까지 이르는 스마트 생산 공정의 수요 기반 확대와 조선산업 생태계의 생산기술 경쟁력 강화

□ 경제적 기대효과

ㅇ ‘조선소 중대형 블록 지능형 핸들링 및 취부 용접 기술 개발’ 사업을 통하여 기존 수작업 대비 중대조립 공정 대비 생산성 20% 향상과 생산 원가 및 비용 10%를 절감할 수 있을 것으로 기대

ㅇ 사업 기간 4년 동안 약 873.6억 원의 생산유발효과와 약 259.7억 원의 부가가치유발효과를 나타낼 것으로 추정되며, 약 255명의 고용유발효과를 가져올 것으로 추정

ㅇ 기존 수작업 위주의 선박 블록 조립공정 작업환경을 자동화·지능화 기반 디지털 생산 환경으로 개선하여 안전한 작업환경 구축 가능하며 이를 통해 인명과 재산상의 피해 발생 가능할 것으로 기대

- 고소, 협소한 공간 등 위험한 곳에서의 고중량 구조물 핸들링 작업을 자동화하여 작업자 건강 보호 및 안전사고 방지

ㅇ 조선업, 로봇, 블록조립공정, 자동화 기계 등 다양한 연관 산업에서의 R&D 및 생산 인력 등 고용 창출 가능

□ 규제개선 요구사항

ㅇ 해당사항 없음

6. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 개발기간 : 45개월 이내 (1차년도 개발기간 : 9개월, 2~4차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘26년 50억 원 이내 (총 정부출연금 290.2억 원 이내)

- (총괄과제) 0.5억 원 이내 (총 정부출연금 2억 원 이내)

- (세부과제) 각 RFP 참조

ㅇ 주관기관 : 비영리기관

ㅇ 기술료 징수여부 : 비대상 (세부과제는 각 RFP 참조)

관리번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

로봇/자동화 기계

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

(해당)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

조선산업 디지털 스마트 전환

프로젝트

선박 생산 공정 디지털전환을 통한 생산성 형상 기술개발

제품·기술

지능형 친환경 생산 전환 기술

세부기술

공정별 자동화 및 지능형 안전 생산기술

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

총괄 과제명

(총괄) 조선소 중대형 블록 지능형 핸들링 및 취부/용접 기술개발

세부 과제명

(1세부) 선박 호퍼블록 곡판계 조립 지능화 시스템 개발

(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념 및 정의

ㅇ 선박 호퍼블록 곡판계 조립공정은 곡 판재의 다양한 곡면 형상에 대응하기 위해 핀지그 높이를 셋팅하고 곡 판재를 올려 순차적으로 취부 및 용접 작업을 통해 2개 이상의 곡 판재가 용접 접합된 곡주판(Curved Base Plate)을 제작하는 공정

ㅇ 선박 호퍼블록 곡판계 조립 지능화 시스템은 곡판 형상과 높이에 따라 핀지그를 자동 설정하고 곡판재 취부 단차 및 간격 등을 자동 조절하여 곡판 경사에 대응하며 곡판계 조립작업을 수행하는 지능화된 생산 시스템

- 곡 형상과 높이 정보를 기준으로 핀지그의 높이를 자동으로 셋팅하고 2개 이상의 곡판재를 자동으로 판접하기 위한 오토 핀지그 시스템 및 제어 기술 개발

- 곡 판재 간의 단차 및 간격 등을 자동으로 측정하고 조절하며 취부 용접 작업을 수행하는 갠트리 크레인, 사이드 푸시풀 시스템, 자율형 주행 대차 기반의 스마트 취부 자동화 기술 개발

- 곡 판재의 조인트 라인 계측정보, 곡판 용접 DB를 기반으로 곡판 경사에 대응하며 용접 변형 방지 기능과 작업 결과 데이터화 기능을 포함하는 곡판계 지능형 용접 시스템 개발

2. 연구목표 및 내용

□ 최종목표

ㅇ 다양한 곡판을 대응할 수 있는 오토 핀지그 작업 스테이지에 곡판 취부작업과 용접작업을 자동으로 수행하는 선박 호퍼블록 곡판계 조립 지능화 시스템 개발

- 곡판계 부재 자동 셋팅을 위한 오토 핀지그 시스템

- 자동 단차 조절 기능을 가진 스마트 판계 취부 자동화 기술 개발

- 갠트리 로봇 기반 곡판계 지능형 용접 시스템

ㅇ 정량적 목표

연번	핵심 기술/제품 성능지표	단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	오토 핀지그 허용 하중	kgf/ea	7,000 이상	-	-
2	핀지그 가장자리 최소 스트로크	m	1 이상	-	-
3	곡판계 용접속도	m/min	0.3 이상	-	-
4	갭 단차 조절 오차	mm	± 3 이하	-	-
5	실증 블록* 크기	m	12 × 10 이상	-	-

* 실증 블록은 종횡 용접라인을 포함하는 호퍼블록을 대상으로 함

□ 개발 내용

ㅇ 곡판계 부재 자동 셋팅을 위한 능동형(지능형) 오토 핀지그 시스템 개발

- 서보 액추에이터를 이용한 위치 제어 가능한 오토 핀지그 시스템

- 능동적 핀지그 최적 높이 조절 가능한 CAD 정보 연계 스마트 핀지그 제어 시스템

- 부재 수평/수직이동, 회전(각도조절) 등 부가장치 및 부재 자동 셋팅 시스템

ㅇ 자동 단차 조절 기능을 가진 곡판계 스마트 취부 기술 개발

- AI 영상 분석을 활용한 곡판계 취부 조건(간격, 단차, 곡률 등) 계측 시스템 개발

- 곡주판 구속 장치가 포함된 갭 단차 조절 시스템 개발

- 핀지그 스테이지 자율주행형 부재 리프팅 장비 개발

- 갠트리 기반 취부(tack 용접) 및 실링 비드 용접 로봇 시스템 개발

ㅇ 갠트리 로봇 기반 곡판계 지능형 용접 기술 개발

- 오토 핀지그 시스템 및 직동/회전 부가장치 연동 기반 부재 정치 기술 개발

- 갠트리 로봇 기반 부재 판접 자동화를 위한 지능형 용접 시스템 개발

- 곡판계 용접정보 및 정도/변형 계측 정보 데이터베이스 구축

- 변형 최소화를 위한 구속 기술 및 고능률 용접 기술 개발

ㅇ ‘로봇/자동화 장비 데이터, 계측/센싱 데이터, 공정 데이터’ 수집 및 (4세부) 중앙 관제 플랫폼 연계 제공

□ TRL 핵심기술요소(CTE)

연번	핵심 기술요소	최종단계	생산수준 또는 결과물	시험평가 환경
1	CAD 정보 기반 작업 정보 생성 기술	7	CAD 정보 추출 및 작업 정보 생성 S/W	실증용 테스트베드
2	오토 핀지그 다중제어 기술	7	소조프레임 그리핑 및 단차 조정 시스템	실증용 테스트베드
3	작업 부재 형상 및 작업 기준 인식 기술	7	부재 정보 인식 및 좌표 보정 시스템	실증용 테스트베드
4	곡판계 단차 조정 로봇 운용 기술	7	곡판계 단차 조정 시스템	실증용 테스트베드
5	곡판계 취부 갠트리 로봇 운용 기술	7	곡판계 취부 갠트리 로봇 시스템	실증용 테스트베드
6	곡판 용접공정 기술	7	곡판 용접 DB	실증용 테스트베드

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 개발기간 : 45개월 이내 (1차년도 개발기간 : 9개월, 2~4년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘26년 17.2억 원 이내 (총 정부출연금 93억 원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소·중견 기업 (조선소 참여 필수)

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

관리번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

로봇/자동화 기계

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

(해당)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

조선산업 디지털 스마트 전환

프로젝트

선박 생산 공정 디지털전환을 통한 생산성 형상 기술개발

제품·기술

지능형 친환경 생산 전환 기술

세부기술

공정별 자동화 및 지능형 안전 생산기술

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

총괄 과제명

(총괄) 조선소 중대형 블록 지능형 핸들링 및 취부/용접 기술개발

세부 과제명

(2세부) 선박 호퍼블록 보강재 취부 지능화 시스템 개발

(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념 및 정의

ㅇ 선박 호퍼블록 보강재 조립공정은 곡판계 조립공정 후 진행되는 생산 공정으로 핀지그 정반 위에 거치된 곡주판(Curved Base Plate)에 조립 정보를 마킹하고 단면보다 길이가 긴 보강재를 투입하여 조립 기준선에 따라 정렬한 후 취부 및  용접 작업을 수행하는 공정

ㅇ 선박 호퍼블록 보강재 취부 지능화 시스템은 곡을 포함하는 주판의 형상을 인식하여 자동으로 조립정보를 마킹하고 보강재의 자율적 투입 및 기준선 정렬, 곡주판-보강재 취부 조건을 조정하고 산출된 최적 작업 조건에 따라 보강재 취부 및 용접 작업을 수행하는 지능화된 생산 시스템

- 곡주판 CAD 정보와 계측 정보를 활용한 부재 조립정보, 기준선 등의 마킹 정보 생성과 마킹 작업을 자동으로 수행하기 위한 곡판의 조립정보 자동 마킹 시스템 개발

- 보강재 자율적 선별 투입 및 기준선 정렬, 곡주판-보강재 단차·간격·수직도 계측 및 다점 동시 조정 작업이 가능한 보강재 다점 스마트 Fit-up 기술 개발

- 형상 정보와 취부 작업 기준 정보를 활용한 최적 취부 지점·작업 경로 산출 및 취부 작업을 자율적으로 수행하기 위한 로봇 기반 보강재 취부 지능화 기술 개발

- 취부된 곡주판과 보강재 간의 경사각을 고려한 곡부, 필렛부 등 다양한 자세의 용접 기술 개발

2. 연구목표 및 내용

□ 최종목표

ㅇ 갠트리 로봇 시스템과 지능형 Fit-up 시스템을 통해 호퍼 블록의 보강재 투입에서부터 취부 및 용접까지 자동으로 수행할 수 있는 시스템 개발

- 곡판계의 조립정보 자동 마킹 시스템

- 곡판계의 보강재 다점 스마트 Fit-up 기술

- 곡판계-보강재 로봇기반 취부 지능화 기술

- 곡판계-보강재 로봇기반 용접 자동화 기술

ㅇ 정량적 목표

연번	핵심 기술/제품 성능지표	단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	취부정보 마킹 정확도	%	95 이상	-	-
2	보강재 취부 위치 정렬 오차	mm	± 3 이하	-	-
3	보강재 용접 속도	m/min	0.3 이상
4	용접선 추적 정밀도	mm	±2 이하	±2	±2 (일본/OTC)
5	실증 블록* 크기	m	20 × 10 이상	-	-

* 실증 블록은 종횡 용접라인을 포함하는 호퍼블록을 대상으로 함

□ 개발 내용

ㅇ 곡판계의 조립정보 자동 마킹 시스템 개발

- 곡판계 형상 정보 수집을 위한 3차원 형상 계측 시스템

- 설계/계측 정보 기반 마킹정보(기준선, 부재번호 등) 생성 및 매핑 알고리즘

- 갠트리 기반 자율적 3차원 곡면 조립정보 자동 마킹 시스템 및 검증 시스템

ㅇ 곡판계의 보강재 다점 스마트 Fit-up 기술 개발

- 보강재 정보/형상 인식 및 그리핑/정렬 위치 정합 알고리즘

- 갠트리 구조형 자율적 보강재 선별/그리핑 및 이송 정렬 시스템

- 주판과 보강재 간의 취부 조건(단차, 간격, 수직도 등) 계측 및 보정 시스템

ㅇ 곡판계-보강재 로봇기반 취부 지능화 기술 개발

- 보강재 취부 작업 경로/모션 플래닝 및 최적 스케줄링 알고리즘

- 보강재 곡면 취부 작업용 엔드 이펙터 및 로봇 취부 용접 시스템

- 취부 상태(기준선 정렬, 수직도) 모니터링 시스템

ㅇ 곡판계-보강재 로봇기반 용접 지능화 기술개발

- 설계/계측 정보 활용 부재 및 용접선 자동 인식 알고리즘

- 실시간 용접 공정 모니터링 기반 멀티 용접 로봇 시스템 및 제어 알고리즘

- 곡주판과 보강재 간의 경사각을 고려한 곡부, 필렛부 등 다양한 자세의 용접 기술 개발

- 보강재 용접정보 및 정도/변형 계측 정보 데이터 베이스 구축

ㅇ ‘로봇/자동화 장비 데이터, 계측/센싱 데이터, 공정 데이터’ 수집 및 (4세부) 중앙 관제 플랫폼 연계 제공

□ TRL 핵심기술요소(CTE)

연번	핵심 기술요소	최종단계	생산수준 또는 결과물	시험평가 환경
1	곡주판 마킹정보 생성 기술	7	곡판 조립정보 자동 마킹 시스템	실증용 테스트베드
2	부재 선별 및 자율 이송 정렬 기술	7	보강재 선별 및 자율 투입 시스템	실증용 테스트베드
3	부재 형상 인식 및 단차/간격 판별 기술	7	부재 형상 인식 및 분석 SW	실증용 테스트베드
4	보강재 Fit-up 오차 강제 보정 기술	7	보강재 스마트 Fit-up 시스템	실증용 테스트베드
5	보강재 취부 갠트리 로봇 운용 기술	7	보강재 취부 갠트리 로봇 시스템	실증용 테스트베드
6	보강재 용접공정 기술	7	보강재 용접 DB	실증용 테스트베드

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 개발기간 : 45개월 이내 (1차년도 개발기간 : 9개월, 2~4차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘26년 12.2억 원 이내 (총 정부출연금 69.2억 원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소·중견 기업 (조선소 참여 필수)

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

관리번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

로봇/자동화 기계

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

(해당)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

조선산업 디지털 스마트 전환

프로젝트

선박 생산 공정 디지털전환을 통한 생산성 형상 기술개발

제품·기술

지능형 친환경 생산 전환 기술

세부기술

공정별 자동화 및 지능형 안전 생산기술

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

총괄 과제명

(총괄) 조선소 중대형 블록 지능형 핸들링 및 취부/용접 기술개발

세부 과제명

(3세부) 선박 호퍼블록의 소조프레임 취부 자동화 시스템 개발

(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념 및 정의

ㅇ 선박 호퍼블록 소조프레임 조립공정은 곡주판(Curved Base Plate)에 보강재가 조립된 상태에서 비정형 고중량 대형 부재인 소조프레임을 조립 기준선에 따라 배치 정렬한 후 취부 및 용접 작업을 수행하는 공정

ㅇ 선박 호퍼블록의 소조프레임 취부 자동화 시스템은 곡주판과 조립된 보강재의 형상을 인식하여 소조프레임을 자율적으로 선별 투입하여 기준선에 정렬하고 곡주판-보강재-소조프레임 취부 조건을 조정하여 산출된 최적 작업 조건에 따라 소조프레임 취부 작업을 자동으로 수행하고, 선박 호퍼블록 조립 정도를 계측하여 정도 데이터를 수집하는 생산 시스템

- CAD 정보 및 계측 정보 기반으로 마킹된 조립정보에 따라 자율적 소조프레임 선별 투입 및 조립 위치 정렬을 위한 소조프레임 이송 및 위치 정렬 핸들링 시스템 개발

- 기계적 손상 방지 가능한 능동형 부재 그리핑 모듈로 부재를 그리핑하고 영상 정보를 활용한 오차 분석을 통해 미세 조정하여 부재를 정위치하여 취부 용접 조건을 확보하기 위한 소조프레임 그리핑 및 단차 조정 시스템 개발

- 형상 정보 기반으로 자동으로 취부 용접 작업 정보를 산출하고 최적 작업 경로를 생성하여 취부 용접 작업을 수행하기 위한 갠트리 로봇 기반의 소조프레임 취부 용접 자동화 시스템 개발

- 글로벌 및 로컬 스캔 통합형 다중 스캔 계측 체계를 통해 좌표 변환, 정합, 드리프트 보정 기술 등로 선박 호퍼블록 조립 정도 데이터 수집 및 분석하는 시스템 개발

2. 연구목표 및 내용

□ 최종목표

ㅇ 선박블록 조립장에서 보강재가 조립된 주판에 소조프레임의 취부 작업을 수행할 수 있는 생산 자동화 시스템 개발

- 소조프레임 이송 및 위치 정렬 핸들링 시스템

- 소조프레임 그리핑 및 단차 조정 시스템

- 소조프레임 취부 용접 자동화 기술

- 선박 호퍼블록 조립 정도 계측 시스템

ㅇ 정량적 목표

연번	핵심 기술/제품 성능지표	단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	소조프레임 핸들링 중량	ton	10 이상	-	-
2	소조프레임 취부위치 정렬 오차	mm	±3 이내	-	-
3	블록 내부 부재 스캔거리	m	2 이상	1.5	2 (미국, Artec 3D)
4	블록 외판 스캔거리	m	100 이상	70	100 (미국, FARO)
5	형상 측정오차	mm	0.1 이하	0.5	0.1 (미국, Artec 3D)
6	용접불량 판별	%	99% 이상	95	99 (영국, Oxfordvst)
7	실증 블록* 크기	m	12 × 10 이상	-	-

* 실증 블록은 종횡 용접라인을 포함하는 호퍼블록을 대상으로 하며, 3개 이상의 소조프레임을 포함

□ 개발 내용

ㅇ 소조프레임 이송 및 위치 정렬 핸들링 기술 개발

- 설계 정보 및 형상 인식 기반 부재 판별 시스템

- 사각‧협소구간 고려한 소조프레임 취부 정보(기준선, 부재번호 등) 정밀인식 시스템

- 갠트리 구조의 고중량 소조프레임 이송 및 핸들링 시스템

ㅇ 소조프레임 그리핑 및 단차 조정 기술 개발

- 기계적 손상 방지를 위한 능동형 부재 그리핑 시스템

- 곡주판과 소조프레임 취보 조건(단차, 간격, 수직도 등) 계측 시스템

- 소조프레임 취부 위치정렬 및 취부 조건 오차 미세조정 액추에이팅 시스템

ㅇ 소조프레임 취부 용접 자동화 기술 개발

- 취부 정보(취부 구간, 지점 등) 자동 산출 및 최적화 알고리즘

- 갠트리 로봇 기반 보강된 곡주판-소조프레임 취부 자동화 시스템

- 실시간 소조프레임 취부 상태(기준선 정렬, 수직도 등) 모니터링 시스템

- 후속 공정 작업성 확보를 위한 취부된 소조프레임 전도 방지 연구

- 소조프레임 취부 용접 정보 데이터베이스 구축

ㅇ 선박 호퍼블록 조립 정도 계측 시스템 개발

- 갠트리 기반 곡판계·보강재·소조프레임 조립 정도 계측 자동화 시스템

- 회전·신축 자유도를 갖는 고정밀 엔드 이펙터

- 글로벌·로컬 스캔 통합형 다중 스캔 계측 체계 및 정합, 드리프트 보정 기술

- 선박 호퍼블록 조립 정도 데이터 수집 및 분석

ㅇ ‘로봇/자동화 장비 데이터, 계측/센싱 데이터, 공정 데이터’ 수집 및 (4세부) 중앙 관제 플랫폼 연계 제공

□ TRL 핵심기술요소(CTE)

연번	핵심 기술요소	최종단계	생산수준 또는 결과물	시험평가 환경
1	고중량 대형 부재 투입 및 위치 정렬 핸들링 기술	7	소조프레임 이송 및 핸들링 시스템	실증용 테스트베드
2	고중량 대형 부재 그리핑 및 단차 조정 기술	7	소조프레임 그리핑 및 단차 조정 시스템	실증용 테스트베드
3	소조프레임 취부 용접 로봇 운용 기술	7	소조프레임 취부 용접 자동화 시스템	실증용 테스트베드
4	소조플레임 취부 용접공정 기술	7	소조프레임 취부 용접 DB	실증용 테스트베드
5	광대역 형상 정보 측정 기술	7	호퍼블록 조립 정도 계측 시스템	실증용 테스트베드

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 개발기간 : 45개월 이내 (1차년도 개발기간 : 9개월, 2~4차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘26년 12.5억 원 이내 (총 정부출연금 83억 원 이내)

ㅇ 주관기관 : 제한없음 (컨소시엄 내 조선소 참여 필수)

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

관리번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

로봇/자동화 기계

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

(해당)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

조선산업 디지털 스마트 전환

프로젝트

선박 생산 공정 디지털전환을 통한 생산성 형상 기술개발

제품·기술

지능형 친환경 생산 전환 기술

세부기술

공정별 자동화 및 지능형 안전 생산기술

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

총괄 과제명

(총괄) 조선소 중대형 블록 지능형 핸들링 및 취부/용접 기술개발

세부 과제명

(4세부) 선박 호퍼블록 조립공정 통합운영 및 관제 플랫폼 개발

(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념 및 정의

ㅇ 선박 호퍼블록 조립공정의 세부단계인 곡판계, 보강재 조립, 소조프레임 취부 전 과정에서 적용되는 자동화·지능화 시스템의 관제와 생산 공정의 효율적 운영을 위한 플랫폼 개발 및 각 공정 공동 활용을 위한 AI 연구개발·운영 환경 구축

- 설계 정보 기반의 자동화 시스템 제어 정보 및 기준 데이터 생성을 위한 실시간 데이터 수집 및 기계 시스템 인터페이스 체계 개발

- 선박 호퍼블록 조립공정의 로봇 & 자동화 장비 데이터, 계측 & 센싱 데이터, 공정 데이터 수집 및 데이터 통합·관리 기술 개발

- 선박 호퍼블록 조립공정의 유연한 생산과 효율적인 관리를 위해 생산 공정 정보 가공, 분석, 예측, 모니터링 가능한 디지털 트윈 기반 선박 호퍼블록 생산공정 모니터링 및 관제 기술 개발

- 각 세부과제 AI 기술개발 공동 활용을 위한 선박 호퍼블록 조립공정 AI 연구개발·운영 환경 구축 및 연계 기술 개발

2. 연구목표 및 내용

□ 최종목표

ㅇ 선박 호퍼블록 조립공정의 세부공정별 작업 진행 현황과 생산 실적을 모니터링하고 전체 단계별 흐름 생산이 유연하도록 선박 호퍼블록 생산 공정 중앙 관제 플랫폼 및 각 공정별 AI 기술개발 공동 활용을 위한 AI 연구개발·운영 환경 구축 기술 개발

- 선박 호퍼블록 설계 정보 인터페이스 체계 개발

- 각 세부과제 연계 데이터 수집 및 데이터 통합·관리 기술 개발

- 디지털 트윈 기반 선박 호퍼블록 생산공정 모니터링 및 관제 기술 개발

- 선박 호퍼블록 조립공정 AI 연구개발·운영 환경 구축 기술 개발

ㅇ 정량적 목표

연번	핵심 기술/제품 성능지표	단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	CAD 정보 추출·변환 정확도	%	95 이상	-	-
2	각 공정 데이터 연계 성공률	%	95 이상	-	-
3	공정 단계별 상태 가시화 반영 지연시간	sec	5 이하	-	-
4	디지털트윈 기반 공정 진행률 산출 정확도	%	95 이상	-	-
5	선박 호퍼블록 조립공정 데이터 셋 구축	건	1 건	-	-

□ 개발 내용

ㅇ 선박 호퍼블록 설계 정보 인터페이스 체계 개발

- CAD 인터페이스 및 데이터 추출·변환 기술 개발

- 부재 형상, 좌표계, 공정 기준 정보 공통 활용을 위한 데이터 연계 구조 설계

- 설계 변경 사항에 대한 공정 시스템 실시간 반영을 위한 설계-공정 연계 메커니즘 개발

ㅇ 각 세부과제 연계 데이터 수집 및 데이터 통합·관리 기술 개발

- 세부과제별 생성 데이터 연계를 위한 데이터 레이크 구축

- 로봇 및 자동화 장비 연계를 통한 상태 및 공정 데이터 실시간 수집 기술

- 각 세부과제 개발 장비 및 작업공정 대응 3D 모델 데이터 정합 기술

- 작업 단계별 상태 가시화 기준 모델 관리를 위한 공정 단계별 3D 모델 관리 기술

ㅇ 디지털 트윈 기반 선박 호퍼블록 생산공정 모니터링 및 관제 기술 개발

- 공정 진행률, 설비 가동률 등 수집된 데이터 정량화를 위한 실시간 상태 분석 로직

- 공정 데이터 분석을 통한 생산성 및 품질 중심의 KPI 산출

- 비정상, 문제 발생 실시간 인지 및 즉각적 상황 대응 시스템

- 각 세부과제 데이터 연계를 통한 디지털 트윈 기반 중앙 관제 플랫폼

ㅇ 선박 호퍼블록 조립공정 AI 연구개발·운영 환경 구축 기술 개발

- 각 세부 AI 기술개발 공동 활용을 위한 중앙 집중형 AI 연산 서버 및 실행 환경 구축

- AI 모델 학습·검증·추론 지원을 위한 개발과 운용 단계를 분리한 AI 실행 환경 구성 기술 개발

- 각 세부 AI 결과물의 중앙 관제 플랫폼 연계를 위한 AI 서비스 연계 기술 개발

- 선박 호퍼블록 조립공정 데이터셋 구축

ㅇ CAD 데이터 추출·변환 데이터 (1 ~ 3세부) 연계 제공

□ TRL 핵심기술요소(CTE)

연번	핵심 기술요소	최종단계	생산수준 또는 결과물	시험평가 환경
1	CAD 인터페이스 및 데이터 추출·변환 기술	7	조선 CAD 인터페이스 및 정보 추출·변환 SW	실증용 테스트베드
2	공정별 연계 데이터 수집 및 통합·관리 기술	7	데이터 레이크 및 통합·관리 SW	실증용 테스트베드
3	선박 호퍼블록 조립공정 모니터링 및 관제 기술	7	디지털트윈 기반 중앙 관제 플랫폼	실증용 테스트베드
4	선박 호퍼블록 조립공정 AI 연구개발·운영 환경 구축 기술	7	AI 인프라 및 선박 호퍼블록 조립공정 데이터셋	실증용 테스트베드

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 개발기간 : 45개월 이내 (1차년도 개발기간 : 9개월, 2~4차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘26년 7.6억 원 이내 (총 정부출연금 43억 원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소·중견 기업 (혁신도전형, 조선소 참여 필수)

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

□ 선박용CO2포집시스템기술개발및실증

관리번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

-

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

(해당 or 해당없음)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

친환경선박 전주기 생태계 육성

프로젝트

친환경 선박 추진연료 대전환(암모니아/수소 등) 및 탄소저감 선도기술개발

제품·기술

조선해양 탄소저감 기자재

세부기술

선상 CO2 포집·저장·처리 기술 개발

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

총괄 과제명

(총괄) 선박용 CO2 포집 시스템 기술개발 및 실증

(TRL : [시작] 5단계 〜 [종료] 8단계)

1세부 과제명

(1세부) RPB 기술 기반 선박용 CO2 포집 시스템 개발

2세부 과제명

(2세부) 극저온 포집기술 기반 선박용 CO2 포집 시스템 개발

3세부 과제명

(3세부) 흡착기술 기반 선박용 CO2 포집 시스템 개발

4세부 과제명

(4세부) 선박용 CO2 포집 시스템 육·해상 실증

1. 개념 및 정의

□ 개념

ㅇ 국제해사기구(이하, IMO)의 강화되는 선박 온실가스(이하, CO2) 배출규제에 대응하기 위하여 선박의 연돌에 설치되어 배출가스 내 CO2 성분을 포집하여 선박에서 배출된 CO2를 감소하기 위한 시스템 개발 및  육·해상 결과 확보

- IMO의 온실가스 배출규제를 만족하기 위한 대체연료 활용기술들의 경우 인프라 확보까지 많은 시간이 소요될 것으로 예상되어 징검다리 기술(Bridge-Technology)의 확보에 대한 요구가 높음

- 육상의 CO2 배출가스 감소를 위하여 활용되고 있는 CO2 포집 기술들을 선박에 적용하여 단기간 내에 선박에서 배출되는 CO2 감소를 달성하고자 함

- 육상 시스템과는 달리 높은 에너지 효율 및 공간효율을 요구하는 선박 탑재 시스템의 요구조건을 만족하기 위한 신기술을 적용한 시스템 개발을 진행하고, 개발된 시스템에 대한 육상 성능 검증 및 해상 실증결과 확보를 통하여 시장 진입 기반을 마련

□ 정의

ㅇ 선박용 CO2 포집 시스템의 정의

- 선박 배출가스 내에서 CO2를 흡수제·흡착제·냉각·액화 등의 기술들 조합하여 직접 포집하고 선박에 포집·저장하는 시스템

- (무탄소) 대체연료 상용화 시점 이전에 강화된 IMO / EU의 선박 온실가스 배출 규제를 만족할 수 징검다리 기술

ㅇ 사업의 기술개발 범위에 대한 정의

- 흡수탑을 이용하는 기존 습식포집 방식 대비 에너지 효율 및 공간 효율이 높은 3가지 신기술* 적용 시스템 개발

* 선박 적용이 가능한 RPB 활용 기술, 극저온 포집기술, 흡착 포집기술을 활용한 시스템 개발

- 선박용 CO2 포집 시스템들에 대한 기술 주도 및 시장 진입에 요구되는 기반을 확보할 수 있도록 육상 성능 검증 및 해상 실증 Track record 확보

- 국내외 표준확보를 통한 개발기술들의 기술 주도권 확보

2. 연구목표 및 내용

□ 최종목표

ㅇ 선박용 CO2 포집 시스템 신기술 국산화

- RPB 활용 기술, 극저온 포집 기술, 흡착 포집 기술 등의 신기술을 적용한 선박용 CO2 포집 시스템 국산화

ㅇ 육·해상 실증 결과 확보를 통한 시장진입 기반 마련

- 육상 실증을 통한 시스템 고도화 기반 마련 및 55시간 이상의 운전결과 확보를 통한 누적 운전 안정성 확인

- 500시간 이상의 해상 실증을 통한 Track Record 확보 및 시장 진입 기반 확보

ㅇ 국내외 표준 확보를 통한 개발 기술들에 대한 기술주도권 확보

ㅇ 정량적목표

연번	핵심 기술/제품 성능지표	단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	선박 탑재 시스템 선정결과 보고서	건	1	-	-
2	세부과제별 진도 및 성과관리	회	분기별 1회 이상	-	-
3	국제표준 기고발표 및 PWI 등록	건	2건	-	-

□ 개발 내용

ㅇ 사업총괄관리

- 총괄목표관리 및 세부과제 목표관리

- 연차별 연구결과 및 진도 자체 점검

- 성과관리 및 성과 홍보·확산

ㅇ 해상 실증 시스템 선정

- 개발 시스템 성능 비교 검증 방안 마련 및 제 3자 검증

- 해상 실증 시스템 선정 위원회 개최 및 해상 실증 시스템 2종 선정

* 기술 개발 동향을 고려하여 3종 전체 실증 가능성 고려

ㅇ 국내외 표준 확보를 통한 개발 기술들에 대한 기술주도권 확보

- ISO 표준 확보를 위한 기고문 발표 및 PWI(Preliminary Work Item) 등록 2건

□ TRL 핵심기술요소(CTE)

연번	핵심 기술요소	최종단계	생산수준 또는 결과물	시험평가 환경*
1	RPB 활용 CO2 포집 기술	TRL 8	CO2 포집 시스템 패키지	해상실증
2	극저온 CO2 포집 기술	TRL 8	CO2 포집 시스템 패키지	해상실증
3	흡착제 활용 CO2 포집 기술	TRL 8	CO2 포집 시스템 패키지	해상실증

* 해상실증을 통한 최종단계 TRL 8은 육상실증 결과 비교 검토를 통해 해상실증을 진행하는 것으로 선정된 2종 이하의 기술들에 한하여 진행됨 (미 선정기술들은 TRL6 단계의 육상 실증에서 종료)

□ 보안과제 및 안전성 검토 여부

ㅇ 보안과제 해당 여부 : 해당사항 없음

ㅇ 안전관리형 해당여부 : 해당 사항 없음

3. 국내외 기술동향

□ 국내 기술 동향

ㅇ 습식 포집 기술을 활용한 육상 CO2 포집 시스템 기술개발 진행 중

- 다양한 국산 액상 흡수제의 개발이 진행되고 있으며 화력 발전소 등에서 흡수탑을 사용한 습식 포집 실증이 이루어지고 있음

* 한전 전력연구원에서 개발한 아민계 습식 흡수제인 KoSol과 한국에너지기술연구원에서 개발한 탄산칼륨 기반의 KIERSOL을 활용한 육상실증 결과들이 보고 되고 있음.

ㅇ 습식 포집 기술을 활용한 선박용 CO2 포집 시스템에 대한 해상 실증 진행 중

- 흡수탑을 사용하는 습식 포집 시스템을 선박에 탑재하여 성능을 확인하는 해상 실증 연구 진행 중

* HMM 선박에 파나시아와 삼성중공업에서 기술개발한 시스템을 탑재하여 해상 실증 운항 진행 중

ㅇ 국책과제를 통하여 극저온 포집과 관련된 Pilot 규모의 육상 성능 검증 연구 진행 중

□ 국외 기술 동향

ㅇ 일본의 CC-Ocean 프로젝트를 통한 선상 CO2포집 시스템 해상 실증 진행

- 일본 “K-LINE”의 선박에 선박용 CO2 포집 시스템을 설치하여 선박 배출가스내 CO2를 포집·분리한 세계 최초 실증 프로젝트임

* ‘21년 포집용량의 100kg/day로 소규모 demo 플랜트 실증

ㅇ Alfa Laval과 일본 NARI 연구소가 협력하여 기존 Alfa Laval사의 PureSOx 스크러버 시스템을 활용한 선박용 배가스 내 CO2 포집 시스템 성능 검증 진행

- ’21년 성공적으로 육상 성능 검증을 마치고, 선박 탑재 관련 연구를 지속적으로 진행 중

4. 지원필요성

□ 기술적 지원필요성

ㅇ IMO의 MEPC83차 회의에서 OCCS 사용을 위한 규제 프레임워크 개발을 위한 Work Plan 승인

- OCCS를 활용한 선박 배출가스 저감과 관련한 IMO의 인증이 진행될 것으로 예상되며, 이에 따른 신규시장 대응에 요구되는 기술확보가 시급하게 요구됨

ㅇ 선박용 CO2 포집 관련 신기술을 적용 시스템 확보를 통한 국제적 기술선도

- 개발 시스템 및 시스템 운용등에 대한 ISO 표준 선도등을 통한 아국(我國)의 기술선도 기반 마련

□ 경제적 지원필요성

ㅇ LNG 등의 저탄소 대체연료 추진선박의 세계 시장주도 지속을 통한 경제적 효과 확보

- LNG 연료추진선박의 경우 대체연료추진선 시장 점유율이 가장 높으며 지속증가 하고 있는 추세임

- IMO 및 FuelEU maritime 규제 강화에 대응하기 위한 CO2 감축을 위한 시스템이 적용된 선박 확보를 통하여 세계 시장 주도 지속을 통한 경제적 효과 확보

ㅇ 선박용 CO2 포집장치 설치를 위한 선박 개조시장 창출을 통한 경제적 효과 확보

ㅇ 선박용 CO2 포집장치 및 연계 기자재 시장 활성화에 따른 경제적 효과 확보

□ 정부/정책적 지원필요성

ㅇ 국내에서 개발된 선박용 시스템들의 해상실증을 통한 Track Record확보 부재로인해 시장 진입에 실패한 사례들이 다수 존재

- 예상 신규시장 진입을 위한 시스템 개발 및 육·해상 실증의 경우 국내 업체들이 진행하기에 높은 장벽이 존재함

- 기술개발 장벽의 극복을 위하여 초기 정부의 마중물 성격의 지원이 필수 됨

ㅇ 선박용 온실가스 저감 시스템의 확보 및 선박 적용을 통한 국가 NDC 달성에 기여

- 선박에서 배출되는 CO2 감축의 경우 국가 NDC 모빌리티 분야의 목표달성에 크게 기여할 수 있음

5. 활용방안 및 기대효과

□ 활용방안

ㅇ 화석 연료 (LNG, 메탄올, MDO 등) 추진 신조선 적용

- IMO 온실가스 배출규제 대응을 위한 신규 건조 선박에 적용

ㅇ 화석 연료 (LNG, 메탄올, MDO 등) 추진선 개조시 적용

- OCCS의 선박 적용 가능성이 확인된 기존 선박에 개조를 통한 시스템 탑재 적용

ㅇ LNG/LPG/LH2 추진 혹은 연료 운반 선박 적용

- 극저온 유체를 운송 혹은 추진하는 선박의 냉열을 활용할 수 있는 선박 탑재 적용

□ 기술적 기대효과

ㅇ 선박용 CO2 포집 시스템 확보 및 관련 기자재 국산화를 통한 글로벌 기술선도

- 선박용 CO2 포집 시스템 관련 기술 내재화

- 선박용 CO2 포집 시스템 및 구성 기자재에 대한 기술 선도

ㅇ 선박용 CO2 포집 시스템을 탑재한 선박 설계 및 운용기술의 선도적 확보

□ 경제적 기대효과

ㅇ 선박용 CO2 포집 시스템 시장 선점을 통한 신시장 창출과 국내 기술의 글로벌 시장 진출 및 경제적 이익 창출

- 선박용 CO2 포집 시스템 구성 기자재 개발 업체 및 패키징 업체등의 동반 성장에 따른 경제적 이익창출

- CO2 배출량을 감소할 수 있는 친환경 선박 건조에 따른 친환경 선박 시장 주도

- 선박용 CO2 포집 시스템 탑재를 위한 선박 개조 시장 주도에 따른 경제적 효과 확보

□ 기타 사회·문화적 측면의 기대효과 및 파급효과

ㅇ 선상 CO2 포집 시스템 개발 관련 산업간 연계성 확보

- CO2 포집 시스템 개발 업체, 개발 된 시스템에 대한 육⦁해상 실증 진행기관 및 개발된 시스템을 활용하는 조선소 간의 지속 가능한 연계성 확보

ㅇ IMO 온실가스 배출 규제만족을 방안 적용을 통한 국내 해운 및 조선산업의 경쟁력 강화

- 기술 국산화를 통해 조선·해운 산업의 고부가가치화를 실현하고, 국내 친환경 기술을 기반으로 글로벌 시장 경쟁력을 강화하여 조선·해운 강국으로 도약

□ 규제개선 요구사항

ㅇ 규제개선 요구사항 : 해당사항 없음

6. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 45개월 이내(1차년도 개발기간 : 9개월, 2~4차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’26년 55억원 이내(총 정부지원연구개발비 284억원 이내)

- (총괄) `26년 1억원 이내(총 정부지원연구개발비 7억원 이내)

- (세부) 세부과제는 각 RFP 참조

ㅇ 주관연구개발기관 : 비영리기관(혁신제품형)

ㅇ 정부납부기술료 납부대상 여부 : 비대상

관리번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

-

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

(해당 or 해당없음)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

친환경선박 전주기 생태계 육성

프로젝트

친환경 선박 추진연료 대전환(암모니아/수소 등) 및 탄소저감 선도기술개발

제품·기술

조선해양 탄소저감 기자재

세부기술

선상 CO2 포집·저장·처리 기술 개발

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

총괄 과제명

(총괄) 선박용 CO2 포집 시스템 기술개발 및 실증

세부 과제명

(1세부) RPB 기술 기반 선박용 CO2 포집 시스템 개발

(TRL : [시작] 5단계 〜 [종료] 8단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념

ㅇ Rotating Packed Bed(RPB) 기술을 적용한 고효율 선박용 CO2 포집 시스템을 개발 및 실증을 통한 선박용 CO2 포집 선도 기술 확보

- 흡수탑을 활용하는 기존 습식 포집 방식대비 에너지 효율 및 공간효율이 높은 RPB 기술을 적용한 습식 포집 기술 적용한 시스템 개발

* 기존 흡수탑 활용 시스템 대비 에너지 효율 및 공간 효율 10% 이상 향상 가능

- 육·해상 실증을 통한 성능 검증 및 시장 진입 기반 확보

□ 정의

ㅇ Rotating Packed Bed(RPB) 기술:

- 고속으로 회전하는 원통형 충전제를 활용하여 배출가스와 액상 흡수제 간의 접촉 면적을 극대화하고 물질 전달 효율을 향상시킴으로써 CO2를 효율적으로 포집하는 고급 습식 흡수 기술

ㅇ 선박용 CO2 포집 시스템(On-Board Carbon Capture System, OCCS):

- 선박 엔진의 배기가스에 포함된 CO2를 회수·압축·액화하여 저장·운송하거나 탄소 재활용 등으로 활용하는 통합 시스템

ㅇ 습식 포집 기술:

- 액상 흡수제를 이용하여 CO2를 화학적 또는 물리적으로 흡수하여 포집하는 기술

2. 연구목표 및 내용

□ 최종목표

ㅇ RPB 기술을 적용한 고효율 선박용 CO2 포집 시스템을 개발하고 육상 실증을 통한 시스템 최적화 및 해상 실증을 통한 시장진입 기반 확보

ㅇ 구체적 목표:

* RPB 기술적용 선박 배기가스 내 CO2 포집 시스템 개발 및 핵심 기술 국산화 달성

* 선박 탑재를 위한 위험성 평가 및 AIP 인증 취득 달성

* 육상 성능 검증을 통한 시스템 최적화 달성

* (해상실증 진행 시)해상 실증을 통한 Track Record 확보 및 시스템 고도화 달성

ㅇ 정량적목표

연번	핵심 기술/제품 성능지표	단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	에너지 지수(Energy Intensity)	GJ/ton-CO2	3.5 이하	4.5~5.0 (기존 습식방식)	-
2	장치 부피(System Volume)	m³/ton·day-CO2	60 이하	80~100 (기존 습식방식)	-
3	CO2 포집률	%	85 이상	80~85 (기존 습식방식)	-
4	흡수제 흡수용량	mol/L	3.5 이하	2.5~3.0 (기존 습식방식)	-
5	RPB 탄소포집 상용화패키지 시스템	AIP 인증	1건	-	-

□ 개발 내용

ㅇ RPB 기술적용 선박 배가스 내 CO2 포집 시스템 개발 및 핵심 기술 국산화

- RPB 기술적용 OCCS 공정 및 제어기술 확보

- RPB 기술적용 OCCS용 고효율 흡수제 개발 및 최적화

- RPB 기술적용 OCCS용 충전제 최적화 기술 확보

- 공간 효율 최적화 기술 확보

ㅇ 전체 시스템 연계기술개발 및 육·해상 실증 결과 확보

- (불순물 제거 등) 전처리 시스템, (액화·저장 시스템 등) 후처리 시스템 및 유틸리티 시스템들과의 연계·제어 기술개발

- 선박 탑재를 위한 위험성 평가, 복원성 검토 결과 확보 및 AIP 인증 취득

- 육상 실증 결과 분석을 통한 시스템 최적화

- (해상실증 진행시) 해상 실증 결과 분석을 통한 시장진입을 위한 시스템 고도화

□ TRL 핵심기술요소(CTE)

연번	핵심 기술요소	최종단계	생산수준 또는 결과물	시험평가 환경
1	RPB 기술 적용 OCCS 공정 및 제어기술	TRL 8	선박 탑재형 통합 공정 설계서 및 제어 알고리즘	해상 실증선박
2	RPB 기술 적용 고효율 흡수제 개발	TRL 8	상용화 흡수제 배합 스펙 및 공급처 확보	선박 실운항 환경
3	RPB 기술 적용 충전제 최적화 기술	TRL 7	최적화된 충전제 설계 및 성능 데이터	육상 실증 설비
4	전체 시스템 설계 및 SKID화	TRL 8	선박 탑재형 컴팩트 SKID 설계도면	해상 실증선박
5	전처리·후처리·유틸리티 연계기술	TRL 7	통합 공정 운전 지침서 및 최적화 결과	육상/해상 실증
6	선급 인증	TRL 8	AIP 인증서	선급 심사

□ 보안과제 및 안전성 검토 여부

ㅇ 보안과제 해당 여부 : 해당사항 없음

ㅇ 안전관리형 해당여부 : 해당 사항 없음

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 45개월 이내(1차년도 개발기간 : 9개월, 2~4차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’26년 6.5억원 이내(총 정부지원연구개발비 39억원 이내)

ㅇ 주관연구개발기관 : 기업(혁신제품형)

ㅇ 정부납부기술료 납부대상 여부 : 대상

관리번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

-

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

(해당 or 해당없음)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

친환경선박 전주기 생태계 육성

프로젝트

친환경 선박 추진연료 대전환(암모니아/수소 등) 및 탄소저감 선도기술개발

제품·기술

조선해양 탄소저감 기자재

세부기술

선상 CO2 포집·저장·처리 기술 개발

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

총괄 과제명

(총괄) 선박용 CO2 포집 시스템 기술개발 및 실증

세부 과제명

(2세부) 극저온 포집 기술 기반 선박용 CO2 포집 시스템 개발

(TRL : [시작] 5단계 〜 [종료] 8단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념

ㅇ 극저온 CO2 포집 기술을 적용한 고효율 선박용 CO2 포집 시스템 개발 및 실증을 통한 선박용 CO2 포집 선도 기술 확보

- 기존 물리적/화학적/흡수/흡착 방식 외 CO2만 선택적으로 드라이아이스로 전환 포집 및 저장을 동시에 할 수 있는 극저온 기반 CO2 포집 기술을 적용한 시스템 개발

* 기존 CO2 포집 시스템들 대 전체 에너지 효율 및 공간 효율 10% 이상 향상 가능

- 육·해상 실증을 통한 성능 검증 및 시장 진입기반 확보

□ 정의

ㅇ 극저온 CO2 포집 기술

- 배기가스의 직접 압축-냉각-팽창 방식(직접냉각방식)을 통해 배기가스 내 CO2를 선택적으로 액화(liquefaction) 혹은 고상화(sublimation) 과정으로 변환하고 배기가스 중 질소/산소를 냉각 유체로 활용하는 극저온 탄소 포집 기술

2. 연구목표 및 내용

□ 최종목표

ㅇ 극저온 CO2 기술을 활용한 선박 배기가스 내 CO2 포집 공정개발, (기자재 포함)핵심 시스템 국산화 및 육·해상 실증을 통한 성능 검증 및 시장진입 기반 확보

- 선박 배출 가스내 CO2 농도를 고려한 최적 극저온 CO2포집 기술 적용 공정 및 핵심 기자재 확보

- 극저온 CO2 포집 시스템 육·해상 실증 결과 확보 및 시장진입 기반 확보

ㅇ 정량적목표

연번	핵심 기술/제품 성능지표	단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	CO2 포집율	%	85	80	-
2	CO2 포집 에너지 지수	GJ/ton-CO2	3.5 이하	4.5~5.0 (기존 습식방식)	-
3	CO2 포집 장치 부피	m³/ton·day-CO2	60 이하	80~100 (기존 습식방식)	-
4	포집 CO2 저장 운송 회수율	%	80	-	-

□ 개발 내용

ㅇ 선박 배출 가스내 CO2 농도를 고려한 최적 극저온 CO2 포집 기술 적용 공정 및 핵심 기자재 확보

- 선박용 엔진 연계 배기가스 압축 및 제어 기술개발

- 선박 배기가스 내 CO2 포집용 동결방지 열교환기 설계 및 개발

- 선박 배기가스 내 CO2 상변화 팽창 노즐 및 분리장치 개발

- 선박 포집 CO2의 (고체 혹은 액체)저장 운송 기술개발

ㅇ 극저온 CO2 포집 시스템 육·해상 실증결과 확보 및 시장 진입기반 확보

- 선박용 엔진연계 극저온 CO2포집 통합 공정 실증 및 제어로직 검증

- 선박 탑재를 위한 위험성 평가 및 AIP 인증 취득

- (해상실증 진행 시)선박 탑재 및 극저온 CO2 포집 통합 실증 및 검증

□ TRL 핵심기술요소(CTE)

연번	핵심 기술요소	최종단계	생산수준 또는 결과물	시험평가 환경
1	극저온 CO2 포집 기술 적용 OCCS 공정 및 제어기술	TRL 8	선박 탑재형 통합 공정 및 제어 로직 설계도서	해상 실증선박
2	극저온 탄소포집용 배기가스 냉각 기술개발	TRL 8	극저온 열교환기 사양서 및 열물질수지표 작성 및 공급처 확보	육상 성능평가

3	극저온 유동분리 장치 기술개발	TRL 6	유동분리 장치 제작 및 분리 포집 효율 실험보고서	육상/해상 실증
4	극저온 탄소 포집용 고집적 콜드박스 배치 최적화	TRL 8	선박 탑재형 콜드박스 내부 및 선상 배치 설계도면	해상 실증선박
5	전처리·후처리 연계 시스템 개발	TRL 7	통합 공정 운전 지침서 및 최적화 결과	육상/해상 실증
6	선급 인증	TRL 8	AIP 인증서	선급 심사

□ 보안과제 및 안전성 검토 여부

ㅇ 보안과제 해당 여부 : 해당사항 없음

ㅇ 안전관리형 해당여부 : 해당 사항 없음

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 45개월 이내(1차년도 개발기간 : 9개월, 2~4차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’26년 6.5억원 이내(총 정부지원연구개발비 42억원 이내)

ㅇ 주관연구개발기관 : 기업(혁신제품형)

ㅇ 정부납부기술료 납부대상 여부 : 대상

관리번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

-

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

(해당 or 해당없음)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

친환경선박 전주기 생태계 육성

프로젝트

친환경 선박 추진연료 대전환(암모니아/수소 등) 및 탄소저감 선도기술개발

제품·기술

조선해양 탄소저감 기자재

세부기술

선상 CO2 포집·저장·처리 기술 개발

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

총괄 과제명

(총괄) 선박용 CO2 포집 시스템 기술개발 및 실증

세부 과제명

(3세부) 흡착기술 기반 선박용 CO2 포집 시스템 개발

(TRL : [시작] 5단계 〜 [종료] 8단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념

ㅇ 고형의 흡착제를 사용하여 선박 배출가스 내 CO2를 포집하는 고효율 선박용 CO2 포집 시스템 개발 및 실증을 통한 선도 기술 확보

- 해상 환경 및 선박운동 환경에서 운전 강건성을 확보할 수 있는 고효율 선박 건식 CO2 포집 기술을 적용한 시스템 개발

- 육·해상 실증을 통한 성능 검증 및 시장 진입기반 확보

□ 정의

ㅇ 흡착기술 기반 CO2 포집 기술 :

- 흡착제를 포함한 반응기 내 압력 변동을 통해 CO2를 흡/탈착하여 포집하는 기술로 중소 포집 용량(선박) 적용 시 상용 포집 기술(아민 흡수식) 대비 에너지 효율이 높고 컴팩트한 기술

* 기존 흡수탑 활용 습식 CO2 포집 시스템 대비 에너지 효율 및 공간 효율 10% 이상 향상 기대

ㅇ 흡착기술 기반 CO2 포집 시스템 :

- 고형의 CO2 흡착제를 활용한 흡착기술을 기반으로 한 선박 배출가스 내 CO2를 포집하는 고효율 포집 시스템

2. 연구목표 및 내용

□ 최종목표

ㅇ 압력 순환식 흡착 기반의 선박용 CO2 포집 시스템 개발 및 핵심 기술 국산화

- 기존 습식 방식 포집 대비 에너지 효율 및 공간 효율을 최소 10% 이상 향상함

- 기존 내연기관 및 차세대 추진 선박에 모두 적용 가능한 흡착 포집 시스템 개발

ㅇ 정량적목표

연번	핵심 기술/제품 성능지표	단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	CO2 포집률	%	85 이상	80~85 (기존 습식방식)	-
2	포집 CO2 순도	%	90 이상	-	-
3	CO2 포집을 위한 에너지 지수	GJ/ton-CO2	3.5 이하	4.5~5.0 (기존 습식방식)	-
4	CO2 포집 시스템 부피	m³/ton·day-CO2	60 이하	80~100 (기존 습식방식)	-
5	흡착 포집시스템 선박 적용성 검토	AIP	1건	-	-

□ 개발 내용

ㅇ 배기가스 내 저/고농도 CO2 포집 위한 최적 흡착제 선정 및 시퀀스(공정) 개발

- 초고효율 배기가스 수분 제거 시스템 설계 및 개발

- CO2 흡/탈착 시퀀스 및 제어 시스템 설계 및 개발

- Light(처리가스) & Heavy(CO2) 가스 순환 시스템 설계 및 개발

- 선박 점용 공간 최소화를 위한 컴팩트 SKID 설계 및 최적 배치 설계 개발

ㅇ 전체 시스템 연계 기술개발 및 육·해상 실증 결과 확보

- (불순물 제거 등) 전처리 시스템, (액화·저장 시스템 등) 후처리 시스템 및 유틸리티 시스템들과의 연계·제어 기술개발

- 선박 탑재를 위한 위험성 평가 및 AIP 인증 취득

- 육상 실증 결과 분석을 통한 시스템 최적화

- (해상실증 진행 시)해상 실증 결과 분석을 통한 시장진입을 위한 시스템 고도화

□ TRL 핵심기술요소(CTE)

연번	핵심 기술요소	최종단계	생산수준 또는 결과물	시험평가 환경
1	흡착제 활용 CO2 포집 기술	(6) / 8	CO2 포집 시스템 패키지	(육상) / 해상실증
2	CO2 흡/탈착 시퀀스 및 제어 기술	(6) / 8	선박 탑재형 공정 설계서 및 제어 알고리즘	(육상) / 해상실증
3	Light(처리가스) & Heavy(CO2) 생산 가스 순환 최적화 기술	(6) / 8	선박 탑재형 공정 설계서 및 제어 알고리즘	(육상) / 해상실증
4	전처리/후처리/유틸리티 연계 기술	7	통합 공정 운전 지침서 및 최적화 결과	(육상) / 해상실증

□ 보안과제 및 안전성 검토 여부

ㅇ 보안과제 해당 여부 : 해당사항 없음

ㅇ 안전관리형 해당여부 : 해당 사항 없음

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 45개월 이내(1차년도 개발기간 : 9개월, 2~4차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’26년 6.5억원 이내(총 정부지원연구개발비 39억원 이내)

ㅇ 주관연구개발기관 : 기업(혁신제품형)

ㅇ 정부납부기술료 납부대상 여부 : 대상

관리번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

-

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

(해당 or 해당없음)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

친환경선박 전주기 생태계 육성

프로젝트

친환경 선박 추진연료 대전환(암모니아/수소 등) 및 탄소저감 선도기술개발

제품·기술

조선해양 탄소저감 기자재

세부기술

선상 CO2 포집·저장·처리 기술 개발

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

총괄 과제명

(총괄) 선박용 CO2 포집 시스템 기술개발 및 실증

세부 과제명

(4세부) 선박용 CO2 포집 시스템 육·해상 실증

(TRL : [시작] 6단계 〜 [종료] 8단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념

ㅇ 기술개발을 통하여 확보한 선박용 CO2 포집 시스템들에 대한 육상 설비 확보 및 성능 검증 진행

- 선박 엔진 및 전처리·후처리 등의 연계 시스템을 확보하여 선박 운전조건을 모사할 수 있는 육상 실증설비를 확보하고 개발 시스템들의 성능 검증 진행

ㅇ 해상 실증 진행이 결정된 개발 시스템들에 대한 선박 탑재 및 실운항 결과 확보, Track Record 확보를 통한 시장 진입 기반 마련

- Track Record 확보에 요구되는 실 운항 선박을 확보하고 선박내 시스템들과의 연계성을 확보하여 해상 실증 결과 확보

□ 정의

ㅇ 선박용 CO2 포집 시스템 육상 실증설비 :

- 선박 탑재 시와 유사 조건을 제공할 수 있는 선박 엔진, 전처리·후처리등의 시스템을 확보·연계하여 전체 시스템 내에서 개발된 CO2 포집 시스템의 성능 검증을 진행할 수 있도록 구성된 육상 설비

* 연속 운전 시의 성능 확인을 위한 유틸리티 공급 시스템 포함

ㅇ 선박용 CO2 포집 시스템 해상 실증설비 :

- 개발된 선박용 CO2 포집 시스템을 탑재하여 실선 운항조건에서 기존 선내 시스템들과 연계하여 개발된 시스템들의 해상실증을 수행할 수 있는 설비

* (상업운전포함) 지속적 선박운항조건에 노출 될 수 있는 선박을 활용하는 것이 바람직함

2. 연구목표 및 내용

□ 최종목표

ㅇ 선박용 CO2 포집 시스템용 육상 실증설비 구축 및 실증 데이터 확보

ㅇ 선정된 선박용 CO2 포집 시스템용 해상 실증설비 구축 및 실증 데이터 확보

ㅇ 정량적목표

연번	핵심 기술/제품 성능지표	단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	육상 실증설비 구축보고서	건	1	-	-
2	육상 실증 절차서	건	1	-	-
3	육상실증 DB	건	1	-	-
4	해상 실증설비 선급 승인서	건	1	-	-
5	해상실증 시간1)	h	≥500	-	-
6	해상실증 DB	건	1	-	-

1) 해상 실증 시스템을 동시에 탑재하여 주 추진 엔진 운전 시간 (선박이 운항하는 시간) 고려

□ 개발 내용

ㅇ 선박용 CO2 포집 시스템 육상 실증설비 확보

- 실 선박 운용 조건을 모사하기 위한 MW급 이상 선박용 엔진포함 육상 실증시스템 확보

- 전처리 시스템, CO2 포집 시스템, CO2 액화 시스템 및 액화 CO2 저장 시스템으로 연계되는 전체 시스템 구성을 위하여 요구되는 시스템 확보

* 요구시스템 확보를 위한 육상 실증 설비에 대한 공정모사 모델 및 결과 확보 필수

ㅇ 선박용 CO2 포집 시스템 육상 실증결과 확보

- 개발 시스템들에 대한 내구성 확인 등을 위하여 누적 55시간 이상의 육상 실증수행 및 결과 DB 확보

ㅇ 선박용 CO2 포집 시스템 해상 실증을 위한 선박 개조 설계도면 확보 및 선급 승인 획득

- 선박용 CO2 포집 시스템 전체 구성에 대한 개조설계 및 선급 승인 획득

ㅇ 선박용 CO2 포집 시스템 해상 실증수행 및 결과 확보

- 해상 실증시험 수행을 위한 시험절차서 확보

- 실증 선박 주기 엔진(Main Engine) 누적 운전시간 500시간 이상 운용을 통해 선정된 선박용 CO2 포집 시스템의 해상 실증결과 및 Track Record 확보

- 실 선박 탑재 운전 데이터 및 기술개발 기관 제공 DB 확보

□ TRL 핵심기술요소(CTE)

연번	핵심 기술요소	최종단계	생산수준 또는 결과물	시험평가 환경
1	선박용 OCCS 육상실증 설비 확보 기술	7	육상실증 설비 공정보고서/ 설비 확보 인증서	제 3자 검증
2	선박용 OCCS 육상실증 기술	8	육상 실증 절차서/ 육상 실증 결과(보고서)	선박 운전 모사 환경
3	선박용 OCCS 선박 탑재 기술	7	선박 탑재용 설계도서/ 선급 인증서	제 3자 검증
4	선박용 OCCS 해상실증 기술	8	해상 실증 절차서/ 해상 실증 결과(보고서)	선박 운용 환경

□ 보안과제 및 안전성 검토 여부

ㅇ 보안과제 해당 여부 : 해당사항 없음

ㅇ 안전관리형 해당여부 : 해당 사항 없음

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 45개월 이내(1차년도 개발기간 : 9개월, 2~4차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’26년 34.5억원 이내(총 정부지원연구개발비 157억원 이내)

ㅇ 주관연구개발기관 : 제한없음(혁신제품형)

ㅇ 정부납부기술료 납부대상 여부 : 대상

□ 북극항로개척을위한극지운항선박핵심기술개발

관리번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

-

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

분야

미래모빌리티(조선)

미션

조선산업디지털·스마트 전환

프로젝트

스마트 자율운항(레벨4) 선박 핵심기술(자율운항시스템, 자율유지보수 등) 개발 및 실증

제품·기술

무인 서비스

세부기술

무인기관 자동화 시스템

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

총괄 과제명

(총괄) 북극항로 개척을 위한 극지운항선박 핵심기술개발

(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)

1세부 과제명

(1세부) 극지항로 항해 선박의 빙하중 추정 및 설계 변수 산출을 위한 실험·계측기술개발

2세부 과제명

(2세부) 인공위성, 드론, 레이더 등 멀티모달 기반 빙탐사(ice monitoring) 기술개발

3세부 과제명

(3세부) AI+Robot활용 북극항로 운항선박 기관실 운영 기술개발

4세부 과제명

(4세부) 극지/일반해역에서 겸용 가능한 고효율 프로펠러 설계기술개발

1. 개념 및 정의

□ 개념

ㅇ 북극항로 활성화에 대비하여 국가 차원의 산업육성을 위한 핵심전략 기술개발을 통해 미래 극지선박 시장에서의 경쟁력 강화 및 기술 주도권을 확보

- 극지항로 항해 선박의 빙하중 추정 및 설계 변수 산출을 위한 실험·계측기술

- 인공위성, 드론, 레이더 등 멀티모달 기반 빙탐사(ice monitoring) 기술

- AI+Robot활용 북극항로 운항선박 기관실 운영 기술

- 극지/일반해역에서 겸용 가능한 고효율 프로펠러 설계기술

□ 정의

ㅇ 극지항로 항해 선박의 빙하중 추정 및 설계 변수 산출을 위한 실험·계측기술

- 북극항로 운항 과정에서 쇄빙에 의한 빙하중을 추정하고 선급 규정에서 제시된 설계하중 산정식 개정을 위한 실험적 접근법 기반의 실험‧계측기술 고도화

ㅇ 인공위성, 드론, 레이더 등 멀티모달 기반 빙탐사(ice monitoring) 기술

- 멀티모달 기반 유빙 탐지·예측 기술개발 및 ICE Navigation 기자재 시제품을 개발, 탐지-판단-회피로 이어지는 전주기 의사결정 지원 체계 구축 및 관련 국제 인증 대응

ㅇ AI+Robot활용 북극항로 운항선박 기관실 운영 기술

- 북극항로 운항 선박 기관실의 안전성 및 운항 연속성 보장을 위한 AI+Robot 기반 기관실 무인⋅지능화 운영 기술 및 운영 플랫폼 개발

ㅇ 극지/일반해역에서 겸용 가능한 고효율 프로펠러 설계기술

- 극지/일반해역을 모두 고려한 내빙성, 고효율, 내구성 및 방사소음의 균형을 갖는 추진기 개발

2. 연구목표 및 내용

□ 최종목표

ㅇ 북극항로 개척을 위한 극지운항선박의 “설계-운항-기자재” 전주기 핵심기술개발

- (설계) 극지운항선박 설계를 위한 빙하중 계측 및 해석 기술 고도화

- (운항) 멀티모달 기반 빙탐사 기술개발 및 AI+로봇 기반 패트롤 시스템을 활용한 기관실 무인화‧지능화 운영기술개발

- (기자재) 극지/일반해역에서 추진효율과 수명주기 향상을 위한 프로펠러 최적 설계기술개발

ㅇ 정량적 목표

연번	핵심 기술/제품 성능지표	단위	달성 목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	세부 과제별 추진상황 점검 및 조정(분기별)	회	4	-	-

□ 개발 내용

ㅇ 세부과제 종합관리 및 연구개발 추진 방향 조정

ㅇ 연구개발을 통해 산출되는 유·무형적 성과 관리 및 사업화 전략 수립 지원

ㅇ 사업성과(실적) 관리 및 보고 총괄 등

□ TRL 핵심기술요소(CTE)

연번	핵심 기술요소	최종단계	생산수준 또는 결과물	시험평가 환경
1	세부과제별 주요 성과물 관리	-	정량적 성과목표 달성(논문, 특허, 보고서, S/W, H/W 등)	세부과제별 정량적 목표 달성 여부

3. 국내외 기술동향

□ 국내 기술 동향

ㅇ 촉각센서, 스트레인게이지를 활용하여 Model/Full-scales 기반의 빙하중 계측 연구가 수행된 바 있으나, 설계하중 산정식과의 비교‧검토와 산정식 개선(안) 관련 연구로의 확장은 전무

ㅇ 극지연구소 등에서 쇄빙연구선 운용 및 해빙 관측 경험은 축적되어 있으나, 인공위성·드론·레이터를 활용한 AI기반 멀티모달 융한기술은 전무

ㅇ 유빙이동 예측·위험도 평가·최적항로 산출까지 연계된 통합 빙탐사 체계는 국내에서 본격적으로 구축된 사례가 없음

ㅇ 라이다 기반 위치 인식 및 화재 이상 감지를 수행하는 기관실 자율 순찰 로봇 기술개발에 관한 연구가 일부 수행된 바 있음

ㅇ 일반해역 프로펠러 설계기술개발 연구 사례는 있으나, 극지 전용 프로펠러 설계기술개발에 관한 연구는 전무

□ 국외 기술 동향

ㅇ 핀란드 Aker Arctic, 독일 HSVA, 캐나다 Memorial University 등에서는 쇄빙과정에서 선체에 작용하는 빙하중 계측 및 분포 특성에 관한 연구를 수행 중

- 빙-선체 상호작용 과정에서 선박에 발생하는 빙하중 해석을 통해 구조적 안전성을 판단할 수 있는 새로운 해석적 방법론을 제시

ㅇ 최근 위성과 드론 등을 이용한 멀티 관측이 수행되는 초기 단계로 고정밀 빙탐지를 위한 고신뢰 센서 데이터 및 멀티 플랫폼 기반 기술개발이 수행 중

- 위성, 무인 선박 및 항공기 등을 복합적으로 운영하여 연중으로 지속적인 북극 관측이 가능한 새로운 패러다임 제시

ㅇ 선박 기관실의 무인화를 위한 이동형 순찰 로봇 및 AI 기반 선박 설비 상태 감시, 예지보전 기술개발 연구가 수행 중

- 미국, 유럽, 중국에서는 선박 기관실 무인 순찰 및 원격 점검 기반의 무인 검사 기술개발 연구를 통해 설비 상태를 진단하는 점검 체계를 구현

ㅇ 핀란드 ABB社는 2010년 초반까지 자체 프로펠러 디자인 능력이 없어 러시아의 Krylov연구소에 의존하였으나, 독자적 기술력 확보를 통해 시장지배력을 확대

- 쇄빙선박의 운용 환경을 고려하여 새로운 프로펠러의 재질 개발 및 소음 및 구조응답 특성을 향상시키기 위한 기술개발이 새롭게 시도

4. 지원필요성

□ 기술적 지원필요성

ㅇ 선박의 구조설계 과정에서 과도한 설계하중 기준의 실효성을 검토하고, 설계하중 산정식 개정에 대응하기 위해서는 Model-scale 시험 등을 활용한 실험적 접근법 기반의 정량적 빙하중 데이터를 활용한 기술적 근거자료 마련이 필요

ㅇ 북극항로 활성화로 국제 해운 경쟁력이 극대화되는 상황 속에서 유빙 충돌 위험 최소화 및 안전운항을 보장하고, 차세대 탐사·예측 기술 선제적 확보가 필요

ㅇ 북극항로 극지운항 환경에 대응하여, 조선⋅해양 기자재 시장에서 무인화⋅지능화 수요 급증하지만 국내 산업은 경험 부족으로 경쟁열위에 직면하고 있으므로 무인 기관실 운용 기술 자립과 조기 상용화를 통해 국내 산업 수주 경쟁력 강화가 필요

ㅇ 극지운항선박의 프로펠러 설계 기술은 유럽에서 기술적 우위 점유를 통해 시장 진입장벽을 높이는 단계이므로 미래 극지운항선박 수요에 대비한 핵심기술개발 및 자립화가 필요

□ 경제적 지원필요성

ㅇ 북극항로 활성화에 따라 우리나라가 북극항로 물류의 중심지로 발돋움하기 위하여 제반기술 확보를 통한 극지운항선박의 원활한 시장 공급이 필요

- 국가 차원의 산업육성을 위한 핵심전략 기술개발을 통해 미래 극지선박 시장에서 조선·해운산업의 경쟁력 강화 및 기술 주도권 확보가 가능

□ 정부/정책적 지원필요성

ㅇ 북극항로 진출이 새정부의 국정과제에 포함됨에 따라, 조선·해운산업 부문의 시장지배력을 강화하기 위해서는 극지운항선박의 설계-운항-기자재 분야의 원천기술  개발이 요구

ㅇ 성공적인 북극항로 진출을 위해 북극의 환경적 특수성을 해결하기 위한 기술 확보가 필요한데, 사업적 측면에서 불확실성이 높은 고위험·고비용 영역에 해당하므로 핵심기술개발을 위해 정부 주도의 안정적인 연구개발 지원이 필요

- 개발 기술은 북극항로 운항 선박의 안전성을 향상시키고, 지속가능한 이용을 위한 기술로 이는 새정부의 정책 기조에 부합하며, 이는 조선·해운산업의 경쟁력 강화에 직결됨에 따라, 정부 지원을 통한 연구개발 사업 추진이 필요

- 확보된 기술은 국내 연관 산업의 동반 성장을 촉진할 수 있으며, 수출 가능성이 높은 신기술로써 정책적 시너지 효과를 창출할 수 있음. 또한 핵심 기술의 선제적 확보를 통해 국제사회에서 아국의 위상 제고에 기여

5. 활용방안 및 기대효과

□ 활용방안

ㅇ 다양한 설계 변수(선종, 운항조건, 빙상환경 등)에 따른 Model-scale 기반의 정량적 빙하중 계측 결과를 확보하여 선박의 구조설계 과정에서 설계기준 설정 및 최적화를 위한 라이브러리로 활용

ㅇ 멀티모달 기반 빙탐사 기술을 활용하여 선박 운항 중 실시간 유빙 정보를 제공하고, 극지용 예측 정보 서비스로 상용화하여 항해사와 승조원의 항해지원을 위한 의사결정지원 도구로 활용

ㅇ 극한 환경에서 자율 순찰, 이상 감지, 원격 조치를 통해 운항 안전성과 연속성을 강화하고, 디지털 관제 및 원격운용 기반 통합 플랫폼의 기술 고도화 달성

ㅇ 쇄빙선박의 주요 추진시스템인 전방위 추진기와 일반적인 추진방식인 축(shaft) 구동 추진시스템에 적용이 가능한 독자적 프로펠러 개발 연구에 활용

□ 기술적 기대효과

ㅇ 극지운항선박의 Scantling 구조설계를 위한 빙하중 산정식을 신규로 개발하고, 구조적 안전성 검증을 통해 국제기구(IMO, ISO 등)에서 관련 지침과 표준의 제‧개정 시 선제 대응이 가능한 체계를 마련

ㅇ 영상·레이더·드론·GPR을 융합한 멀티모달 기반 탐사로 기존 단일 센서 대비 탐지·추정 정확도를 30% 이상 향상시키는데 기여하고, 국산 AI 빙 탐사 모델 확보를 통해 기술 자립화를 달성

ㅇ 북극항로의 극지 환경에 대응하는 이동형 로봇 운용 기술개발을 통해 기계적 내환경성, 자율주행 경로 제어, 장애물 회피 등 고도화된 로봇 운용 기술 및 제어 기술이 적용된 시제품을 확보하고, 실증 기반 성능 평가로 운용 신뢰성을 확보

ㅇ 내빙성 향상, 고효율 추진, 내구성 향상, 수중방사소음 저감 등을 고려한 프로펠러 설계 기술개발을 통해 경쟁국과의 기술격차를 해결하는데 기여

□ 경제적 기대효과

ㅇ 빙하중 계측 결과를 활용하여 극지운항선박의 설계 시 비용 절감을 통해 우리 조선산업의 가격경쟁력을 확보하고, 나아가 미래 선박시장의 주도권을 선점하는데 기여

ㅇ 빙탐사 관련하여 AI·드론·센서 분야 중소기업과의 기술 협업을 통한 신규 일자리 창출 및 산업 생태계 활성화 실현

ㅇ 북극항로 선박의 기관실 무인 운용을 위한 AI+Robot 융합 기반 기술 확보를 통해 극한 환경에서 선박 무인화 핵심 기술 분야의 국제적 주도권을 선점

ㅇ 개발된 프로펠러 설계기술을 활용하여, 유럽의 시장지배력을 약화시키고, 진입장벽을 낮추어 극지운항선박 설계 과정에서 발생하는 과도한 외화 유출을 방지하는 데 활용

□ 기타 사회·문화적 측면의 기대효과 및 파급효과

ㅇ 러시아, 중국, 유럽을 중심으로 극지운항선박 시장에서 우위 선점을 위한 패권 경쟁이 본격화되고 있어 전략기술에 대한 기술 자립화를 통해 압도적 기술 우위를 마련하여 조선‧해운산업에서 극지운항선박 시장의 점유율을 넓혀 시장 주도권을 확보

□ 규제개선 요구사항

ㅇ 빙하중 관련 확보된 기술적 근거자료를 체계적으로 분석하여 이를 토대로 극지운항선박 안전기준(Polar Code)에서 선박의 구조 안전성 관련 지침과 기준 제정 시 실효성을 높이는 데 활용

ㅇ 이동형 순찰 Robot 및 AI 기반 자율 판단 알고리즘을 기반으로 기관실 무인 감시·운용 체계의 기술 실증을 통해 북극항로 운항 선박 관련 고부가가치 기술로 상용화를 통한 제품화 및 관련 표준을 선도

6. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 45개월 이내(1차년도 개발기간 : 9개월, 2~4차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’26년 60억원 이내(총 정부지원연구개발비 300억원 이내)

- (총괄) 1억원 이내(총 정부지원연구개발비 4억원 이내) 세부과제는 각 RFP 참조

ㅇ 주관연구개발기관 : 비영리기관

ㅇ 정부납부기술료 납부대상 여부 : 비대상

관리번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

-

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

(해당없음)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

친환경선박 전주기 생태계 육성

프로젝트

친환경 선박 추진연료 대전환(암모니아/수소 등) 및 탄소저감 선도기술 개발

제품·기술

조선해양 탄소저감 기자재

세부기술

선박에너지 효율 향상기술 고도화

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

총괄 과제명

(총괄) 북극항로 개척을 위한 극지운항선박 핵심기술개발

세부 과제명

(1세부) 극지항로 항해 선박의 빙하중 추정 및 설계 변수 산출을 위한 실험·계측 기술개발

(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념

ㅇ 북극항로 운항 과정에서 쇄빙에 의한 빙하중을 추정하고 선급 규정에서 제시된 설계하중 산정식의 유효성 검토 및 개정에 대비한 실험‧계측기술 고도화

- 선박의 구조설계 과정에서 과도한 설계하중 기준은 선가를 높이는 요인으로 작용하고 있으나, 설계 과정에서는 보수적 접근법이 적용되고 있어 설계하중 산정식 개정을 위해서는 Model/Full-scales 기반의 정량적 빙하중 데이터 확보를 통한 기술적 근거자료 마련이 필요

- 따라서, 동 과제는 쇄빙과정에서 선체에 작용하는 빙하중 추정을 위한 새로운 방법론 개발, 빙하중 계측 장비 및 시스템 개발, Model/Full-scales 시험평가, 해석 플랫폼 구축 등을 포함

□ 정의

ㅇ 극지운항 선박의 효율적 선체구조 설계를 위한 근거자료를 확보하고, 이를 토대로 설계하중 산정식 개선(안) 마련 및 적용 가능성을 종합적으로 검토

- 선박의 구조설계 과정에서 요구되는 정량적 빙하중 추정을 위한 방법론 개발 및 관련 계측 시스템 제작·설치·검증

- 다양한 빙상환경을 모사한 조건에서 선체에 작용하는 빙하중 계측을 위한 모형시험 및 빙해역 실선시험을 통한 빙하중 데이터 확보, 통합·관리용 데이터 라이브러리 구축

- 빙해역 선급 규정에서 정의하는 설계하중의 개념과 기준 검토를 통한 산정식의 개선(안) 도출

- 효율적인 선박의 구조설계를 위한 신규 설계하중 산정식 제안 및 실적선 사례 적용을 통한 타당성 검증

* 선급 규정에서는 빙해역 운항 과정에서 선체 구조적 안전성 확보를 위해 설계하중 산정식을 제안하고 있으며, 이를 기반으로 주요 부재의 치수와 간격 등을 결정

* 이는 충돌 유형과 압력-면적 관계를 기반으로 하고 있는데, 최근 극지환경 변화로 설계하중 산정식 개정이 제기되고 있으나, 기존 계수의 도출 근거와 자료가 블랙박스 형태로 구성되어 산정식 개정에 상당한 어려움이 존재

2. 연구목표 및 내용

□ 최종목표

ㅇ 극지운항 선박의 효율적 선체구조 설계를 위한 체계적인 근거자료를 확보하고, 이를 토대로 설계하중 산정식 개선(안) 마련 및 적용가능성 검토

ㅇ 정량적목표

연번	핵심 기술/제품 성능지표	단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	빙하중 계측용 센싱 기법 및 시스템 제작	건	2 (Model/ Full-scales조건)	60%	100% (핀란드, Aker Arctic Technology)
2	빙해역 선급 규정 설계하중 산정식 검토	건	1 (검토 보고서, 3자 검토 병행)	50%	100% (런던, IACS)
3	빙하중 자료 라이브러리 구축	종	11종 이상 (풍향, 풍속, 흘수, 속도, 선수각, 충돌위치, 빙두께, 집적도, 추진기 회전수, 엔진출력)	50%	100% (핀란드, Aker Arctic Technology)
4	빙하중 분석 플랫폼 구축	건	1 (S/W 인증 획득)	50%	100% (핀란드, Aker Arctic Technology)
5	신규 설계하중 산정식 개발 및 제안	건	1 (신규 설계하중 산정식 제시, 3자 검토 병행)	30%	100% (런던, IACS, 국제포럼 ISSC 등)

□ 개발 내용

ㅇ Model/Full-scales 기반 선체에 작용하는 빙하중 계측기법 개발 및 시스템 설계

- Model-scale에서 선체 빙하중 측정을 위한 센싱 기법 개발 및 계측시스템 개발

- Full-scale에서 선체 빙하중 측정을 위한 계측 시스템 제작·설치·검증

- 쇄빙과정에서 충돌 속도와 방향에 따른 빙파괴(ice failure) 메커니즘 연구

ㅇ Model/Full-scales 기반 빙하중 계측 및 체계적인 데이터 확보

- 빙하중 시나리오를 고려한 Model-scale 조건에서 평가시험 매트릭스 구성

- Model-scale 결과의 실선 확장을 위한 방법론 개발 및 검증

- 대상선을 활용한 Model/Full-scales 시험 수행 및 체계적인 빙하중 데이터 확보

ㅇ 빙해역 선급 규정의 설계하중 산정식 분석 및 Model/Full-scales 해석 결과를 활용한 개선 방안 검토

- 쇄빙과정에서 충돌 유형과 압력-면적 관계를 기반으로 한 기존 설계하중 산정식의 방법론 검토

- 설계하중 산정식을 구성하는 주요 계수 값의 범위와 설계하중에서의 영향도 분석

- 빙하중 계측 결과와 IACS Polar Class의 설계하중 산정식 계산 결과간의 비교·검토를 통한 새로운 설계기준 제시

ㅇ 극지운항 선박의 효율적 구조설계를 위한 설계하중 산정식 개선(안) 제안 및 적용가능성 검토

- 선박의 충돌 시나리오를 고려한 빙하중 데이터베이스 구축 및 AI 기반 데이터 분석 기법 개발

- 빙하중 자료 관리·통합분석 환경구현·가시화 등을 위한 데이터 분석 플랫폼 구축

- 계측자료 기반의 설계하중 산정식 개선방안 도출 및 신규 방법론 도입 가능성 검토

□ TRL 핵심기술요소(CTE)

연번	핵심 기술요소	최종단계	생산수준 또는 결과물	시험평가 환경
1	Model/Full-scales 기반 빙하중 계측시스템	6	계측장비 개발 및 시스템 구축	모형시험 및 실선시험 환경
2	빙하중 데이터 분석 플랫폼	6	분석 모델	웹기반 디지털 플랫폼
3	설계하중 산정식 개정(안)	6	신규 산정식 제시	모형시험, 실선시험, 구조해석

□ 보안과제 및 안전성 검토 여부

ㅇ 해당사항 없음

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 45개월 이내(1차년도 개발기간 : 9개월, 2~4차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’26년 24억원 이내(총 정부지원연구개발비 96억원 이내)

ㅇ 주관연구개발기관 : 비영리기관

ㅇ 정부납부기술료 납부대상 여부 : 대상

관리번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

-

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

분야

미래모빌리티(조선)

미션

조선산업디지털·스마트 전환

프로젝트

스마트 자율운항(레벨4) 선박 핵심기술(자율운항시스템, 자율유지보수 등) 개발 및 실증

제품·기술

무인 IoT 및 스마트장비

세부기술

융합형 스마트 부품/장비

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

총괄 과제명

(총괄) 북극항로 개척을 위한 극지운항선박 핵심기술개발

세부 과제명

(2세부) 인공위성, 드론, 레이더 등 멀티모달 기반 빙탐사(ice monitoring) 기술개발

(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념

ㅇ 인공위성, 드론, 선박 레이더 등 이기종 관측 데이터를 AI 기반으로 융합하여 극지 해역의 유빙 분포 및 이동 특성을 정밀하게 파악하고, 위험도 분석 및 최적항로 산출을 지원하는 멀티모달 빙탐사(Ice Monitoring) 기술

- 광역·근접·실시간 관측 정보를 AI 분석기법과 결합하여 유빙 분포·형태·이동 특성을 통합적으로 해석하는 기술개발

- 위성·드론 영상과 레이더 신호 데이터의 AI 융합을 통해 단일 센서의 한계를 보완하고 극지 환경에서 탐지의 정밀도와 신뢰도를 확보하기 위한 기술개발

- 유빙 이동 특성과 기상·운항 조건을 반영하여 위험도를 평가하고, AI 기반 경로 탐색 기법을 적용해 최적항로를 산출하는 기술

□ 정의

ㅇ 인공위성·드론·레이더 등 이기종 관측 정보를 AI 기반으로 융합하여 극지 해역의 유빙 상태를 정량적으로 해석하고, 위험도 평가 및 죄척항로 산출까지 수행하는 빙탐사 기술 체계

- 멀티모달 센서로부터 획득한 영상·신호 데이터를 AI로 통합 처리하여 유빙의 분포·두께·이동 경향 등을 운항 안전과 직결되는 특성을 구조화화는 기술

- 극지 운항 환경에서 실시간으로 유빙 상태를 판단하고 위험도를 평가하여, AI 기반 경로 탐색을 통해 회피·우회 경로를 도출하는 ICE Navigation 기술개발

2. 연구목표 및 내용

□ 최종목표

ㅇ 인공위성·드론·레이더 등 이기종 센서 정보를 AI 기반으로 융합하여 유빙의 정밀 탐지·예측과 위험도 평가 및 최적항로 산출이 가능한 멀티모달 빙탐사 기술과 이를 실해역에서 적용할 수 있는 기자재 (ICE Navigation) 시제품을 설계

ㅇ 정량적목표

연번	핵심 기술/제품 성능지표	단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	멀티센서 융합 기반 해빙 탐지 정합도	%	세계최고수준대비 70%	-	ESA/유럽 NSIDC/미국 (60~70%)
2	멀티모달 융합 기반 정밀 탐지 지수 (MFI: Multimodal Fusion Index)	%	세계최고수준대비 70%	-	UiT/노르웨이 10%
3	유빙 분할 정확도 (mIoU)	%	세계최고수준대비 85%	60% 단일 영상기반	UiT/노르웨이 75%
4	ICE Navigation 시제품 재작	건	1	-	Aker Arctic/핀란드, Wärtsilä/핀란드

□ 개발 내용

ㅇ 멀티모달 관측 데이터 확보 및 전처리 체계 구축

- 인공위성(SAR/EO)·드론·선박 레이더 등 이기종 센서 기반 데이터 수집·정합 체계 기술개발

- 극지 환경(극야·저온·결빙·간섭)에 따른 영상신호 보정 및 공간과 시간 해상도 차이를 보완하는 전처리 기술개발

- 멀티모달 데이터를 AI 학습·추론에 적함한 구조로 변환하기 위한 품질 관리 및 표준화 기술개발

ㅇ AI 기반 유빙 탐지 분석 기술개발

- 인공위성(SAR/EO)·드론·선박 레이더 관측 자료의 특성을 반영한 AI 기반 유빙 탐지·분류·추적 모델을 개발하여 유빙의 위치·형상·규모를 정량적으로 분석하는 기술개발

- 멀티 모달 융합을 통해 단일센서의 한계를 보완하고 탐지 신뢰도·정밀도를 향상 시키는 복합 분석 모델 개발

- 유빙 특성을 추정 할 수 있는 신호 기반 특징 추출 모델 고도화 기술개발

ㅇ 유빙 이동 예측 및 위험도 평가 모델 개발

- AI 시계열 분석 및 수치 모델을 결합하여 유빙의 이동 방향·속도·분포 변화를 예측하는 하이브리드 예측 모델 개발

- 예측 결과의 불확실성을 정량화하고, 기상·해류·빙질 특성 등을 반영한 위험도 평가 기법 개발

- 유빙의 확산·압밀 등 패턴 변화를 반영한 위험지도(Risk Map)생성 및 운항 제약 요소분석 기능 개발

ㅇ AI 기반 최적항로 산출 및 운항지원 기술개발

- 탐지·예측 정보를 기반으로 연료 효율·시간 단축·안전성 등을 고려하여 최적항로를 도출하는 AI 기반 경로 탐색 알고리즘 개발

- 경로 재탐색·회피 항로 계산 등 실시간 운항상황 대응 기능을 갖춘 ICE Navigation 연계 운항지원 모듈 개발

- 빙탐지·예측·경로 정보의 통합 시각화를 위한 인터페이스를 설계하여 선박 운항자가 활용가능한 운항지원 체계 구축

□ TRL 핵심기술요소(CTE)

연번	핵심 기술요소	최종단계	생산수준 또는 결과물	시험평가 환경
1	멀티모달 유빙 탐지 기술	7	AI 기반 멀티모달 유빙 탐지 시스템	북극 환경과 유사한 시나리오 기반 실증 데이터셋 및 항로 시험구역
2	유빙 이동 예측 및 위험도 평가 모델	7	하이브리드 예측 모델, 위험도 산출 모듈 및 위험지도 생성 시스템	시계열 시뮬레이션, 기상/해류/빙질 기반 예측 모델 검정 환경
3	AI 기반 최적 항로 산출 알고리즘 및 ICE Navigation 연동 기술	7	최적항로 경로 탐색 알고리즘, 운항 지원 표출 시스템	ICE Navigation 연동 모의 운항 환경 및 실해역 기반 경로 검증 시험

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 45개월 이내(1차년도 개발기간 : 9개월, 2~4차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’26년 15억원 이내(총 정부지원연구개발비 70억원 이내)

ㅇ 주관연구개발기관 : 비영리기관

ㅇ 정부납부기술료 납부대상 여부 : 대상

관리번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

-

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

분야

미래모빌리티(조선)

미션

조선산업디지털·스마트 전환

프로젝트

스마트 자율운항(레벨4) 선박 핵심기술(자율운항시스템, 자율유지보수 등) 개발 및 실증

제품·기술

무인 서비스

세부기술

무인기관 자동화 시스템

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

총괄 과제명

(총괄) 극지항로 항해 선박의 전주기 기술개발을 위한 총괄 관리

세부 과제명

(3세부) AI+Robot활용 북극항로 운항선박 기관실 운영 기술개발

(TRL :  [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념

ㅇ 북극항로 극지 운항 환경에 대응하여, 친환경 저인화점연료 추진시스템의 현상학적 이상현상(과냉각, 결빙, 응축 부식 등)와 연료 누출에 따른 안전문제(독성, 화재, 폭발)에 특화된 무인 운영 기반 기술(기관실 무인 순찰, 상태 인식, 판단・조치, 통합 관제) 확보를 목표

ㅇ 북극항로 극한 환경(저온, 진동, 충격 등)에 대응 가능한 모바일 순찰 로봇과 다중센서 기반 AI 알고리즘을 통합한 자율 운영 기술 개발 및 기관실 내 상태감시, 판단, 순찰, 조치 등 안전관리 기능이 통합된 단일 무인 운용플랫폼으로 연계 개발

□ 정의

ㅇ 북극항로 운항선박 기관실 내 순찰 경로‧공간에 적합한 이동형 AI+Robot 플랫폼(레일형/비레일형) 개발 및 Robot 탑재 다중 센서 기반 저인화점연료 추진시스템의 안전 위험 감시 및 극한 환경조건에 따른 이상현상 진단 AI 알고리즘 개발, 판단 결과 기반 자동 안전대응 시나리오 구현 및 육상 관제 연동형 통합 운용 인터페이스 개발, 기관설비의 상태 감시–순찰–조치까지 연계된 무인 운용 플랫폼 기반 기술

- (상단·하단 패트롤 플랫폼(레일형/이동형) 기술) 저인화점연료 추진시스템, 연료공급 및 저장 구역과 안전계통을 중심으로 기관실 상부 레일을 주행하는 상단 패트롤과 협소 구역 및 설비 주변을 자율 이동하는 하단 패트롤 로봇으로 이루어지며, 연료 공급 시스템과 안전계통을 중심으로 기관실 주요 구역을 무인으로 감시하고 점검하며 연료누출 감지 및 이상 징후 식별 시 초기 안전 대응까지 수행하는 무인 감시 체계

- (멀티센서 기반 기관실 안전성 평가 기술) RGB·IR·열화상·음향·진동·가스(메탄, 암모니아 등 독성/폭발성 가스) 등 다중 센서 정보를 통합하여 기관실 장비의 운전 상태를 진단하고 이상 징후를 조기에 식별하여, AI기반 안전성을 평가하는 기술 개발

- (Physical AI 기반 대응 기술) 누유, 과열, 진동 증가, 가스 누설 등 위험 조건 발생 시 인과적 효율성 기반의 최적 조치명령 생성 로직, 긴급 밸브 차단, 안전 인터록 연계를 선제적으로 수행하므로써 실시간으로 위험을 억제하기 위한 물리지능 기반 자동 대응 체계

- (관제·운영 인터페이스(운영자 연동 UI)) 상·하단 패트롤과 감시장치에서 수집된 위험 및 이상탐지 이벤트를 운용자에게 전달하고, 경보, 조치 명령, 이력 정보를 일관되게 관리하는 기능으로 구성되며, 비상조치 시나리오에 따른 기관실 무인 감시·운영 체계를 실제 운용하기 위한 통합 운영 체계

2. 연구목표 및 내용

□ 최종목표

ㅇ 북극항로 극한 환경에서 운용 가능한 운용 가능한 상단·하단 무인 패트롤(AI+Robot) 플랫폼과 다중센서 모듈을 개발하여, 저인화점연료 추진 시스템의 현상학적 이상징후 및 연료 누출안전 위험에 대한 상시 자율 순찰 기반 확보

ㅇ 패트롤 플랫폼에서 취득한 데이터 기반, AI 융합기술을 통해 기관실의 운전상태, 이상징후를 탐지하여 위험상황에 대한 선제적 자동 안전조치 및 효율적 운영자 연동 로직을 확립하여 기관실 무인 지능화 운영 체계 구현

ㅇ 정량적 목표

연번	핵심 기술/제품 성능지표	단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	북극항로 운항 기관실 운영 시나리오 및 운전 주요 특성 분석	건	1 (보고서)	-	매뉴얼, DB구축 및 운영 (러시아, 노르웨이)
2	북극항로 운항 기관실 무인 안전관리 통합 플랫폼	건	1 (SW)	-	-
3	북극항로 운항 기관실 이상징후 (과냉각, 쇄빙진동, 결빙, 부식 등) 2건 이상 탐지 정확도	%	98%	90%	98% (미국 Boston Dynamics. Spot 로봇 조작/탐색 과업)
4	북극항로 운영 Physical AI 시스템 (레일형, 이동형)	건	2	-	-
5	이동형 Physical AI 기반 긴급 안전조치 명령 지연시간	ms	< 100	-	100ms 이내 (미국 Waymo, 자율 시스템 제어 갱신주기)
6	이동형 Physical AI 기반 자동 조치 성공률	%	90% 이상	80~85% (국내 원격조작·밸브 자동화 로봇)	95% (일본 NEC, 로봇 제어 AI기술 작업 성공률)

□ 개발 내용

ㅇ 무인 패트롤 플랫폼(상단·하단) 내환경화 및 북극항로 적합화

- 상단 레일형 패트롤과 하단 이동형 패트롤의 개념 설계·제작 및 북극환경(저온·결로·진동) 대응 설계 사양 적용

- 기관실 환경(UMA)에서의 자율주행, 반복주행, 경로계획, 장애물 회피, 원격제어 기능 확보

* UMA: Unattended Machinery Area

* 로봇 자율이동 기술: SLAM, 경로계획, 장애물 회피 등

- 다중센서 패키지(RGB·IR·열화상·음향·진동·가스 등) 통합 및 저인화점연료 추진시스템 및 공급/저장 장치에 적합한 데이터 계측 센서모듈 설계 및 개발

- 기관실 연료공급·안전계통 특성에 적합한 센서 배열·장착 구조 최적화 및 정합성 검증

ㅇ AI기반 상태감시 및 안전성 평가 기술 개발

- 복합 센서 데이터 기반 이상 상태 조기 감지 알고리즘 개발

* RGB, IR, UV 데이터를 활용한 이상 초기 징후 식별 및 대응 등

- 이상탐지–예지결과를 통합 관리하는 실시간 모니터링·경보·이력관리 기능 구현

- 패트롤 플랫폼과의 연동 시험을 통한 현장 적용성 검증

ㅇ Physical AI 기반 위험 대응 기술 개발

- 연료누출에 따른 독성, 화재, 폭발 등 주요 위험 상황에 대한 선제적 안전대응 절차 및 시나리오 체계화

- 위험 발생 시, 자동 조치 수행을 위한 조치명령 생성 로직, 단순 조작(밸브·스위치 등) 수행, 안전 인터록 연계 기능 개발

- 패트롤 플랫폼과 상태감시 AI 간의 판단–조치 연계 구조 확립

- 북극환경에서의 대응 성능 확보를 위한 내환경 시험 수행

ㅇ 경보·조치 연동 기반 통합 운영 플랫폼 개발

- 상·하단 패트롤, 다중센서 모듈, 이상감지/예지 AI의 이벤트를 통합하는 운영 인터페이스(HMI) 설계

- 경보 표출, 조치 명령 관리, 이력 관리 등 기관실 무인지능 운영에 필요한 운영 기능 구축

- 패트롤–AI–운영자 간 데이터 연동 지연 최소화를 위한 통신 및 처리 기술 개발

□ TRL 핵심기술요소(CTE)

연번	핵심 기술요소	최종단계	생산수준 또는 결과물	시험평가 환경
1	무인 순찰 로봇⋅센서 내환경화 및 북극항로 적합화	7	순찰 로봇 시제품	육상 테스트베드
2	AI기반 북극항로 운항 선박 기관실 상태 이상 감지⋅안전성 평가 AI 모델	7	안전성 평가 AI 모델	시뮬레이션 /테스트베드

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 45개월 이내(1차년도 개발기간 : 9개월, 2~4차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’26년 14억원 이내(총 정부지원연구개발비 76억원 이내)

ㅇ 주관연구개발기관 : 제한없음

ㅇ 정부납부기술료 납부대상 여부 : 대상

관리번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

-

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

분야

미래모빌리티(조선)

미션

친환경선박 전주기 생태계 육성

프로젝트

친환경 선박 추진연료 대전환(암모니아/수소 등) 및 탄소저감 선도기술 개발

제품·기술

조선해양 탄소저감 기자재

세부기술

선박에너지 효율 향상기술 고도화

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

총괄 과제명

(총괄) 북극항로 개척을 위한 극지운항선박 핵심기술개발

세부 과제명

(4세부) 극지/일반해역에서 겸용 가능한 고효율 프로펠러 설계기술개발

(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념

ㅇ 극지 운항 선박의 경우 ice-propeller 상호작용에 의한 추력 및 토크 변화로 추진효율이 감소하며, ice milling 과정에서 날개 끝단의 과도한 굽힘 모멘트, 축계 변형, 수중방사소음 증가 등의 문제가 야기되므로 개선을 위한 설계기술개발이 요구됨

ㅇ 쇄빙 선박의 추진체는 주로 해외 수입품인 전방위 추진체이며, 추진체의 프로펠러 설계는 업체에 의존할 수밖에 없는 실정으로, 국내 조선소에서 극지 운항을 위한 프로펠러 설계와 성능 검증 경험이 전무한 상황

ㅇ 강도, 인성, 저온 취성 대응 및 프로펠러 공동/침식 관리가 요구되므로 프로펠러 적용 소재 및 제조 기술 연구가 필요

ㅇ 극지 및 일반해역 운항 환경을 고려한 내빙성, 고효율, 내구성 및 수중방사소음의 균형을 갖는 프로펠러 설계기술개발과 재료 및 제작 기술 검토가 필요

□ 정의

ㅇ 극지/일반해역을 모두 고려한 추진기의 설계조건을 확정하고, 이를 기반으로 추진기의 설계하중 추정 기술개발 및 주요 설계요건을 만족하는 추진기 설계기술 및 성능 평가 기술 확보

- 지구 온난화로 인한 해빙 영역 축소를 고려, IACS Polar Class 실적선 최고 등급인 PC2 쇄빙 선박의 운항 조건을 고려한 추진기 설계조건 선정

- 추진방식(Shaft, 전방위 추진기 등)별 수치해석 및 CFD를 활용한 프로펠러 설계 및 성능 추정

- 설계조건 기반 프로펠러의 빙하중 추정 및 빙하중에 대한 구조안전성 평가 기술 확보

- 극지/일반해역을 모두 고려한 추진기 설계 및 실험을 통한 성능 검증

ㅇ 빙강도, 내식성, 가공성, 공동/침식 거동 제어를 고려한 전주기 관점에서의 프로펠러 재료 검토

- 기존 프로펠러 재료 물성치 검토 및 신재료 도입을 위한 물성치 확보, 적용 가능성 검토, 제작 기술 연구

2. 연구목표 및 내용

□ 최종목표

ㅇ 극지/일반해역을 고려한 프로펠러 설계조건을 확정하고 이를 기반으로 프로펠러의 설계하중 추정 기술개발 및 주요 설계요건을 만족하는 프로펠러 설계기술 확보

ㅇ 정량적 목표

연번	핵심 기술/제품 성능지표	단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	추진기 설계조건 보고서	건	1	-	100% (스위스, ABB)
2	추진기 설계 및 성능 검토 보고서 (추진방식(Shaft, 전방위 추진기) 별)	건	2	-	100% (스위스, ABB)
3	프로펠러 빙하중 추정 및 구조안전성 평가 보고서	건	2 (1.8m 이상 해빙 조건)	-	100% (스위스, ABB)
4	구조안전성 평가를 위한 빙하중 추정 PGM 개발	건	1건 이상	-	-
5	프로펠러 재료/신재료 물성치 및 제작기법 보고서	건	1	-	100% (핀란드, AAT)
6	개발 추진기 대한 선급 인증(AIP)	건	1	-	100% (핀단드, AAT)

□ 개발 내용

ㅇ 쇄빙 선박의 운항 조건을 고려한 추진기 설계조건 선정

- IACS Polar Class 기반 선박 쇄빙 등급 별 환경조건 분석

- PC2 쇄빙 선박 운항 조건 분석을 통한 추진기 설계조건 선정

ㅇ 추진 방식별 프로펠러 설계 및 성능 추정

- 추진 방식별 프로펠러 설계 인자 분석 및 설계

- 수치해석 및 CFD를 활용한 추진기 설계 및 성능 추정

ㅇ 빙하중 추정 및 구조 안전성 평가

- 빙하중 추정 기법 및 PGM 개발

- 구조해석을 통한 구조 안전성 평가 및 보강 설계안 도출

ㅇ 추진기 성능 검증

- 추진기 성능 검증을 위한 실험 조건 결정

- 선박 모형, 추진기 모형, 예인 시험, 캐비테이션 터널 실험을 통한 성능 검증

ㅇ 프로펠러 기존 및 신재료 물성치 확보 및 제작기술개발

- 프로펠러 기존 재료 물성치 조사 및 극지 선박 적용을 위한 장/단점 분석

- 빙강도, 내식성, 가공석, 공동/침식 거동 제어를 고려한 전주기 관점에서의 신재료 조사 및 물성치 확보

- 사형주조(조성제어, 탐구계 설계, 냉각/수축제어, 열처리) 제조 기술 연구

- 표면개질 기술을 통한 내빙마모/내캐비테이션 성능 향상 기술 연구

□ TRL 핵심기술요소(CTE)

연번	핵심 기술요소	최종단계	생산수준 또는 결과물	시험평가 환경
1	극지/일반해역 겸용 추진기 설계 및 성능 검증	6	추진기 설계 및 성능 평가 보고서	수조 실험
2	빙하중 추정 PGM 개발	6	PGM	수계산 결과 비교

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 45개월 이내(1차년도 개발기간 : 9개월, 2~4차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’26년 6억원 이내(총 정부지원연구개발비 54억원 이내)

ㅇ 주관연구개발기관 : 제한없음

ㅇ 정부납부기술료 납부대상 여부 : 대상

관리번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

-

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

(해당없음)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

조선산업디지털·스마트 전환

프로젝트

스마트 자율운항(레벨4) 선박 핵심기술(자율운항시스템, 자율유지보수 등) 개발 및 실증

제품·기술

무인 서비스

세부기술

무인항해 시스템

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

총괄 과제명

(총괄) 자율운항선박 AI 데이터 플랫폼 기술개발

(TRL : [시작] 3단계 〜 [종료] 7단계)

1세부 과제명

(1세부) 자율운항 데이터 수집 기반 개발 및 보급

2세부 과제명

(2세부) 자율운항선박 AI 모델 개발을 위한 학습데이터 플랫폼 개발

3세부 과제명

(3세부) 자율운항 피지컬 AI 모델 개발 및 활용

1. 개념 및 정의

□ 개념 및 정의

ㅇ 자율운항 학습 데이터 확보를 위한 AI 데이터 플랫폼 구축은 IMO MASS Code 및 ISO 국제표준 제정에 선제적으로 대응하고, 자율운항 기술의 상용화를 앞당기기 위해, 실해역 운항 데이터를 체계적으로 수집·분석·검증하는 데이터 선순환 플랫폼 기술. 자율운항기술개발을 위한 학습용 공공데이터 플랫폼 기술

ㅇ 다양한 선종(연안선, 관공선, 상선 등)에 탑재 가능한 범용 데이터 수집 플랫폼 보급, 가상 제어 명령과 실제 명령을 비교·분석하는 Shadow AI 기반 데이터 처리 기술, 데이터 중요도에 따른 계층형 저장 및 자율항해 알고리즘 검인증 체계 등으로 구성되어 데이터의 양적 확보와 질적 고도화를 동시에 달성하는 것을 목표로 함

- (1세부_자율운항 데이터 수집 기반 개발 및 보급) 자율운항를 위한 센서데이터 수집 기반을 구축하고, 기존 항해통신장비(VDR, ECDIS, Radar 등) 및 기관 장비 연동와의 연동을 통해 선내 데이터를 표준화된 형식으로 수집하고, 육상으로 전송하는 온보드(On-board) 데이터 플랫폼 및 수집 모듈을 개발하고, 이를 연안선·관공선·상선 등 30척 이상의 다양한 선박에 보급하여 실해역 운항 빅데이터를 확보하는 기술

- (2세부_자율운항 AI 모델 개발을 위한 데이터 플랫폼 개발) 운항 중인 선박에서 AI가 생성한 가상 제어 명령(Shadow AI)과 선원의 실제 제어 명령을 실시간으로 비교하여 판단 차이가 발생하는 구간을 자동으로 식별하고 클립(Clip) 형태로 추출하는 Shadow AI 기반 데이터 플랫폼을 개발하며, 수집된 데이터의 가치를 평가하는 학습 중요도 분석 엔진과 데이터 수명 주기를 관리하는 계층형 스토리지(Hot-Warm-Cold) 체계 구축 기술

- (3세부_자율운항 피지컬 AI 모델 및 자율운항선박 시스템 검인증 기술개발) Shadow AI 구조 위에서 충돌 위험 예측, 회피, 최적 항로 등을 판단하는 학습형 자율항해 알고리즘을 개발하고, 수집된 고품질 데이터를 기반으로 다양한 운항 시나리오를 분류·구조화하여 AI 모델을 반복적으로 재학습하는 자율운항 시스템 개발

※ 핵심 목표 : 자율운항 AI 모델* 개발용 공공 데이터셋 개발

* Shadow AI : 실제 사람의 운항 제어 명령과 자율항해 AI 모델의 비개입 명령을 실시간으로 비교·분석하여, 사고 위험이나 판단 차이를 식별하고 안전성을 검증하는 기술

2. 연구목표 및 내용

□ 최종목표

ㅇ 세계 최고 수준의 ‘자율운항 학습 데이터 확보를 위한 AI 데이터 플랫폼 구축’을 통해 실운항 데이터 기반의 AI 기술 고도화 및 검증 생태계를 조성하고, 국제표준 선점과 기술 초격차 확보를 통한 자율운항선박 산업 경쟁력 향상

- (총 괄) 자율운항선박 AI 데이터 플랫폼 기술개발

- (1세부) 자율운항 데이터 수집 기반 개발 및 보급

- (2세부) 자율운항선박 AI 모델 개발을 위한 학습데이터 플랫폼 개발

- (3세부) 자율운항 피지컬 AI 모델 개발 및 활용

ㅇ 정량적목표

연번	핵심 기술/제품 성능지표	단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	세부과제별 진도 점검 및 워크숍 개최	건	2건 이상/년	-	-
2	자율운항 AI 데이터 센터 통합 실증 지원	건	1건 이상	-	-
3	국제 표준 제출 및 체택	건	3건 이상	-	-

□ 개발 내용

ㅇ 사업총괄 관리

- 총괄 및 세부과제 진도 및 목표관리

- 기술성과 홍보·확산 및 국제 표준화

- 자율운항 AI 데이터 센터 및 선육간 연계 시스템 통합 실증 지원

□ TRL 핵심기술요소(CTE)

연번	핵심 기술요소	최종단계	생산수준 또는 결과물	시험평가 환경
1	선박 운항 데이터 파이프라인	6	선박-데이터센터 연동 데이터 파이프라인 구축	대상 선박/선대 탑재 실증
2	AI 데이터 플랫폼	6	제어명령 비교 분석 및 데이터 클립 생성 엔진	데이터 센터 연계 실증
3	계층형 데이터 스토리지	6	계층형(Hot-Warm-Cold) 스토리지 시스템	데이터 센터 연계 실증
4	학습형 자율항해 AI 모델 (Shadow AI)	6	자율운항 AI 모델 검인증 및 재학습 시스템	대상 선박/선대 탑재 실증

3. 국내외 기술동향

□ 국내 기술 동향

ㅇ 국내 조선해양 산업은 대형 조선소와 정부 주도 프로젝트를 중심으로 자율운항 시스템 실증 및 AI 기술 도입이 본격화되고 있으나, 고도화된 AI 알고리즘 학습을 위한 데이터 인프라 및 공유 플랫폼은 미흡한 실정

- HD현대, 삼성중공업, 한화오션 등 주요 조선소는 독자적인 자율운항 솔루션(HiNAS, SAS, HS4 등)을 개발하여 실증을 진행 중이나, 보안 등의 이유로 자사 선박 위주의 데이터 축적에 그쳐 다양한 선종과 해역 특성이 반영된 공공 데이터셋이 부재함

- 「자율운항선박법」제정(’25.1. 발효)으로 실증 기반이 마련되었음에도 불구하고, 수집된 데이터를 AI 학습에 최적화된 형태로 가공·공유하거나 제어 명령을 검증할 수 있는 통합 데이터 플랫폼 기술은 부재

ㅇ 주요 기업 및 프로젝트 현황

- (아비커스) 자체 개발 자율운항 시스템 ‘HiNAS’로 대형 선박의 국제 항로 실증을 수행하고, 레저보트용 솔루션 ‘NeuBoat’ 상용화 추진

- (삼성중공업) 독자 시스템 ‘SAS’를 활용한 대형 컨테이너선 실증 및 자율운항 연구 선박 ‘시프트 오토(SHIFT-Auto)’ 개발

- (한화오션) 스마트십 플랫폼 ‘HS4’ 및 시험선 ‘한비(HAN-V)’를 활용하여 원격제어, 경로 추종, 충돌 회피 등 핵심 기능 해상 시험 수행

- (씨드로닉스) AI 기반 상황인식 시스템(NAVISS/AVISS)을 개발하여 국내 주요 항만에서 운항 지원 및 접안 모니터링 기술 상용화

□ 국외 기술 동향

ㅇ 유럽, 일본 등 해양 선진국은 실선 기반의 대규모 실증 프로젝트를 통해 데이터 확보에 주력하고 있으며, 원격운항센터(ROC*)와 연계한 데이터 플랫폼 구축을 통해 기술 표준 및 시장 주도권 선점 경쟁 심화

* (원격운항센터, Remote Operation Center): 육상에서 자율운항선박의 운항 상태와 경로를 실시간으로 모니터링하고, 비상 상황 발생 시 선박을 원격으로 제어하거나 운항을 지원하는 육상 관제 시설

- 일본의 MEGURI 2040, 유럽의 AUTOSHIP 등은 다수의 선박을 투입하여 실제 운항 시나리오 데이터를 축적하고 있으며, 이를 AI 학습 및 검증 체계와 연동하여 상용화 가속화

ㅇ 주요 국가 현황

- (일본) NYK 등 30개 이상 기업이 참여한 ‘MEGURI 2040’ 프로젝트를 통해 도쿄만-이세만 간 790km 혼잡 해역에서 다양한 선종의 자율운항 실증 및 AI 회피 경로 검증 수행

- (노르웨이) 세계 최초 자율운항 컨테이너선 ‘Yara Birkeland’ 및 자율 Ro-Ro선 등을 개발하고, ‘Massterly’ 원격운항센터를 통해 실시간 모니터링 및 데이터 기반 제어 수행

- (핀란드/영국) 롤스로이스(Rolls-Royce)는 핀란드와 협력하여 ‘AAWA’ 프로젝트를 수행, 센서 융합 및 AI 충돌 회피 기술을 개발하고 페리선 ‘Falco’의 자동 접안 시연 성공

- (미국) ProMare와 IBM이 협력하여 완전 무인 AI 연구선 ‘Mayflower’를 개발, 6대 AI 카메라와 30개 이상의 센서 데이터를 실시간으로 분석하여 대서양 무인 횡단 성공

4. 지원필요성

□ 기술적 지원필요성

ㅇ 자율운항선박 기술은 AI 기반의 완전 자율운항으로 진화하고 있으며, 이를 위해서는 다양한 선종·환경·임무와 시나리오를 포괄하는 고품질 운항데이터 확보 필수

- 현재 민간 기업은 자사 선박 위주의 데이터만 축적하고 있어, 연안선·소형선 등 다양한 선종의 데이터가 부재하고 AI의 범용성 확보에 한계가 있음

- 고가치 학습 데이터셋을 확보하기 위해서는 Shadow AI 기술을 도입하여 비개입 명령과 실제 명령을 비교·검증하는 기술이 요구됨

ㅇ 유럽, 일본 등 선진국은 이미 대규모 실증 프로젝트(MEGURI2040, AUTOSHIP 등)를 통해 실해역 데이터를 선점하고 기술 표준을 주도하고 있음

- 우리나라도 단순 하드웨어/시스템 개발을 넘어, 데이터 수집-분석-검증으로 이어지는 통합 플랫폼 기술을 확보하여 IMO MASS Code 및 ISO 국제표준 제정에 선제적으로 대응해야 함

- 특히, 파편화된 선박 데이터를 정규화하여 수집하는 온보드(On-board) 플랫폼 기술과 이를 육상과 연동하는 기술은 자율운항 생태계 조성의 핵심 기반 기술로 개발이 시급함

□ 경제적 지원필요성

ㅇ 최근 국내 조선산업은 글로벌 발주량 상승세 속에서도 스마트 선박 중심의 고부가가치 선종 수주에 집중하여 수주잔고를 견고하게 유지하고 있으나, 지속적인 수주 경쟁력 확보를 위한 생산성 향상과 원가 절감 방안 마련 시급

- 글로벌 자율운항선박 시장은 2023년에 53억 달러로 평가되었고, 연평균(CAGR) 8.90% 성장률로 2032년에는 114억 달러에 도달할 것으로 예상되며, 2033년에는 124억 달러까지 성장할 것으로 전망됨

- 국내 대형조선소는 세계 최고 수준의 경쟁력을 가지고 있지만, 중국의 거센 추격에 대응하기 위해 생산 디지털 전환을 통한 원가절감 및 초격차 기술 확보 시급

- 자율운항선박 데이터 플랫폼 시장은 2024년 83억 9천만 달러에서 연평균 8.39%의 성장률로 2029년에는 121억 9천만 달러 규모로 성장할 것으로 예측됨

- 자율운항선박 데이터 플랫폼은 이러한 시장 성장에 필수적인 역할을 하며, 데이터 공유 및 분석 기술의 발전과 함께 더욱 중요한 위치를 차지할 것으로 예상됨

□ 정부/정책적 지원필요성

ㅇ 조선 선진국으로서의 지위를 지속 유지하기 위한 국가 차원의 장기적이고 체계적인 기술혁신과 스마트, 디지털전환 기술개발 및 체계 구축 지원 필요

ㅇ 민간 기업(빅3 조선소)은 자사가 건조·운항하는 선박 위주로만 데이터를 축적하므로 다양한 선종의 데이터가 부재함

- 대형 선박에 대해 획득한 데이터도 외부에 공개하지 않아 공공데이터로 활용 불가능

- 본 과제는 원양뿐 아니라 연안해역까지 다양한 선박에 대해 운항 전주기 데이터를 수집하고, Shadow AI를 활용한 고가치 데이터 선별 기능과 학습 중요도에 따른 계층형 분리 저장을 포함하여 범용적인 공공데이터셋을 제공하고자 함

ㅇ 국가 재정사업으로 AI 데이터 플랫폼 구축하면 중소 조선, AI 스타트업, 학계, 기자재업체에도 학습데이터를 제공하여 기술개발 촉진 가능

- 또한, 국가 차원에서 수집·검증된 데이터, 시나리오, 시험 결과를 근거 자료로 활용하여 국내 자율운항선박법 및 국제표준* 제정 주도에 활용 가능

* IMO MASS Code, ISO TC8/SC26

5. 활용방안 및 기대효과

□ 활용방안

ㅇ (데이터 부족 해소) 개별 선사나 기업이 독자적으로 확보하기 어려운 다양한 선종(연안선, 관공선, 상선 등)의 실해역 운항 빅데이터를 공용 인프라(AI 데이터 센터)를 통해 제공하여 국내 자율운항 AI 기술개발의 진입장벽 해소

ㅇ (국제표준 대응) IMO MASS Code* 강제화(’32년) 및 경험축적기(EBP**)에 대응하여, Shadow AI를 통해 검증된 실증 데이터와 시나리오를 국제 표준 제정의 핵심 근거 자료로 활용

- 실운항 기반의 데이터셋과 검인증 결과를 IMO 및 ISO 표준화 활동에 제안하여 기술 주도권 확보

- (신산업 창출) 구축된 데이터 센터를 기반으로 중소 조선소, 기자재 업체, AI 스타트업 등이 활용할 수 있는 개방형 생태계를 조성하여 지능형 항해 보조, 예측 정비, 스마트 관제 등 다양한 파생 서비스 상용화 지원

* (MASS Code) 국제해사기구(IMO)가 제정 중인 자율운항선박(MASS)의 안전한 운항과 운용을 위한 국제적인 기준 및 의무 규정을 담은 협약

** (EBP, Experience Building Phase) MASS Code가 강제화(2032년 예정)되기 전, 자율운항선박의 실제 운항 데이터를 축적하여 기술의 안전성을 검증하고 미비점을 보완하기 위해 도입된 경험 축적 기간

□ 기술적 기대효과

ㅇ (초격차 기술 확보) 본 사업은 Shadow AI 기반의 가상-실제 제어명령 비교 및 검증 기술을 적용하여, 단순 데이터 수집을 넘어 AI 판단의 안전성 및 신뢰성을 검증하는 최고 수준의 자율운항 데이터 플랫폼 기술 확보

ㅇ (검증 체계 혁신) 물리적 해상 시운전에 의존하던 기존 검증 방식의 한계를 극복하고, 데이터 기반의 반복 학습과 시뮬레이션 검증이 가능한 데이터 선순환 체계 구축

ㅇ (데이터 통합 체계 확립) 파편화된 선박 데이터를 정규화된 포맷으로 수집·가공하는 온보드 플랫폼 기술을 통해 선박 데이터의 상호운용성 확보 및 육상 원격 기술 고도화

ㅇ (기술 자립) 외산 장비 및 데이터 플랫폼에 의존하지 않고, 국산 자율운항 알고리즘과 데이터 인프라를 패키지화하여 국내 조선해양 산업의 디지털 전환 가속화

□ 경제적 기대효과

ㅇ (비용 절감 및 효율화) 자율운항 최적 항로 및 속도 제어를 통해 선박 연료 소모량 절감 및 탄소 배출 저감이 가능하며, 원격 모니터링 및 예측 정비를 통해 선박 유지보수 비용과 운항 다운타임을 획기적으로 감축

ㅇ (경제적 타당성) 국내 자율운항선박 소프트웨어 시장 활성화를 통해 막대한 부가가치 창출 및 수입 대체 효과 기대

ㅇ (산업 안전 확보) 인적 과실(Human Error)로 인한 해양 사고를 예방하고, 선원의 승선 기피 현상 및 고령화에 따른 인력 부족 문제를 자율운항 및 원격 관제 기술로 보완하여 안정적인 해상 물류망 유지

ㅇ (일자리 창출) 데이터 엔지니어, AI 모델링 전문가, 원격운항 관제사 등 조선해양과 ICT가 융합된 신규 고부가가치 일자리 창출 및 연관 산업(통신, 보안, 보험 등) 동반 성장 견인

□ 규제개선 요구사항

ㅇ 해당사항 없음

6. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 45개월 이내(1차년도 개발기간 : 9개월, 2~4차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’26년 60억원 이내(총 정부지원연구개발비 300억원 이내)

- (총괄) 0.5억원 이내(총 정부지원연구개발비 4억원 이내) 세부과제는 각 RFP 참조

ㅇ 주관연구개발기관 : 비영리기관

ㅇ 정부납부기술료 납부대상 여부 : 비대상

□ 자율운항선박AI데이터플랫폼기술개발

관리번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

-

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

(해당없음)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

조선산업디지털·스마트 전환

프로젝트

스마트 자율운항(레벨4) 선박 핵심기술(자율운항시스템, 자율유지보수 등) 개발 및 실증

제품·기술

무인 서비스

세부기술

무인항해 시스템

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

총괄 과제명

(총괄) 자율운항선박 AI 데이터 플랫폼 기술개발

세부 과제명

(1세부) 자율운항 데이터 수집 기반 개발 및 보급

(TRL : [시작] 3단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념

ㅇ 선박별 이기종 센서/장비로부터 생성되는 항해·기관·환경 데이터를 실시간으로 수집·동기화·정규화하기 위한 데이터 구조 및 전송 규칙을 개발하고, 선육간 신뢰성 높은 데이터 파이프라인 구축

- 선박 내 항해·기관·화물·환경 데이터가 기존 통신수단(위성, LTE/5G, VDES 등)을 통해 안정적으로 송수신될 수 있도록 지원하는 데이터 수집 플랫폼 구축

- 육상 데이터 센터와 연계하여 수집된 데이터를 실시간으로 저장·분류·가공할 수 있는 관리 체계를 마련하며, 수집 데이터는 중요도와 활용 목적에 따라 등급별로 분류·보관하여 효율적이고 장기적인 활용이 가능하도록 지원함

ㅇ AI 데이터 플랫폼 보급 대상 선박/선대 확보 및 각 선박의 전원·네트워크·항해장비 구조에 맞춘 튜닝 및 인터페이스 최적화 기술 제공

- 현재 대부분의 선박은 현존선으로, 데이터 수집 장비가 부족하여 체계적인 데이터 확보가 어렵고, 민간 기업도 자사 선박에 국한된 데이터를 축적하기 때문에 선종·해역·임무 다양성이 반영된 데이터 확보가 미흡한 실정임

- 이에 따라 연안선·관공선·소형선 등 다양한 운항 조건을 반영할 수 있도록, 다수의 실선에 자율운항시스템 및 데이터수집 장비를 보급하여 데이터 확보의 범위와 질을 동시에 향상시킬 수 있는 체계 마련이 필요함

□ 정의

ㅇ 선내 운항 데이터 수집 및 육상 송수신 체계 구축

- 실선에서 생성되는 항해·기관·환경 데이터를 체계화된 시간 동기·메타데이터 규칙에 따라 수집·정렬하고, 육상 데이터 센터에 실시간 또는 준실시간으로 송수신할 수 있는 데이터 파이프라인을 구축함

ㅇ 연안선, 관공선, 시험선 및 상선 대상 AI 데이터 플랫폼 보급 지원

- 선종·규모·임무가 다른 다양한 선박을 선정하여, 선박 내부 네트워크 구조·항해장비 호환성·전원 체계 등을 분석하고, 맞춤형 AI 데이터 플랫폼 패키지 설계·설치 지원

2. 연구목표 및 내용

□ 최종목표

ㅇ 연안선, 관공선, 상선 등 다종·이기종 선박의 운항 데이터를 표준화된 방식으로 수집하고 육상 센터로 안정적으로 전송하기 위한 온보드 데이터 플랫폼 보급 및 선-육간 연계 시스템 개발

- 다종·이기종 선박 데이터를 안정적으로 확보하기 위한 데이터 가이드라인 개발

- 선종별 운항 특성을 고려한 맞춤형 온보드 데이터 수집 플랫폼 최적화 기술

- 선박-육상 간 끊김 없는 데이터 송수신 및 시계열 동기화 연계 기술

- AI 데이터 플랫폼의 실선 보급, 적용 및 상용화 기반* 마련

* 연안선·관공선·상선 등 다양한 선종에 AI 데이터 플랫폼을 보급하여, 국가 단위의 대규모 운항 시나리오 데이터 생테계를 구축하고, 데이터 센터 내 학습데이터 생산 구조에 직접 연결

ㅇ 정량적목표

연번	핵심 기술/제품 성능지표	단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	선내 데이터 가이드라인	건	1	70% (KASS Code Book)	ISO 19847, 19848
2	선내 연동 장비 호환성	종	≥10	선종·제조사 동시 호환 사례 없음	50종 이상 (노르웨이, Kongsberg)
3	AI 데이터 플랫폼 보급	척	30	5척 (아비커스)	32,000척 (노르웨이, DNV)
4	운항 데이터 확보	항차	≥ 90 (척당 3항차 기준)	-	콩스버그, 머스크 등

□ 개발 내용

ㅇ 선상 데이터 파이프라인 개발

- 다종·이기종 선박 데이터 수집 체계 개발

- 다중 상용망 통신 활용 육상 데이터 송수신 체계 개발

ㅇ AI 데이터 플랫폼 보급 지원

- 대상 선박/선대 선정 수요조사, 기획, 공고 및 선정

- 현존선 대상 튜닝, 최적화 기술개발* 및 AI 데이터 플랫폼 보급

* 기존 항해(Camera, VDR, AIS, ECDIS 등) 및 기관(AMS, PMI) 등 주요 장비 연동

- 데이터 생성 선박/선대 운영체계 계획* 수립 및 수집 지원

* 운항 승인, 안전 및 위험관리체계, 데이터관리체계 승인 등

ㅇ AI 데이터 플랫폼 활용 선사 서비스 개발

- 선내 데이터 생산 현황 분석 백엔드 운영 기술개발

- AI 데이터 플랫폼 프런트엔드(대시보드) 개발

- 운항지원 및 예측정비 서비스* 개발

* 운항지원: 충돌회피, 최적항로, 속력 등 제안 / 예측정비: 기관고장, 유지보수 계획 등

□ TRL 핵심기술요소(CTE)

연번	핵심 기술요소	최종단계	생산수준 또는 결과물	시험평가 환경
1	선내 데이터 가이드라인	6	가이드라인 문서 (1) 항해/기관/화물 등 (2) 메타데이터, 라벨링 등	대상 선박/선대 탑재 실증
2	AI 데이터 플랫폼 기반 선사 운항 지원 서비스	6	SW 운용 프로그램 (1) 운항지원 (2) 예측정비	대상 선박/선대 탑재 실증

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 45개월 이내(1차년도 개발기간 : 9개월, 2~4차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’26년 35억원 이내(총 정부지원연구개발비 138억원 이내)

ㅇ 주관연구개발기관 : 제한없음

ㅇ 정부납부기술료 납부대상 여부 : 대상

관리번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

-

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

(해당없음)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

조선산업디지털·스마트 전환

프로젝트

스마트 자율운항(레벨4) 선박 핵심기술(자율운항시스템, 자율유지보수 등) 개발 및 실증

제품·기술

무인 서비스

세부기술

무인항해 시스템

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

총괄 과제명

(총괄) 자율운항선박 AI 데이터 플랫폼 기술개발

세부 과제명

(2세부) 자율운항선박 피지컬 AI 모델 개발을 위한 데이터 플랫폼 개발

(TRL : [시작] 3단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념

ㅇ 선박 운항 데이터를 정제·클립화·전송하는 전주기 데이터 처리 플랫폼으로 학습데이터의 후보군을 우선적으로 선별하는 코어엔진

- 실제 항해사(인간)의 명령과 AI가 생성한 비개입 제어 명령을 실시간 비교하고 분석할 수 있는 시스템*을 채택하여 숙련된 인간의 판단이 반영된 데이터셋 구축

* AI의 판단을 운항에 반영하지 않고 검증할 수 있는 Shadow mode 구조를 채택하여, 다양한 해상 조건에서 AI 모델이 안전성과 규칙성 측면에서 적절한지 반복적으로 검증하고 고도화할 수 있는 기술을 적용

ㅇ 선박 AI 데이터 플랫폼에서 전송한 대규모 데이터를 가치(학습 중요도)에 따라 계층형으로 저장하여 효율·비용·접근성 균형 확보

- AI 학습 성능 향상을 위해서는 데이터의 ‘양’뿐 아니라 ‘질’이 중요하며, 방대한 운항데이터를 단순 저장하는 방식은 비용과 처리 효율 측면에서 한계가 있음

- 데이터 클립의 시나리오 라벨링, 학습 우선순위 지정 등 기능을 갖춘 시스템을 구축하여, 유의미한 고가치 데이터를 중심으로 저장·관리하고, 처리 비용을 절감하면서 학습 효율을 극대화할 필요가 있으며, 중요도·보존기간에 따라 데이터를 자동 분류하는 계층형 스토리지 체계 도입이 병행되어야 함

□ 정의

ㅇ AI-Human 비교분석 및 운항 데이터 클립 생성 AI 데이터 플랫폼 미들웨어 개발

- 실선 운항 과정에서 생성되는 인간의 제어명령(수동, 원격)과 Shadow AI 기반 가상 제어명령을 비교분석하여, AI 학습에 필요한 고가치 시나리오(충돌위험, 근접, 회피기동 등)를 자동으로 추출·정제·클립화·전송하는 시스템

ㅇ 데이터 클립 학습 중요도 분석 엔진 및 개발 및 계층형 스토리지 구축

- AI 학습의 효율성을 높이기 위해 선박에서 생성된 데이터 클립을 학습 기여도를 기준으로 평가·분류(메타데이터, 시나리오 라벨링 등)하고, 중요도에 따라 데이터를 “고속저장-일반저장-장기보관” 계층으로 관리하는 데이터 관리체계

2. 연구목표 및 내용

□ 최종목표

ㅇ Shadow AI가 생성한 비개입 명령과 선원의 실제 제어 명령을 비교·분석하여 학습 가치가 높은 데이터를 선별하고, 중요도에 따라 효율적으로 관리하는 지능형 AI 데이터 플랫폼 개발

- 제어명령 실시간 비교* 및 데이터 클립(Clip) 자동 생성 미들웨어 개발

* Shadow mode 적용: 인지·판단·가상제어가 통합된 백그라운드 AI 자율항해 모델로, AI의 제어명령을 실제 조타에 반영하지 않고, 명령 비교값으로 활용

- 학습 데이터 중요도 분석 및 유효데이터 선별 기술개발

- 데이터 가치에 따른 계층형(Hot-Warm-Cold) 스토리지 관리 시스템

ㅇ 정량적목표

연번	핵심 기술/제품 성능지표	단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	AI 데이터 플랫폼 미들웨어 SW	식	1	-	FSD (미국, 테슬라)
2	계층형 스토리지	식	1	-	AWS (미국, 아마존)
3	자율운항 AI 학습용 유효데이터(Filtered data)	TB	≥30	-	Raw data 2TB/day (덴마크, 머스크)
4	자율운항 학습 데이터 라벨링 정확도	%	≥90	-	휴먼 검증 포함 98% (미국, 테슬라)

□ 개발 내용

ㅇ AI 데이터 플랫폼 미들웨어 개발

- AI 비개입 명령과 인간 조타 명령 실시간 비교분석 모델 개발

- 시나리오 이벤트* 정의, 자동 탐지 및 데이터 클립 생성 엔진 개발

* 조우, 근접, COLREG 위반, 급변침, 통신 단절/회복 등

ㅇ 학습 중요도 분석 엔진 개발 및 계층형 스토리지 구축

- 선박 특화 학습 중요도 지표* 및 고가치 데이터셋 자동 선별 모델 개발

* Action gap, AI uncertainty score, Behavior rarity 등

- 고속저장Hot-일반저장Warm-장기보관Cold 3계층 저장 아키텍처 설계 및 구축

- 육상 데이터 파이프라인* 구축

* 데이터 클립 수신 → 중요도 분석 → 분석(메타데이터 생성, 라벨링 등) → 저장

- 학습 우선순위에 따른 데이터 자동 관리 정책(Data lifecycle) 수립 및 적용

□ TRL 핵심기술요소(CTE)

연번	핵심 기술요소	최종단계	생산수준 또는 결과물	시험평가 환경
1	AI 데이터 플랫폼 미들웨어	6	SW 운용 프로그램 (1) 비개입 명령 비교분석 (2) 데이터 클립 생성 및 전송	데이터 센터 연계 실증
2	계층형 스토리지	6	스토리지 서버 (1) 3계층 티어링 (2) 데이터 배포 (3) 데이터 자동 관리 정책	데이터 센터 연계 실증

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 45개월 이내(1차년도 개발기간 : 9개월, 2~4차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’26년 15억원 이내(총 정부지원연구개발비 104억원 이내)

ㅇ 주관연구개발기관 : 제한없음

ㅇ 정부납부기술료 납부대상 여부 : 대상

관리번호

예산연도-내역사업고유번호-구분-연번

(P-ROME 자동부여)

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

-

혁신도전형

AI 연계

지역(비수도권) 연계

초격차프로젝트

(해당없음)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

조선산업디지털·스마트 전환

프로젝트

스마트 자율운항(레벨4) 선박 핵심기술(자율운항시스템, 자율유지보수 등) 개발 및 실증

제품·기술

무인 서비스

세부기술

무인항해 시스템

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

총괄 과제명

(총괄) 자율운항선박 AI 데이터 플랫폼 기술개발

세부 과제명

(3세부) 자율운항 피지컬 AI 모델 개발 및 활용

(TRL : [시작] 3단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념

ㅇ 선박의 센서·항해·기관 데이터를 입력받아 인지, 판단, 비개입 제어 기능을 수행하는 학습형 자율항해 AI 모델(Shadow AI) 개발

- AI 기반 자율항해 모델은 단순 정적 학습만으로는 복잡한 해상 조우 상황이나 기상 변화에 유연하게 대응할 수 없으므로, 따라서 실시간 데이터 기반의 의사결정-검증-재학습 구조가 필수

ㅇ 실선 운항 과정에서 생성된 고가치 이벤트·시나리오 기반의 정제된 데이터셋을 연구기관·중소기업 등이 활용 가능한 조선해양 공공 AI 학습데이터셋 생성

- 향후 조선·해운 기업들이 자율운항 알고리즘을 상용화하는 과정에서 반복 학습 가능한 고품질 공공 데이터셋 확보, 항해 시나리오 자동화, 시스템 안전성 검증 등 산업 적용성을 획기적으로 개선할 수 있는 핵심 수단임

□ 정의

ㅇ 실제 선박 센서와 항해 데이터를 기반으로 선박 주변 상황 인지, 위험 평가, 회피 판단, 비개입 제어명령 생성을 수행하는 피지컬 자율항해 AI 모델 개발

- 충돌위험 예측, 회피 기동 판단, 최적 항로·속력 산출 등의 기능을 포함하는 자율항해 판단 정책 학습 모델* 개발

* 판단 차이 발생 구간을 중심으로 재학습이 가능한 Closed-Loop를 구성하여 알고리즘 성능을 지속 향상

ㅇ 산업분야별 자율운항 관련 시스템·솔루션 개발에 활용 가능한 공공데이터셋 보급

- Shadow AI 기반의 학습 데이터셋(learn from human)은 실제 선원이 판단한 명령과 AI 명령 간의 차이를 정량적으로 기록할 수 있어, AI 운항 결정의 정합성 및 오류 시 대응 가능성에 대한 검증자료로 활용 가능하며, 향후 IMO 또는 ISO 표준 제정 논의에서 주요 근거로 작용할 수 있음

2. 연구목표 및 내용

□ 최종목표

ㅇ 수집된 고품질 데이터를 활용하여 자율항해 알고리즘을 지속적으로 고도화하고, 국제표준에 부합하는 시나리오 기반의 안전성 검증 및 재학습 체계를 갖춘 학습형 자율항해 AI 모델(Shadow AI) 개발

- 충돌 위험 예측, 회피 기동 및 최적 항로 산출을 포함한 학습형 자율항해 Shadow AI 모델 개발

- 자율항해 검인증 시나리오 분류 및 공공 데이터셋 구축

- 데이터 기반 AI 모델 반복 재학습 및 성능 평가·업데이트 기술

- 조선·해운·기자재 산업 지원을 위한 공공 데이터셋* 가공 및 배포·활용 지원 시스템

* 조선·해운·기자재 등 신규 제품의 검인증 및 AI 기능 고도화 활용 지원

ㅇ 정량적목표

연번	핵심 기술/제품 성능지표	단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	학습형 자율항해 알고리즘 Shadow AI 모델	식	1	-	FSD (미국, 테슬라)
2	AI 모델 재학습 배포	회/년	2	-	FSD (미국, 테슬라)
3	자율항해 검인증 시나리오 개발	건	≥100	-	노르웨이, Kongsberg
4	학습 데이터셋 활용 지원	건	15	이미지 (AI Hub)	103,354 segments (미국, Waymo)

□ 개발 내용

ㅇ 학습형 자율항해 알고리즘 Shadow AI 모델 개발 및 고도화

- Shadow AI 초기 모델 개발* 및 실선 연동

* 기존 운항 데이터 활용 인지·판단·비개입 제어 수행 또는 旣개발 자율항해시스템 활용

- AI 모델 학습 인프라 아키텍처 설계

- 신규·복잡 상황 시뮬레이션 기반 증강데이터 확보

- AI 데이터 플랫폼 기반 반복 학습 체계 구축

ㅇ 산업군별 공공 AI 데이터셋 구축 및 배포

- 데이터셋 활용 자율운항선박 검인증 시나리오 개발

- 산업분야별 자율운항 데이터셋 수요조사 및 정규화

- 공공 데이터셋 공개·배포 정책 수립, 운영 및 산업 활용 지원

□ TRL 핵심기술요소(CTE)

연번	핵심 기술요소	최종단계	생산수준 또는 결과물	시험평가 환경
1	학습형 자율항해 알고리즘 Shadow AI 모델	6	AI 모델 (1) 학습데이터 축적에 따라 업데이트 제공 (2) 선사 서비스 연동	데이터 센터 연계 실증

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 45개월 이내(1차년도 개발기간 : 9개월, 2~4차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’26년 9.5억원 이내(총 정부지원연구개발비 54억원 이내)

ㅇ 주관연구개발기관 : 제한없음

ㅇ 정부납부기술료 납부대상 여부 : 대상