환경 문제가 연일 심각성을 알리고 있다. 황사는 이제 중국발 미세먼지의 공포로 바뀌었으며, 물과 어류 등에 포함된 미세 플라스틱·미세 섬유가 전세계적인 화제가 되고 있다. 자동차 산업에서는 이미 전기차, 수소전지차 등 친환경차량으로의 이동이 가속화되고 있는 가운데 메탄올로 움직이는 선박도 등장했다.
Lux Werft und Schifffahrt가 독일에서 메탄올로 움직이는 선박인 MS Innogy를 발표했다. 메탄올을 동력원으로 하는 독일 최초의 선박인 MS Innogy는 에센시의 Weiße Flotte에서 유람선으로 활용되고 있다. 에센시는 2017년 ‘유럽 녹색 수도’로 선정된 바 있다.
제로 배출가스 실현
MS Innogy의 움직임은 에너지 밀도가 높은 친환경 메탄올 연료 전지를 활용하여 전기를 생성하여 모터에 공급하여 이뤄진다. 이 메탄올 연료 전지는 발데나이 호수에 위치한 수력 발전 시설에서 대기에서 여과한 이산화탄소에 전기와 물을 더해 만들어지며, 이를 통하여 선박 작동 중 배기가스를 전혀 배출하지 않는 운항을 실현한다.
핵심은 탄소 배출 제로이다. 메탄올 연료 전지에서 전기를 뽑아낸 이후에는 이산화탄소가 나오지만, 이는 당초 메탄올 연료 전지를 생산하기 위해 여과한 양의 이산화탄소로, 전체 이산화탄소의 양은 동일하다. 즉 환경에 어떤 영향도 주지 않는 친환경 선박이다.
지멘스 설계·드라이브 기술로 탄생
독일 최초의 메탄올 연료 전지 선박인 MS Innogy는 지멘스의 기술을 적극적으로 활용했다. 설계에서부터 지멘스 PLM 소프트웨어의 NX CAD 소프트웨어를 이용하여 3D로 작성했으며, 친환경 선박의 핵심인 구동부에도 지멘스의 친환경 하이브리드 드라이브를 적용하여 연료 전지 및 배터리 기술 기반의 드라이브 개념으로 배기가스 배출 제로(0)의 운항이라는 환경친화적 승객 운송을 실현했다.
MS Innogy의 많은 장치들은 지멘스 드라이브에서 동력을 공급하며 PROFINET 버스 시스템을 통해 상호 통신하면서 제어를 수행한다. 예를 들어 지멘스 SIMATIC S7-1500 컨트롤러는 ET200SP 분산 I/O 시스템과 함께 다양한 작동 모드(충전, 전기 운전 및 디젤/전기 운전)의 자동화 및 제어를 수행하고, 다양한 에너지원(배터리, 연료 전지 또는 디젤 발전기)을 관리한다. 이때 SIMATIC HMIHuman Machine Interface 패널은 선장이 한 눈에 선박의 상태를 파악하고, 완벽하게 제어할 수 있도록 지원한다.
TIA Potal로 효율성 극대화
모든 전기 출력 요소는 SINAMICS DCP 양방향 DC/DC 변환기로 제어되는 공용 DC 중간 회로에 연결된다. 이는 배터리 및 연료 전지 장치와 중간 회로 사이에 연결 고리를 형성하며, SINAMICS S120 주파수 변환 장치를 통해 연결된 SIMOTICS 1PH8 서보 모터는 보장된 기동성과 필요한 추진력을 제공한다. 이 중간 회로의 또 다른 구성 요소는 SINAMICS 활동 회선 모듈로, MS Innogy가 400볼트의 전기를 사용할 수 있게 한다.
나아가 통합 자동화 포탈인 TIA Portal은 모든 제어 요소가 효율적이고, 일관되게 엔지니어링되도록 함으로써 효율성 극대화에 기여하고 있다. 에너지 수준은 SIEMENS의 저전압 포트폴리오에서 여러 Sentron PAC3200 다기능 측정기를 통해 판독되며, Sirius Act 산업 제어 장치 스위치도 사용된다. Sinema 원격 연결 관리 플랫폼과 Scalance M876-4 라우터는 모든 선박 시스템을 원활하고 안전하게 원격으로 유지보수할 수 있게 하며, 변환기의 매개변수 설정과 PLCProgrammable Logic Controller 및 중간 회로의 에너지 관리 시스템을 조정하는 PLC 소프트웨어는 MS Innogy의 정확한 사양에 맞춰 설정되어 제공됐다.
친환경 선박의 확대 지속
Lux Werft und Schifffahrt와 지멘스는 MS Innogy를 통하여 친환경 선박의 새로운 기준을 세웠다. 하이브리드 드라이브와 연료 전지를 통하여 탄소 배출 제로를 구현하는 선박의 개념은 지속가능한 발전의 측면에서 긍정적인 평가를 받았고 있다. Lux Werft und Schifffahrt는 혁신적인 드라이브 시스템을 장착한 선박의 추가 계약을 체결, 친환경 선박의 지속적 확대를 기대케 하고 있다.
