기어 없이 반대 회전…전기추진 선박 파워트레인 구조 바꾼다

국내 연구진이 기어 없이 두 개의 프로펠러를 반대 방향으로 회전시키는 전기추진 파워트레인을 개발한다. 복잡한 기계 장치 없이 추진 효율을 끌어올리는 새로운 구조로, 중대형 친환경 선박 기술의 판도를 바꿀 핵심 기반 기술로 주목받고 있다.

선박해양플랜트연구소(KRISO, 소장 홍기용)는 HD현대일렉트릭, HD한국조선해양 등과 함께 산업통상자원부가 주관하고 한국산업기술기획평가원(KEIT)이 관리하는 ‘상반회전 추진시스템 기반 중대형 선박 전기추진시스템 개발’ 사업을 본격 착수했다고 7일 밝혔다.

해당 과제는 세계 최초로 기어 없는(gearless) 상반회전 전기추진 파워트레인을 개발하는 것으로, 기존 선박 추진 기술의 구조적 한계를 극복하고 고효율·저탄소 중심의 미래 전기추진 기술 경쟁력 확보를 목표로 한다.

총사업비는 276억6천만 원이며, 2025년 6월부터 2028년 12월까지 3년 반에 걸쳐 추진된다. HD현대일렉트릭, HD한국조선해양, 한국기계연구원, 한국조선해양기자재연구원 등 산·학·연 17개 기관이 공동 참여한다.

기어 없이 상반회전 구현…마찰·유지보수·수입의존 문제 동시에 해소
기존의 상반회전 추진 시스템은 기어, 윤활장치, 냉각장치 등 복잡한 기계 장치를 필요로 해 마찰 손실이 크고 유지보수가 어렵다는 문제가 있었다. 부품 대부분이 외산에 의존하고 있어 상용화가 지연돼 온 기술이기도 하다.

개발 중인 시스템은 두 개의 프로펠러를 전동기로 각각 제어해 기어 없이 상반회전을 구현한다. 기계 장치 없이도 추진 기능을 실현해 시스템 구조를 단순화하고 신뢰성과 유지관리 편의성을 동시에 확보할 수 있다.

특히 상반회전 방식은 앞쪽 프로펠러가 발생시키는 회전 흐름을 뒤쪽 프로펠러가 받아들이는 구조로, 추진 효율이 높고 에너지 손실이 적다. 이에 따라 중대형 선박의 운항 에너지 절감 효과도 기대된다.

KRISO는 15MW급 전기추진 선박에 최적화된 전동기-이중축-상반회전 프로펠러 기반 파워트레인을 개발하고, 보유 중인 실증 인프라를 활용해 고효율·고신뢰성 검증을 진행할 예정이다. 또한 선급 인증 및 국제 표준화 추진을 통해 글로벌 기술 주도권 확보에도 나선다.

전기추진 상선시장 패러다임 전환 기대
해당 기술 개발은 단순한 선박 추진장치 개선을 넘어, 국내 전기추진 선박 산업의 경쟁력과 자립도를 높이는 전환점이 될 전망이다. 전기추진 핵심 부품의 국산화와 공급망 강화, 조선산업의 탄소중립 대응 기반 확보 등 복합적 효과가 예상된다.

연구책임자인 김명수 선임연구원은 “기어 없는 상반회전 파워트레인은 전기 에너지를 효율적인 추진 동력으로 전환하는 시스템으로, 향후 친환경 선박의 실용성과 경쟁력을 높일 수 있는 핵심 기술이 될 것”이라며, “중대형 전동기 국산화와 함께 선박 추진기술 전반의 기술 고도화에도 기여하겠다”고 밝혔다.