지난 50년 간 한국의 해양과학기술 발전에 굵직한 발자국을 남기고 있는 한국해양과학기술원에서 첨단 해양공학기술 창출이라는 중추적인 역할을 담당하고 있는 해양신산업연구본부.
현재 본부는 ‘해양공학기술 기반 국민 삶의 질 개선’이라는 비전 아래 해양기술 산업화 기반 기술 확보와 해양 분야의 현안문제에 대한 해결방안을 제시하는 한편, 선도적인 해양공학 신산업 발굴에 앞장서며, 해양강국의 꿈을 앞당기고 있다.
‘탄소중립’ 조류발전단지 ‘기후위기 대응’ 방재기술 개발 등
수심 50m서 5명 체류 ‘해저 거주공간 창출’ 기술 연구 박차
해양신산업연구본부는 해양에너지 실용화와 항만해양 공간 기술개발을 담당하는 ‘해양공간개발·에너지연구부’와 ICT 기반 해양로봇과 장비 기술 개발을 담당하는 ‘해양 ICT·모빌리티연구부’로 구성돼 있다.
각 연구부에는 ‘울돌목조류발전기지’와 ‘포항로봇실증기지’가 포함돼 있다.
‘해양공간개발·에너지연구부’에서는 연안을 비롯한 항만, 해저, 해상 등 해양공간 개발·이용, 방재와 안정성 회복기술 연구와 함께 조류, 조력, 해상풍력 등 해양에너지 개발과 이를 이용한 기술 개발에 역량을 집중시키고 있다.
이 연구부에 포함된 울돌목 조류발전기지에서는 조류에너지 기술 개발·지원 업무와 함께 해양과학기술 연구 활용, 전라남도와 진도군 등 지자체와의 해양 관련 공동 연구 지원 등의 업무를 수행하고 있다.
‘해양 ICT·모빌리티연구부’에서는 해양 ICT 핵심·원천기술과 ICT 융합·이용기술, 해양 로봇과 해양 모빌리티 개발 연구에 박차를 가하고 있다.
포항로봇실증기지에서는 해양 로봇과 모빌리티 기술 개발·지원·실증 연구와 함께 해양로봇실증 수조와 장영실호 운영 관리 등의 업무를 맡고 있다.
핵심 연구
‘해양에너지 및 항만·해양구조물 고도화 기술 개발’ 연구는 오는 2050년 탄소중립 목표 달성을 위한 조류발전단지 구축 기술과 해수면 상승 등 기후위기에 대응하기 위한 방재기술 개발을 위해 추진된 과제다.
연구팀은 4MW급 조류발전 실증단지 구축과 운영에 필요한 핵심기술과 자연 기반 솔루션을 통한 해양방재 구조물 핵심 원천기술 개발에 나서고 있다.
현재 조류에너지 변환장치의 실해역 가동에 따른 환경영향 분석과 함께 NbS를 활용한 해양방재구조물의 개념 프레임워크 수립과 입지설계 기반 기술 확보에 주력하고 있다.
이번 연구는 지역 특성에 맞는 해양재해 대책 수립으로 재해 예방에 따른 인명·재산 피해 감소에 기여할 전망이다.
‘해양쓰레기 재활용 항만 구조물 수명연장 기술 개발’ 연구는 해양쓰레기를 재활용해 제작된 건설재료의 부재 성능평가와 적용방안 도출을 목표로 진행되고 있다.
연구팀은 해양쓰레기 재활용 항만 구조물 적용기술 개발 연구를 비롯해 해양쓰레기 재활용 기술을 적용한 구조 부재의 성능평가, 구조해석을 통한 수명연장공법 적용 구조물 설계, 폐어망 혼입 지반 보강재 파일럿 테스트 설계 등의 연구를 진행하고 있다.
이 같은 연구를 통해 선보일 성과물들은 대량의 자재를 소비하는 건설산업에 적용, 재활용률 증가에 도움을 주는 한편, 해양쓰레기 전처리 공정단지 조성사업과 해양쓰레기 재활용 사업 관련 산업 촉진과 파생 기술 개발 활성화에도 기여할 전망이다.
또한, 깨끗하고 안전한 해양환경 유지를 통한 생태계 회복, 심미안적 문제 해소, 수산물 생산량 증대, 안전한 수산물 먹거리 확보, 해양자원 가치 향상에도 도움을 줄 것으로 기대를 모으고 있다.
‘해저공간 창출 및 활용 기술 개발’ 연구에서는 수심 50m에서 5명이 체류할 수 있는 해저 거주공간 창출을 목표로 수중 구조체에 대한 기본설계와 시공 기술 확보를 위한 요소기술 개발 연구와 함께 내부 공간에 대한 기본설계와 내부 설비 배치기술 개발, 기초시스템 기본설계와 공정기술 개발 연구를 수행하고 있다.
유해 위험요인 식별과 생명유지기술 개발, 수중통신과 데이터센터 기본설계 등의 연구도 병행하고 있다.
이 기술은 향후 잠수함 건조, 수중 구조물 등 기술 향상을 통한 부가가치 창출은 물론 해저 경관을 활용한 전망대, 호텔, 레스토랑 등을 건설하기 위한 해저공간 기술로 활용될 전망이다.
또한, 해양사고 대응 능력 제고와 지진해일·고파랑 경보에도 활용할 수 있고, 생물학이나 생태학, 의학 분야의 연구 능력 향상과 함께 해저 관측을 통한 해양환경 연구와 기술력 증진에 기여할 것으로 예상된다.
‘항만인프라 재해 및 노후화 대응 스마트 유지보수 기술 개발’ 연구는 항만인프라에서 발생할 수 있는 재해와 노후화에 선제적으로 대응하기 위한 항만 외곽·계류시설, 배후부지에 대한 스마트 유지관리 기술 개발과 현장 실증 연구다.
현재 영상과 해양로봇 기반의 항만시설 상태평가와 진단기술을 비롯해 항만구조물 대상의 스마트 모니터링 시스템, 항만 배후부지 침하 모니터링 기술 등을 개발하고 있다.
‘해양 무인시스템 실증 시험·평가기술 개발’ 연구에서는 해양 무인시스템 산업 활성화를 위한 객관적인 시험평가체계 개발을 목표로, 실내 수조 활용과 함께 실해역 실증 시험장 구축·운영을 통한 해양 무인시스템 원스톱 시험평가 서비스 체계 구축에 나서고 있다.
‘IoET를 위한 극한지 통신 및 장비 기술 개발’ 연구에서는 남극 환경에 IoET 기술을 적용하고, 극한지 관측 데이터를 수집·저장·처리할 수 있는 인프라 구축과 함께 이동로봇 기술과 연동을 위한 극한지 모바일 광역 고속통신기술, IoET 통신과 장비 기술 등을 개발하고 있다.
‘조류발전 실해역 시험장 구축’ 연구에서는 조류발전에 사용되는 블레이드와 비파괴시험이 가능한 육상 부품성능 시험동 구축과 함께 조류발전 출력과 하중 시험이 가능한 해상성능시험장 구축을 목표로 추진되고 있다.
이번 시험장 구축을 통해 향후 조류발전 산업화 기반 마련은 물론 실해역 성능시험 관련 인허가 획득 절차와 민원 해결에 필요한 시간과 노력이 절감될 것으로 기대를 모으고 있다.
인 / 터 / 뷰
ICT 기반 현장 중심 ‘실용화’ 집중
선순환적 연구 생태계 구축 ‘앞장’
한국해양과학기술원 장인성 본부장은 “해양신산업연구본부는 다양한 공학 분야의 뛰어난 전문가들을 기반으로 그동안 국가 연안과 항만 개발, 해양 신재생에너지 자원 확보를 위한 연구를 성공적으로 수행해 왔다”고 밝혔다.
이어 “최근에는 ICT 기반의 해양 장비와 로봇 개발 등 현장 중심의 실용화 연구에 집중하고 있다”고 소개했다.
현재 해양기술 산업화 기반기술 확보와 함께 해양 분야의 현안 문제에 대한 해결방안 제시, 선도적 해양공학 신산업 발굴 등을 목표로 약 80여명의 연구진들이 역량을 집중시키고 있다.
특히, 실제 현장에 직접적으로 참여하며 현안 문제 해결과 선도적인 해양공학 기술 분야의 신산업 창출에 크게 기여하고 있다.
장 본부장은 “현재 ‘해양공간개발·에너지연구부’에서는 해양에너지 개발 연구와 함께 최근에는 바다 속 거주공간 개발을 위한 해저공간창출 연구에 주력하고 있다”며, “‘해양 ICT·모빌리티연구부’에서는 수중로봇 개발과 함께 스마트 항만 건설을 비롯해 극한지 통신, 해수배터리 등 미래기술 개발에 집중하고 있다”고 설명했다.
본부는 이처럼 다양한 연구를 통해 차별화된 기술들을 선보이고 있다.
울돌목시험발전소 생산 전기 ‘REC’ 받아 ‘자긍’
장 본부장은 “그동안 시화호 조력발전 건설에 기여하는 한편, 국내 특성에 맞는 조류발전 기술도 크게 성장시켰고, 작년에는 울돌목시험조류발전소에서 생산한 전기에 대해 한국에너지공단으로부터 신재생에너지공급인증서(REC)를 받았다”고 밝혔다.
이어 “이는 조력, 파력을 포함해 국내 해양에너지 분야에서 최초로 받았다는 점에서 큰 의미가 있다”며, “또한, 수중건설로봇과 같이 실제 바다 현장에서 적용될 수 있는 로봇 기술들을 개발하고 실용화에도 성공했다”고 자부했다.
이 두 기술은 50주년이 된 KIOST 내에서 최근 10년간 가장 우수한 성과 10선에 포함됐다.
장 본부장은 “현재까지의 성과들과 연구진들의 탁월한 역량을 바탕으로 기후변화에 대비한 응용 기술과 함께 해양공간을 보다 적극적이면서 친환경적으로 창출할 수 있는 기술 개발에 나설 예정”이라고 밝혔다.
이어 “특히, 빅데이터와 AI, ICT 기술 등 스마트 기술을 실제 바다 현장과 연계, 활용하는 연구와 산학연은 물론 해군이나 해경 등과 상호 보완되는 협력관계를 통해 직접적으로 현장 활용이 필요한 연구, 나아가 선순환적 연구 생태계 구축에 앞장서겠다”고 강조했다.
