조선해양산업기술개발 품목개요서 및 RFP

□ 공고대상 품목개요서 및 RFP 목록

번호	공고대상 과제	총 개발 기간	총 정부 출연금	‘25년 예산	주관기관 유형	과제유형			과제 특성
						가	나	다
조선해양산업핵심기술개발
1	(총괄) 상반회전 추진시스템 기반의 중대형 선박 전기추진 시스템 개발	43개월	3억	0.65억	제한없음	통합	지정공모	혁신제품	혁신도전 R&D
2	(1세부) 중대형 전기추진 선박용 15MW급 상반회전 전동시스템 기술개발	43개월	119억	26.5억	제한없음	통합	지정공모	혁신제품
3	(2세부) 중대형 선박의 상반회전 전기추진시스템화를 위한 저속, 대형의 이중추진축계 설계 기술 개발	43개월	44억	6.5억	기업	통합	지정공모	혁신제품
4	(3세부) 중대형 전기추진 선박용 상반회전추진기 설계기술 개발	43개월	54억	14.9억	제한없음	통합	지정공모	혁신제품
5	한국형 LNG 화물창 인슐레이션 패널 생산성 향상을 위한 패널 접착, 가공, 조립, 검사 유연 자동화 기술 개발	55개월	90억	12억	중소·중견기업	일반	품목지정	혁신제품	AI연계, 조선소 참여 必
6	멤브레인 화물창 단열시스템용 Plywood 대체 소재 및 생산 기술 개발	31개월	55억	8.5억	중소·중견기업	일반	품목지정	혁신제품	조선소 참여 必
7	한국형 해상풍력 유지보수선(CTV) 모델 개발 및 실증	43개월	80억	10억	제한없음	일반	품목지정	혁신제품
8	북극 고위도 연중 운항이 가능한 세계 최고 수준의 PC(Polar Class) 2급 쇄빙선 개발	43개월	40억	6억	제한없음	일반	품목지정	혁신제품	국제협력, 조선소 참여 必
계			485	85.05

품목번호	2025-02-지정-통합-01	산업기술분류	중분류Ⅰ	중분류Ⅱ
개발형태			조선/해양시스템	중전기기
혁신도전형
초격차프로젝트 (해당없음)
분야	미래모빌리티(조선)
미션	친환경선박 전주기 생태계 육성
프로젝트	친환경 선박 추진연료 대전환(암모니아/수소 등) 및 탄소저감 선도기술 개발
연계유형
특성분류
		ESG
총괄 과제명	상반회전 추진시스템 기반의 중대형 선박 전기추진 시스템 개발
(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 6단계)
	1세부 과제명	(1세부) 중대형 전기추진 선박용 15MW급 상반회전 전동시스템 기술개발
	2세부 과제명	(2세부) 중대형 선박의 상반회전 전기추진시스템화를 위한 저속, 대형의 이중 추진축계 설계 기술 개발
	3세부 과제명	(3세부) 중대형 전기추진 선박용 상반회전추진기 설계기술 개발
1. 개념 및 정의
□ 개념 ㅇ 상반회전 프로펠러는 선박 유체 분야에서 추진효율을 향상시키는 대표적인 추진장치의 한 종류지만, 기어박스의 내구성 문제로 인해 실선 적용의 어려움으로 인해 대형 선박에 상용화되지 못한 추진시스템 - 기어박스의 내구성 문제를 해결하기 위한 기어박스 없는 형태의 전동식 상반회전 추진 시스템의 개발 및 구현 ㅇ 동 과제는 전기추진선박의 상용화를 위하여 추진전동기 및 추진효율 향상을 위한 상반회전 추진기 등 아래와 같은 핵심부품 개발을 포함함 - 상반회전 프로펠러의 직결 방식 구동을 위해 이중회전자 구조의 추진전동기 및 회전 제어를 위한 전력변환장치 개발 - 상반회전 추진기 전용 평가 시스템개발 및 시험 기법 확보 - 상반회전 이중회전자 구조로 인한 축계의 안정화 및 최적화 기술 □ 정의 ㅇ 상반회전 프로펠러(Contra-Rotating Propeller, CRP)는 추진기를 전후방에 인접하도록 나란히 놓고, 서로 반대 방향(CW and CCW 방향)으로 회전시키는 추진장치 - 일반적인 단추진기에 비해 추진효율을 증가시켜 선박의 소요 에너지 저감을 기대할 수 있는 추진장치 * 중대형 선박용 일반 단추진기의 추진효율 손실은 약 20-30% 정도로 형성되고 있음
2. 연구목표 및 내용
□ 최종목표 ㅇ 중대형 상선용 15MW급 상반회전 전기추진시스템의 개발을 통한 전기추진선박의 추진효율 향상 ㅇ 중대형 전기추진선박용 상반회전 추진시스템 및 최적 운영기술 개발 - 상반회전하는 저속, 대용량의 추진전동기 및 전동기 제어 기술 개발 - CRP의 계열화를 통한 CRP 설계 기술 선도적 지위 확보 - 전동기-축계-추진기의 추진시스템에 관한 국제 표준 제안 및 개념인증 ㅇ 역할 및 기능 - 세부과제 종합관리 및 연구개발 추진 방향 조정 - 연구개발을 통해 산출되는 유·무형적 성과 관리 및 사업화 전략 수립 지원 - 사업성과(실적) 관리 및 보고 총괄 등
3. 국내외 기술동향
□ 국내 기술 동향 ㅇ 단일 회전 방향 연소엔진 기반의 기어박스 채용 선행 연구 (~‘16년) - 기어박스 크기 별 전달효율 검증시험 수행 - 직결형 상반회전 추진기와 축계의 설계기법 제안 * 전기추진선박에서는 기어박스의 제거를 통한 축계 유지/보수성 제고 검토 □ 국외 기술 동향 ㅇ Brunvoll, IHI중공업 등 상반회전 추진기의 대형화 및 전동화 - 2.7MW, 1.4MW급 PSV에 채택 (노르웨이, ’13년) - 합산용량 MW급 상반회전 전기추진시스템의 브랜딩 (일본 IHI, ‘07년~) * IHI-CEPS (Contra-Rotating Electric Propulsion System)
4. 지원필요성
□ 기술적 지원필요성 ㅇ CRP는 유체역학적 손실 에너지의 재활용이 가능한 최적의 추진장치이지만, 상용화하기 어려운 추진 시스템으로 국가적인 기술개발이 필요한 기술 - 전방프로펠러(FWD propeller)에서 발생한 후류는 후방 프로펠러(AFT propeller)에서 양력을 증가하는 방향의 유입류가 되어, 두 프로펠러에서 발생하는 추진력의 합이 상향되는 방향으로 설계 가능 - 추진기 직경의 감소 가능으로 인하여 선미부의 선체-추진기 변동압력이 개선되면 수중방사소음 저감의 효과도 기대되며, 조선산업 전반에 영향을 미치고 있는 국제 규제에 효과적으로 접근할 수 있는 기술로 전망 ㅇ ESS, 연료전지 등의 활성화에 힘입어 전기추진선박의 수주가 증가추세에 있으며, 전기추진선박에서 최대 약점인 효율저감 문제를 극복할 수 있는 최적의 추진기술 - 대체연료 개발에 수반된 기계장치적 에너지효율 향상 기술 개발 필요 - 선박의 전기추진 전환을 위한 핵심기술의 하나로 친환경 선박 세계 점유율 1위를 지속 유지하기 위하여 국산화 기술개발이 필요 ㅇ 상반회전 프로펠러의 성능 및 설계기법 개선 필요 - 축계, 캐비테이션 및 변동압력 등의 문제로 중대형 상선에서 15% 이상의 큰 효율 향상은 구현되지 못하고 있어 효율 극대화를 위한 개선 필요 □ 경제적 지원필요성 ㅇ 탄소중립화를 위한 시장적, 운항적, 기술적 조치 등에 해당하는 선박의 전기추진 기술개발이 필요 - 기술적 조치는 EEXI, CII 등 선박의 지수적 결과에 초점이 맞춰져 있고, 해당 조치의 목적을 달성하기 위한 기술개발 투자 역량 제고 필요 ㅇ 급변하고 있는 수요시장의 선제적 대응 - Electric Ship Market(2021)에 의하면, 전기 선박 전체 시장은 2021년 47억 달러 수준에서 2030년 162억 달러로 시장 확대를 예상 - (해외 대비 국산화 전략 모델 필요) 고도성장이 기대되는 전기선박과 전기추진 기자재 시장을 보면, 아직도 국내 기업들은 ABB, Rolls-Royce, SIEMENS 등이 비해 기술 수준이 거의 현저히 낮으며, 단순 제품 수입에 의한 국내 건조 선박에 탑재되는 수준 - (글로벌 기술경쟁력 우위 확보를 위한 기술 중심의 성장 고도화 필요) 장기적인 관점에서 수입 대체의 필요성이 요구되고 있으며, 더 나아가 우리나라 제품에 대한 시장 점유율 확보 및 확대를 위해 핵심 기술 확보가 시급 □ 정부/정책적 지원필요성 ㅇ 탄소중립은 국가적 필수목표이며, 국제적으로도 MEPC80차 회의에서 탄소배출량 감축 Net Zero 조기화를 선포 ㅇ 해양환경보호를 위해 선박으로부터의 배출되는 오염물질(대기오염, 수중오염, 해양소음 등) 배출규제가 강화되고 있으며, 대응책으로 전기추진선박의 필요성 증가 - IMO는 해양오염방지협약(MARPOL)을 통해 주요 오염물질 감축 규제를 지속 강화하고 있으며, EU, 미국 등 주요 선진국 또한 관련 규제를 강화하는 추세 ㅇ 배출되는 오염물질이 적은 대체연료로 수소, 암모니아 등의 친환경 연료들이 연구되고 있으나, 친환경 연료인 반면 에너지 밀도가 낮은 관계로 추진효율 증가에 많은 관심이 집중되고 있음 - 해상 운송에서의 규제 대응을 위해서는 무탄소 연료로의 전환과 하이브리드(전기) 추진시스템을 연계한 고효율 추진체계의 시장 공급이 해운물류 시장에서 경쟁력을 갖출 수 있는 것으로 검토되고 있음
5. 활용방안 및 기대효과
□ 활용방안 ㅇ 국내 조선산업의 수주경쟁력 확보 및 국제규제 선도 - 연비 절감기술 개발을 통한 수주 경쟁력 확보 및 탄소배출 관련 규정 만족 - 친환경 선박 건조 능력 확보를 통한 친환경 선박시장 선점 - 신개념 추진시스템 개발에 따른 국내 관련 기자재 산업의 동반 성장 ㅇ CRP 기술의 국산화 및 기술선도 - 상반회전 전동기의 설계 및 성능평가 기술 확보를 통한 기술 자립화 - 국내 선박 기자재 업체의 기술력 향상 □ 기술적 기대효과 ㅇ 전기추진선박 실현 가속화 - 고효율 추진시스템 개발로, 전지 용량 측면의 선박 전기추진화의 진입장벽 해소 - 친환경 선박 시장과 친환경 고부가가치 선박 시장 선도 가능 - 전기 추진 시스템 기술 상용화 및 Zero Emission 선박 시장 선도 ㅇ 기술 선진국을 중심으로 개발 중인 전기추진 선박의 추진시스템 핵심기술 확보를 통해 미래 무탄소 선박 신시장 창출 및 선도 - 해운업계의 Zero Emission 선박 기술 확보 및 탈탄소화 주도 가능 - 선진국과의 기술격차 감소를 도모하고, 표준 정립을 통한 안정성 확보 가능 □ 경제적 기대효과 ㅇ 전세계 30조원 규모의 고부가가치 시장 진출이 가능한 친환경 선박 기술 개발 ㅇ 선박 산업을 첨단 친환경 소재･부품･장비 산업 중심으로 개선 □ 기타 사회·문화적 측면의 기대효과 및 파급효과 ㅇ 조선 산업의 신고부가가치 첨단 산업화 - 대형화 전동기, 이중 축계의 보급, 부하 분담형 추진기 시장 확장 등, 신규 기자재 시장 창출 ㅇ 기술개발을 통한 상생 발전 생태계 구축 - 초격차 기술 개발을 통한 조선업 수주 탄력성 제고 및 친환경 경쟁력 확보 - 친환경 선박의 핵심기술 개발을 통한 국내 기간산업의 세계 경쟁력 재도약 - 이종 산업분야의 기업간 통합 제품화 및 제조업 상생화의 발판 마련 ㅇ 탄소중립화를 위한 전기추진 선박의 도입 가속화 - 고효율 이중반전 추진기를 통한 전기추진 선박의 투자비용 회수기간 단축 - 전기추진선박 활성화를 통한 전기안전, 단열제품, 냉각기 분야 등의 신 산업 창출 □ 규제개선 요구사항 ㅇ 해당 없음
6. 지원기간/예산/추진체계
ㅇ 연구개발기간 : 43개월 이내(1차년도 개발기간 : 9개월, 2차년도 : 10개월, 3~4차년도 : 각 12개월) ㅇ 정부지원연구개발비 : ’25년 48.55억원 이내(총 정부지원연구개발비 220억원 이내) - (총괄) 0.65억원 이내(총 정부지원연구개발비 3.0억원 이내) 세부과제는 각 RFP 참조 ㅇ 주관연구개발기관 : 제한없음 ㅇ 기술료 징수여부 : 비징수

□ 품목개요서 및 RFP 상세

품목번호

2025-02-지정-통합-02

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

중전기기

혁신도전형

초격차프로젝트

(해당 or 해당없음)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

친환경선박 전주기 생태계 육성

프로젝트

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

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

총괄 과제명

상반회전 추진시스템 기반의 중대형 선박 전기추진 시스템 개발

세부 과제명

(1세부) 중대형 전기추진 선박용 15MW급 상반회전 전동시스템 기술개발

(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 6단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념

ㅇ 상반회전 프로펠러의 상용화 단계에서 유지/보수 난이도를 낮추고, 전기추진선박의 에너지원 접목을 제고하기 위한 15MW 규모로 대형화된 상반회전전동기 개발

- 상반회전 추진기의 유체 중 효율 제고→선박의 소요에너지 저감→에너지원의 진입 장벽 완화를 통한 상선 분야의 대형 전동화 촉진

- 연소엔진 기반 추진기를 상반회전 하기 위해 필요한 기어박스 등을 제거하여, 유지/보수성을 좋게 하고, 선미부 최적 형상을 유지하여 에너지 효율의 손실을 줄일 수 있는 추진 전동기의 개발을 통한 상반회전 추진기의 활성화

- 상기 두 효과의 선순환을 유도하는 상반회전 전기추진시스템의 개발

□ 정의

ㅇ 상반회전 프로펠러(Contra-Rotating Propeller, CRP)는 추진기를 전후방에 인접하도록 나란히 놓고, 서로 반대 방향(CW and CCW 방향)으로 회전시키는 추진장치

- 일반적인 단추진기에 비해 추진효율을 증가시켜 선박의 소요에너지 저감을 기대할 수 있는 추진장치

* 중대형 선박용 일반 단추진기의 추진효율 손실은 약 20-30% 정도로 형성되고 있음

2. 연구목표 및 내용

□ 최종목표

ㅇ 최종목표: 중대형 선박용 상반회전 전기추진 시스템용 15MW급 전동기 및 제어 기술 개발

- 상반회전 저속, 대용량 추진전동기 및 전동기 제어 기술 개발

- 중대형 선박의 생애 주기 상 다양한 운항 상황의 특성을 고려한 제어 기술 개발

* 추진기 기동, Crash Stop, Zig-Zag 운항, 선속별 최적 RPM 제어 등

- 직접구동방식 상반회전 전동기 고성능화 기술 개발

- 상반회전 전동기의 냉각 시스템 개발

ㅇ 정량적 목표

연번	핵심 기술/제품 성능지표	단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	e-CRPs 추진드라이브의 통합 입력	MW	>= 15 (@정격기준)	5	5.5 (노르웨이, Brunvoll)
2	e-CRPs 추진드라이브의 입력 전압 요건	kV	>= 6.6	6.6	6.6 (노르웨이, Brunvoll)
3	e-CRPs 추진전동기의 출력 회전 속도	RPM	<= 175 (모든 축)	-	175 (핀란드, ABB)
4	e-CRPs 추진전동기의 절연물 허용최고온도	℃	>= 155	155	155 (핀란드, ABB)
5	e-CRPs 추진전동기의 정격 효율	%	>= 96	-	96 (핀란드, ABB)

□ 개발 내용

ㅇ 상반회전 추진전동기 및 Control system 기술 개발

- 15MW급 e-CRP용 다상 Powertrain module 시스템 개발

- 15MW급 직접구동방식의 상반회전 추진전동기 설계 및 제작 검증

- 상반회전 추진전동기용 인버터 시스템 기술 개발(스위칭, 제어알고리즘 포함)

- 다상 모듈용 고장 진단, 고장 검출 및 고장 허용 제어 기술 개발

- 상반회전 전동기의 성능시험 및 평가 기술 개발

- 상반회전 추진전동기 냉각 시스템 개발(방열설계 포함)

□ TRL 핵심기술요소(CTE)

연번	핵심 기술요소	최종단계	생산수준 또는 결과물	시험평가 환경
1	15 MW급 e-CRP용 상반회전 전동기 개발	6	설계도면/육상실증/절차서	육상시험평가
2	전동기 시제품 정적/동적 안정성 평가	6	해석 및 안정성 평가 보고서	시뮬레이션 평가
3	전동기-제어시스템 모니터링 및 성능 검증	6	육상 실증 및 성능 검증 보고서	육상시험평가

□ 보안과제 및 안전성 검토 여부

ㅇ 해당 없음

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 43개월 이내(1차년도 개발기간 : 9개월, 2차년도 : 10개월, 3~4차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’25년 26.5억원 이내(총 정부지원연구개발비 119억원 이내)

ㅇ 주관연구개발기관 : 제한없음

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

품목번호

2025-02-지정-통합-03

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

요소부품

혁신도전형

초격차프로젝트

(해당 or 해당없음)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

친환경선박 전주기 생태계 육성

프로젝트

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

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

총괄 과제명

상반회전 추진시스템 기반의 중대형 선박 전기추진 시스템 개발

세부 과제명

(2세부) 중대형 선박의 상반회전 전기추진시스템화를 위한

저속, 대형의 이중 추진축계 설계 기술 개발

(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 6단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념

ㅇ 상반회전하는 전동기로부터 프로펠러로의 동력을 전달하기 위하여는, 동일 중심의 서로 다른 방향으로 회전하는 이중의 축과 함께 축을 지지하는 베어링, 베어링의 내구성 유지를 위한 윤활시스템 등이 주요 구성요소가 됨

ㅇ 연소엔진 기반의 상반회전 시스템과 달리, 전동기에서 상반회전을 직접 만들게 되어, 축계에서는 효율 감소의 원인이었던 기어 박스를 제거하고, 기존의 효율 최적화된 선미 선형을 유지하는 효과를 기대할 수 있게 됨

* 기존의 연소엔진 기반의 직결된 상반회전 구현에는 기어박스 배치에 기인한, 추진효율이 감소되는 방향의 선미 선형 변경이 발생함

□ 정의

ㅇ 상반회전 프로펠러(Contra-Rotating Propeller, CRP)는 추진기를 전후방에 인접하도록 나란히 놓고, 서로 반대 방향(CW and CCW 방향)으로 회전시키는 추진장치

- 일반적인 추진기에 비해 추진효율을 증가시켜 선박의 소요에너지 저감을 기대할 수 있는 추진장치

* 중대형 선박용 일반 단추진기의 추진효율 손실은 약 20-30% 정도로 형성되고 있음

2. 연구목표 및 내용

□ 최종목표

ㅇ 최종목표: 상반회전 프로펠러 추진축계의 운전 신뢰성 확보를 위한
15MW급 동심형 이중 추진축계 설계 및 제작 기술 개발

- 상반회전 축계 구성 요소 기술 및 rule 기반 시스템 설계 기술 개발

- 해석 기반 상반회전 축계 정적/동적 안정성 평가 기술 개발

- 전동 CRP 기반 상반회전 이중 추진축계의 육상 실증

- 추진축계 핵심 성능 지표의 실시간 모니터링 및 이상감지 기술

- 디지털 트윈 기반 이중 추진축계 실시간 가상센싱 및 3D 거동 가시화 기술

- 이중 추진축계의 회전 성능과 신뢰성 입증을 위한 표준화된 시험 및 평가 절차 개발

ㅇ 정량적목표

연번	핵심 기술/제품 성능지표	단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	실증용 이중 추진축계 내 베어링의 최대 허용면압	MPa	<= 0.8	1.3	0.8 (덴마크, SKF)
2	최대 회전속도 상황의 내축 베어링 유막 두께	μm	>= 100	-	100 (일본, 미쓰비시)
3	이중 추진축계 내 베어링 윤활유 온도	℃	<= 54	60	54 (일본, 미쓰비시)
4	이중 추진축계 내 설계 수명	년	>= 20	20	20 (한국, 삼성중공업)
5	이중 추진축 외축, 최외측 직경	m	<= 1.1	-	1.1 (일본, 미쓰비시)

□ 개발 내용

ㅇ 중대형 선박 규모의 상반회전 축계 요소의 설계 기술 개발 및 실증용 제품 제작

- 선급 rule 기반의 내축/외축/베어링 설계 및 실증용 Main/inter-shaft 베어링 도출

- 이중회전자-CRP의 내축/외축 직결 체결을 위한 coupling

- CRP 축계 전용 Thruster block

- 베어링 안정성 확보를 위한 윤활시스템

ㅇ 해석 기반 상반회전 축계 정적/동적 안정성 평가(선급 rule 적용) 기술 개발

- 내축/외축 베어링 반력 분포를 고려한 축계 정렬 조건 도출

- 축 정렬, 축 종/횡/비틀림 진동 해석 및 평가

- 저널 베어링 윤활 해석 및 평가

- 상반회전 축계 설치 절차 개발 (설치/유지 보수, 내축/외축 축 정렬 포함)

ㅇ CRP 기반 상반회전 추진 축계시스템 육상 실증

- 육상 실증 장비 설계 및 제작, 설치 절차서 작성

- 축계시스템(+요소 기술) 설치 및 유지 보수 절차 검증

- 축 정렬 상태(베어링 반력), 축 진동(종/횡/비틀림 등)의 계측 및 평가

- 베어링 윤활 상태(온도, 압력, 유막 두께, 궤적 등) 계측 및 평가

ㅇ 추진축계 핵심 성능 지표의 실시간 모니터링 및 이상감지 기술

- 추진축계 데이터 분석 및 신호 전처리 기술 개발

- 인공지능 기반 이상감지 및 규칙 기반 상태진단 기술 개발

- 딥러닝을 활용한 이상감지 모델의 경량화 기술 개발

ㅇ 디지털 트윈 기반 이중 추진축계 실시간 가상센싱 및 3D 거동 가시화 기술

- 추진축계 동특성 반영 디지털 트윈 모델 및 가상 센싱 기술 개발

- 역해석 기반 실 하중 추정 기술 및 미계측 정보 추정 기술 개발

- 디지털 트윈과 실 시스템의 연동 절차 개발

- 추진축계 시스템의 디지털 트윈 가시화 기술 개발

□ TRL 핵심기술요소(CTE)

연번	핵심 기술요소	최종단계	생산수준 또는 결과물	시험평가 환경
1	15 MW급 CRP 축계시스템 설계/제작/ 설치	6	설계도면/육상실증/절차서	육상시험평가
2	축계시스템 정적/동적 안정성 평가	6	해석 및 안정성 평가 보고서	FEM 해석 평가
3	축계시스템 상태 모니터링 및 성능 검증	6	육상 실증 및 성능 검증 보고서	육상시험평가

□ 보안과제 및 안전성 검토 여부

ㅇ 해당 없음

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 43개월 이내(1차년도 개발기간 : 9개월, 2차년도 : 10개월, 3~4차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’25년 6.5억원 이내(총 정부지원연구개발비 44억원 이내)

ㅇ 주관연구개발기관 : 기업

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

품목번호

2025-02-지정-통합-04

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

요소부품

혁신도전형

초격차프로젝트

(해당 or 해당없음)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

친환경선박 전주기 생태계 육성

프로젝트

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

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

총괄 과제명

상반회전 추진시스템 기반의 중대형 선박 전기추진 시스템 개발

세부 과제명

(3세부) 중대형 전기추진 선박용 상반회전추진기 설계기술 개발

(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 6단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념

ㅇ 전동화된 상반회전 추진기의 전후 방향 운용 조건 각각의 제어를 통한 추진효율 향상

- 추진효율 향상을 위한 상반회전 추진기의 구현

- 실선 유지보수의 난이도를 극복하기 위한 기어박스가 없는 추진장치의 개발

* 기존의 연소엔진 기반의 직결된 상반회전 구현에는 회전방향 변경을 위한 기어가 필요하였음

- 전동화에 따른 상반회전 추진시스템의 폭넓은 운용 조건 시험을 기반으로 한 최적 효율 도출

□ 정의

ㅇ 상반회전 프로펠러(Contra-Rotating Propeller, CRP)는 추진기를 전후방에 인접하게 놓고, 서로 반대 방향(CW and CCW 방향)으로 회전시키는 추진장치

- 일반적인 단추진기에 비해 추진효율을 증가시켜 선박의 소요에너지 저감을 기대할 수 있는 추진장치

* 중대형 선박용 일반 단추진기의 추진효율 손실은 약 20-30% 정도로 형성되고 있음

2. 연구목표 및 내용

□ 최종목표

ㅇ 최종목표: 중대형 전기추진 선박용 상반회전 추진기 및 최적 운영기술 개발

- 비점성 및 점성 기반의 전산유체역학을 활용한 설계 기술 정립

- 유체성능 모사시험 기반의 최적 CRP 설계기술 개발

- 전동기-축계-추진기의 추진시스템에 관한 국제 표준 제안 및 선급 인증

ㅇ 정량적목표

연번	핵심 기술/제품 성능지표	단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	상반회전 프로펠러의 선형성능평가상 준추진효율†	-	> 0.80	0.744	0.70 (일본, IHI)
2	최적 운영조건 도출을 위한 상반회전 프로펠러의 계열화 개발	종	>= 3	-	3 (일본,미쓰비시)
3	상반회전 프로펠러의 최적성능 연구를 위한 파라미터(형상, 작동조건 등)의 설정	종	>= 4	3	3 (일본,미쓰비시)
4	상반회전 프로펠러의 설계 및 성능평가 기법에 관한 표준문서 제안	건	>= 1	-	-
5	상반회전 프로펠러의 추진 성능 해석기법의 비교 연구	종	>= 4	4	4 (네덜란드, MARIN)

†준추진효율=유효마력(EHP)/전달마력(DHP)

□ 개발 내용

ㅇ CRP용 계열 프로펠러 개발

- CRP 모형시험을 활용한 계열프로펠러의 형상 및 성능 DB frame 설계

- 수치기법 및 전산유동해석을 이용한 CRP 계열의 확장 및 DB화

- 설계 절차 및 성능평가 분야의 CRP 표준화 모델 개발

ㅇ CRP의 실선 성능 추정을 위한 모형시험 기법 개발

- 모형시험 및 유체 시뮬레이션을 활용한 실선성능 상관관계 정립

- 공동현상 관찰, 변동압력, 추진효율 등의 평가항목별 모형시험 기법 수립

ㅇ 전기추진용 CRP의 설계 절차 및 성능해석 기법정립

- Parametric study(날개수, 직경, 회전수 등)를 통한 전후방 추진기 설계절차 정립

- 대상선을 기준으로 한 전기추진 선박용 최적 CRP 표준모델 정립

- 설계점에서 CRP 초기설계 최적화 기술 개발

ㅇ 시스템 최적효율 도출이 가능한 CRP 운용조건 제어기술 정립

- 시스템 전체(전동기+축계+추진기) 최적 효율화를 위한 제어 기술 탐색 연구

- 운항 환경에 따른 저항 변화 별 최적효율을 도출한 프로펠러 작동 조건 제어기술

ㅇ CRP 시스템의 선급 인증 및 국제 표준 제안

- 상반회전 전기추진 전동기-축계-추진기 시스템의 선급 인증

- 최적화된 CRP 시스템(모터, 축계, 프로펠러)을 기반으로 한 국제 표준화

□ TRL 핵심기술요소(CTE)

연번	핵심 기술요소	최종단계	생산수준 또는 결과물	시험평가 환경
1	전기추진용 계열화된 CRP	6	모형시험(9조건) 및 수치해석(최소 50조건) 기반의 계열화된 성능결과	모형시험, 고성능클러스터, 계열DB
2	전기추진 상반회전 추진시스템의 설계 기술	6	중대형 상선의 선미부 configuration	선급 개념승인

□ 보안과제 및 안전성 검토 여부

ㅇ 해당 없음

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 43개월 이내(1차년도 개발기간 : 9개월, 2차년도 : 10개월, 3~4차년도 : 각 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’25년 14.9억원 이내(총 정부지원연구개발비 54억원 이내)

ㅇ 주관연구개발기관 : 제한없음

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

품목번호

2025-02-품목-일반-01

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

-

혁신도전형

초격차프로젝트

(해당 or 해당없음)

분야

미래모빌리티(차세대선박)

미션

조선산업 디지털·스마트 전환

프로젝트

선박 생산공정 디지털전환을 통한 생산성 향상 기술 개발

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

품목명

한국형 LNG 화물창 인슐레이션 패널 생산성 향상을 위한

패널 접착, 가공, 조립, 검사 유연 자동화 기술 개발

(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 개발내용

□ 개념

ㅇ 한국형 LNG 화물창 경쟁력 확보를 위한 단열 패널 생산 시간 단축 및 시수 절감을 위한 공정(접착, 가공, 조립, 검사, 운송 등) 자동화 및 시험공정 구축, 운영 검증

※ 핵심 목표 : 한국형 LNG 화물창 단열 패널 생산을 위한 국내 최고 기술 개발

□ 개발내용

ㅇ 한국형 화물창 단열 패널 생산 설비의 공정 자동화, 유연화 및 일관화 기술 개발

- 복수개의 한국형 화물창 모델 단열 패널 생산 고려

ㅇ 설비 생산성 향상 및 품질 정도 확보를 위한 전용 요소 기술 개발

- 전용 접착/가공 장비, 피팅류 조립 및 검사, 운송 자동화 기술 개발

ㅇ 설비 공정 효율 및 품질 유지 관리를 위한 요소 기술 개발

ㅇ 개발 기술 검증을 위한 설비 구축 및 시험 운영 검증

연구개발계획서 제출시 다음의 항목의 정량적 목표치 및 상용화 수준 제시 필수

- 한국형 화물창 단열패널 생산라인 구축 및 운영 검증을 통한 생산속도, 생산성 향상, 개선 공정의 시수절감율, 사양에 따른 치수 및 접착, 조립 성능 만족 여부 공인성적서 및 조선소 입회 검증 포함

2. 지원 필요성

□ 지원필요성

ㅇ (정책적 측면)

- 중국은 중국 기업의 단열 패널 생산 설비 및 기술 개발을 장기적으로 지원 중

- 기존 GTT 화물창 단열 패널 생산 설비는 GTT 계약 Risk 존재

- 조선산업 디지털 스마트 전환을 위한 지능형 친환경 생산 전환 기술 개발 연계

ㅇ (기술적 측면)

- 현재 한국형 화물창 시스템 기술은 개발되었으나, 단열패널 생산라인 개발 및 구축이 미흡하여 납기 및 원가 경쟁력 확보를 위한 생산 기술 향상 필요

- 최근 LNG 발주량 급증에 따라 후발 중국 기업에 대한 발주가 증대되어 기술 습득 및 경쟁력 강화 진행 중으로 한국 기업의 경쟁력 강화 방안 필요

ㅇ (시장적 측면)

- 미국 LNG 수출정책 기조 및 LNG 추진선 수요 등의 시장 진출 기회 증가

- 한국형 화물창의 상용화를 통한 로열티 지급 저감 가능

- 단열 패널 공급망 안정화를 통한 조선소 건조 일정 확보 및 원가 절감 기여

ㅇ (사회적 측면)

- 한국형 화물창 확대에 따른 조선소 및 기자재업체의 성장 및 신규 일자리 창출

- 자동화 기술 도입으로 작업자의 안전과 효율 증대를 통한 노동 환경 개선

- 로봇 및 생산 자동화 분야 신규 일자리 창출

3. 활용분야

□ 활용분야

ㅇ 한국형 LNG 화물창의 단열 패널 생산에 활용

- LNG 운반선, LNG 추진선, FLNG, FSRU등 다양한 선종 및 선형에 적용

ㅇ 유사 선박용 또는 육상용 단열 패널 생산 설비에 관련 기술 수평 전개 가능

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 55개월 이내(1차년도 9개월, 2차년도 10개월, 3~5차년도 12개월)

* 동 과제는 단계과제로 (1단계) 1~3차년도, 31개월 / (2단계) 4~5차년도, 24개월로 구분

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’25년 12억원 이내(총 정부지원연구개발비 90억원 이내)

ㅇ 주관연구개발기관 : 중소·중견 기업(혁신제품형, 조선소 수요기업 참여 필수)

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

품목번호

2025-02-품목-일반-02

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

-

혁신도전형

초격차프로젝트

(해당없음)

분야

미래모빌리티(차세대선박)

미션

조선산업 디지털·스마트 전환

프로젝트

선박 생산공정 디지털전환을 통한 생산성 향상 기술 개발

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

품목명

멤브레인 화물창 단열시스템용 Plywood 대체 소재 및 생산 기술 개발

(TRL : [시작] 3단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 개발내용

□ 개념

ㅇ 멤브레인 화물창에 탑재되는 단열시스템의 핵심 구성품인 Plywood를 대체할 수 있는 소재의 탐색/개발 및 개발품의 생산 기술 개발

* 대체재 자체의 생산 기술 외 대체재가 적용된 단열시스템의 제작 기술 개발 포함

※ 핵심 목표 : 기존 Plywood 대비 동등 이상의 열적/물리적/기계적 성능을 확보한 대체 소재 및 생산 기술 개발 (세계최초, 국산화)

□ 개발내용

ㅇ Plywood 대비 동등 이상의 성능을 가진 대체 소재 성분/배합 기술 개발

ㅇ 대체 소재 생산 기술 개발

ㅇ 개발품 적용 단열시스템의 생산성 검증 및 제작 기술 개발

ㅇ 대체 소재 시험 평가 및 단열시스템 안전성 평가 기술 및 절차 개발

연구개발계획서 제출시 다음의 항목의 정량적 목표치 및 상용화 수준 제시 필수

- 함수율(%), 전단/굽힘/인장/압축 강도(MPa), 충격강도(J), 최소 생산 가능 치수 등

2. 지원 필요성

□ 지원필요성

ㅇ (정책적 측면) K-조선 초격차 VISION 2040 및 10대 선도 플래그쉽 프로젝트 중 하나인 LNG/액화수소 화물창 국산화 및 고도화 분야의 정책 목표를 달성하고, 액화가스 화물창 건조 분야의 세계 1위 경쟁력을 유지하기 위해서 단열 시스템핵심 기자재 개발 및 국산화 필요

ㅇ (기술적 측면) Plywood는 원료 수급, 열/기계 성능 및 경제성 측면에서 우수한 소재인 목재로 구성되어 있으며, 이를 대체하기 위해서는 소재의 원료 탐색, 배합, 생산, 가공 및 시험적/해석적 검증으로 이어지는 체계적 기술 개발 필요

ㅇ (시장적 측면) 지정학적 원인 등으로 수급이 불안정하고 주문~납품까지 장기간 소요되는 Plywood를 대체할 수 있는 소재 개발로 안정적인 공급망 확보 가능

ㅇ (사회적 측면) GWP(지구온난화지수)를 최소화한 소재 개발 및 목재 사용 감소를 통한 환경 보호와 국산화를 통한 국내 소재 산업 육성에 기여

3. 활용분야

□ 활용분야

ㅇ 멤브레인 화물창의 평판부, 코너부 및 특수부에 설치되는 단열판넬을 구성하는  핵심 기자재로 활용

ㅇ 대체 소재 생산 시스템 구축, 단열판넬의 가공 및 제작 시스템 구축에 활용

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 31개월 이내(1차년도 9개월, 2차년도 10개월, 3차년도 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’25년 8.5억원 이내(총 정부지원연구개발비 55억원 이내)

ㅇ 주관연구개발기관 : 중소·중견 기업(혁신제품형, 조선소 수요기업 참여 필수)

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

품목번호

2025-02-품목-일반-03

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

-

혁신도전형

초격차프로젝트

(해당 or 해당없음)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

친환경선박 전주기 생태계 육성

프로젝트

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

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

품목명

한국형 해상풍력 유지보수선(CTV) 모델 개발 및 실증

(TRL : [시작] 3단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 개발내용

□ 개념

ㅇ 해상풍력 터빈 유지보수 작업자의 작업환경과 편의성 및 해상풍력 유지보수선(CTV, Crew Transfer Vessel) 운용을 고려한 국산화 표준모델 개발

※ 핵심 목표 : 30m급 해상풍력 유지보수선(CTV) 국산화 및 표준 모델 개발

□ 개발내용

ㅇ 30m급 CTV 최적운용을 위한 표준 모델 설계(선형, 배치, 기본, 구조) 및 선급 도면 승인(일반배치도, 강재배치도, 외판 전개도, 중앙횡단면도 등)

ㅇ 실질 운용 주체(터빈사)의 요구조건(Requirement) 반영 상세 설계안 도출

ㅇ 대규모 해상풍력 단지 내 CTV 운용을 위한 원격조정 기술 개발

ㅇ 30m급 알루미늄 선체 기반 CTV 제작 및 기능/편의/안전 평가를 위한 해상 실증

연구개발계획서 제출시 다음의 항목의 정량적 목표치 및 상용화 수준 제시 필수

- 선급 도면 승인, 운용 주체 요구조건 만족률 100%(기능, 편의, 안전 등), 최고선속

2. 지원 필요성

□ 지원필요성

ㅇ (정책적 측면) 해상풍력특별법 국회 본회의 통과 등 국내 해상풍력사업 가시화, 국외 CTV 해상풍력 발전단지 유지보수를 위한 CTV 국산 독자 모델 개발·실증 필요

ㅇ (기술적 측면) 국내 운용중인 CTV는 편의성이 떨어지며 15MW급 이상 터빈에 부적합, 향후 해상풍력 터빈 대형화 추세에 맞춰 30m 이상 CTV 필요

ㅇ (시장적 측면) 해상풍력 발전단지당 1~2개의 CTV가 필요하며, 국내 해상풍력 발전사업 허가 건수는 총 90건으로 향후 100척 이상의 수요 발생 예상

ㅇ (사회적 측면) 해상풍력 유지보수 인력의 편의성 향상, 해양 작업환경 개선을 통해 작업시간 단축 및 피로도 감소를 통한 해양사고 예방

3. 활용분야

□ 활용분야

ㅇ 국내 해상풍력 발전사업 유지보수 작업 시 활용 및 해외 수출

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 43개월 이내(1차년도 9개월, 2차년도 10개월, 3~4차년도 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’25년 10억원 이내(총 정부지원연구개발비 80억원 이내)

ㅇ 주관연구개발기관 : 제한없음(혁신제품형)

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

품목번호

2025-02-품목-일반-04

산업기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

개발형태

조선/해양시스템

혁신도전형

초격차프로젝트

(해당 or 해당없음)

분야

미래모빌리티(조선)

미션

친환경선박 전주기 생태계 육성

프로젝트

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

연계유형

특성분류

ESG

R&D 자율성트랙

품목명

북극 고위도 연중 운항이 가능한 세계 최고 수준의

PC(Polar Class) 2급 쇄빙선 개발

(TRL : [시작] 3단계 〜 [종료] 6단계)

1. 개념 및 개발내용

□ 개념

ㅇ 미국, 캐나다 등 신규 쇄빙선 수요에 선제 대응하기 위한 세계 최고 수준(PC 2급*)의 쇄빙선 핵심 설계 기술 개발

* PC 2급(Polar Class 2) : 쇄빙 가능한 얼음의 두께가 최대 3.0m 이하

※ 핵심 목표 : 북극 고위도 연중 운항이 가능한 PC 2급 쇄빙선 개발 (세계 최고)

□ 개발내용

ㅇ 북극 환경조건 기반의 연중 운항을 위한 쇄빙선 선형개발 및 기본설계

ㅇ 쇄빙 기능 향상을 위한 추진시스템 개발

ㅇ 연중 운항을 고려한 쇄빙선의 항해 안전성 향상 기술 개발

연구개발계획서 제출시 다음의 항목의 정량적 목표치 및 상용화 수준 제시 필수

- 선형(요구성능: continuous icebreaking in 3.0m@2.0kts 만족) 개발 1척, 기본설계 1건, 선급AIP 1건, 안전운항 시스템 1건

2. 지원 필요성

□ 지원필요성

ㅇ (정책적 측면)

- ΄25년 미국 트럼프 2기 행정부 집권 후 북극 자원 개발 및 북극항로 개척을 위한 한-미 조선협력이 본격화할 것으로 전망됨에 따라 이러한 변화가 우리 산업에 미칠 영향을 고려한 R&D 전략 수립이 필요함

ㅇ (기술적 측면)

- 북극항로에 적기 투입이 가능한 PC 2급 쇄빙선 핵심기술 확보로 한·중·일 경쟁 구도에서 전략적 우위를 선점하고 초격차 기술 확보를 통한 우리 조선산업의 대외 경쟁력 강화가 필요함

ㅇ (시장적 측면)

- 북극항로 개척 및 내빙 선박 호송을 위한 쇄빙선은 미래 K-조선을 견인할 부가가치가 가장 높은 선박으로 건조비용과 기술력 측면에서 경쟁력 있는 선종 수주역량을 집중하는 전략 마련이 필요함

ㅇ (사회적 측면)

- 지구온난화에 따른 빙권(氷圈) 감소로 선박의 접근성 향상(5개월→10개월▲) 및 북극항로 개척 경쟁이 심화함에 따라, 격화되는 북극 패권 경쟁에서 우리나라의 영향력 확대를 위한 정부의 투자 확대와 산‧학‧연 협력이 필요함

3. 활용분야

□ 활용분야

ㅇ 북극 고위도 연중 운항이 가능한 한국형 쇄빙선 초격차 기술 확보 및 자립화 달성

ㅇ 수익성 높은 고부가가치 특수선 수주 본격화로 국내 조선산업의 수출 경쟁력 강화

ㅇ 한-미 조선협력을 통한 실질적 성과창출로 중국, 일본과의 기술경쟁에서 우위 마련

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 연구개발기간 : 43개월 이내(1차년도 9개월, 2차년도 10개월, 3~4차년도 12개월)

ㅇ 정부지원연구개발비 : ’25년 6억원 이내(총 정부지원연구개발비 40억원 이내)

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

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

참고		기획대상과제 기획자문단 및 실무작업반 명단

□ 조선해양산업핵심기술개발(품목지정형-기획자문단)

No	소속기관	성명	비고(초격차프로젝트)
1	삼성중공업	김*원	미래모빌리티(조선)
2	삼성중공업	박*일	미래모빌리티(조선)
3	HD현대중공업	오*규	미래모빌리티(조선)
4	HD한국조선해양	강*국	미래모빌리티(조선)
5	한화오션	박*우	미래모빌리티(조선)
6	마린테크인	이*만	미래모빌리티(조선)
7	재단법인한국조선해양기자재연구원	구*모	미래모빌리티(조선)
8	재단법인한국조선해양기자재연구원	이*훈	미래모빌리티(조선)
9	선박해양플랜트연구소	안*성	미래모빌리티(조선)

□ 조선해양산업핵심기술개발(지정공모형-실무작업반)

ㅇ (통합형) 상반회전 추진시스템 기반 중대형 선박 전기추진시스템 개발

No	소속기관	성명	비고(초격차프로젝트)
1	호서대학교	홍*기	미래모빌리티(조선)
2	한국생산기술연구원	최*선	미래모빌리티(조선)
3	부산대학교	서*호	미래모빌리티(조선)
4	선박해양플랜트연구소	문*성	미래모빌리티(조선)