첨단항만물류기술개발사업의 상위 계획 부합성 검토 및 해상풍력 지지구조물과 항만 재해 대응 기술을 포함한 주요 연구 내용 doc_id CNTS-00118884224_2

상위계획과 첨단항만물류기술개발사업 추진방향의 적합성 검토를 위해 ｢해양수산 R&D 중장기 계획(2014~2020)｣과 본 사업의 주요 연구내용을 비교분석한 결과, 중장기 계획의 ‘항만·해운물류의 허브기능 고도화’ 및 ‘첨단해양장비 산업육성’의 2가지 중 점 추진방향과 부합되는 것으로 파악되었다. ‘항만·해운물류의 허브기능 고도화’는 항만 인프라를 개선하고 해운물류시스템의 효율화 및 항만운영 자동화를 추구하며, ‘첨단해양장비 산업육성’은 수중·심해저의 산업 활동 지원과 해양레저 확산을 위해 레저장비산업 육성 및 기반 조성을 추진목표로 하고 있다. 첨단항만물류기술개발사업을 정부가 지원하는 것이 타당한 것인가에 대한 검토를 위해 사업이 연구개발대상으로 하는 세부기술들을 살펴보았다. 본 사업의 기술들은 공공재인 ‘항만’을 적용대상으로 하고 있으며, 물류자동화, 항만설계기준, 재해대응 안전항만 구축 등은 대내외적 신뢰성 확보 및 국제표준 획득이 연구개발 성공에 중요한 요인으로 작용한다. ｢2020 해양과학기술로드맵｣은 ‘2020 신해양 가치 창출로 선진일류 국가 실현’을 비전으로 2012년 3월 수립되었으며, ｢해양수산 R&D 발전전략｣은 ‘창의적 해양수산 R&D로 국민이 행복한 해양부국 실현’이라는 비전 아래 2013년 8월 수립되었다. 이후 해양수산부는 ｢2020 해양과학기술로드맵｣에 수산 분야를 포함시키고 ｢해양수산 R&D 발전전략｣을 구체화시켜 2014년 4월 ‘국민의 꿈과 행복을 실현하는 창조형 해양수산과학기술’을 비전으로 하는 ｢해양수산 R&D 중장기 계획(‘14~‘20)｣을 수립하였다. ｢해양수산 R&D 중장기 계획(‘14~‘20)｣의 3대 R&D 전략은 ‘해양영토주권 강화 및 해양경제영토 확대’, ‘창조형 해양수산 산업 육성’, ‘국민행복 해양공간 창조’ 이다. “기후변화대응 항만설계기준 개선방안 연구”에서는 기후변화에 따른 재해에 안정하고 경제적인 항만구조물 설계기술 확보를 위한 항만설계기준의 미비점 및 보완점을 연구한다. “기후변화 대비 항만 방재기능 강화기술개발”에서는 고파랑에 적합한 신형 소파 블록(최대설계파고 10m급 이상)을 개발하고, 기존 호안의 상치구조물보다 월파저감 능력, 주고물의 안전성 및 내구성이 강화된 월파 저감형 상치구조 형상을 개발한다. “해상풍력 지지구조 설계기준 및 콘크리트 지지구조물 기술개발”은 해상풍력 지지구조물 설계·인증 기술기준과 해상풍력 신형식 콘크리트 지지구조를 개발하고, 해상풍력 지지 구조물 국제 인증 및 유지관리 기술을 개발한다. 다음으로 해운물류기술개발사업은 2개 과제로 구성되어 있으며, 이 중 “U-기반 해운 물류체계 구축을 위한 기반기술 연구”는 유비쿼터스 기술을 활용한 해운물류 핵심기술 개발을 통한 융·복합기술 개발로 해운물류산업의 신성장 동력 발굴 및 세계적 기술 경쟁력 확보를 목표로 한다. 2011년 7월부터 2016년 12월까지 진행되는 “천해용(40m 이내) 해상풍력 Substructure 시스템 개발” 과제는 수심 40m 이내의 해상에 설치되는 5MW 이상급 풍력발전 substructure를 대상으로 하는 상용화 과제이다. 주관연구기관은 포스코이며, 고정식 substructure 핵심기술 초기 확보 및 테스트베드 실증연계를 통한 특허기술 상용화와 고정식 substructure 시스템의 세계시장 진출 기반 구축을 목표로 연구개발 중이다. 주요 연구내용은 산업통상자원부 실증단지용 substructure 테스트베드 구축기술, 기초 구조물 지반지지력 확보 기술, 제작 생산성 향상 및 친환경 급속설치 기술이다. 평가대상인 첨단항만물류기술개발사업을 통해 2012년 8월부터 2018년 2월까지 추진 되는 “해상풍력 지지구조 설계기준 및 콘크리트 지지구조물 기술개발” 과제의 주관연구 기관은 한국선급이며, 국내 환경에 적합한 해상풍력기초(지지구조물) 설계기준 및 해상풍력 발전단지 건설기술력 확보를 목표로 연구개발 중이다. 주요 연구내용은 해상풍력 지지구조물 기초 설계기준 개발과 해상풍력 발전시스템의 설치 및 검증용 신형식 콘크리트 지지구조물 기술개발이다. 풍력발전은 공기의 유동이 가진 운동에너지를 이용하여 로터를 회전시켜 전기에너지를 발생시키고 전력계통이나 수요자에게 공급하는 청정 발전기술이다. 풍력발전기는 크게 상부구조물과 지지구조물로 이루어져 있으며, 상부구조물은 로터와 너셀(RotorNacelle-assembly)부, 지지구조물은 타워(tower), 하부구조(substructure), 기초(foundation)부로 구성된다. 해상풍력 하부구조물은 상부 시설물을 안전하게 지지하고 상부하중의 영향을 일정 수심 아래의 해저지반에 전달하는 역할을 하는 구조시스템으로 해상풍력발전단지 전체 공사비의 약 30%를 차지한다. 본 사업은 “해상풍력 지지구조 설계기준 및 콘크리트 지지구조물 기술개발” 연구를 통해 5MW급 이상의 해상풍력발전기에 적용 가능한 수심 30m 이하 연근해용 신형식 콘크리트 지지구조를 개발한다. 본 사업에서 연구개발하는 콘크리트 중력식(concrete gravity based) 지지구조물은 비교적 낮은 수심에서 사용하며, 자중과 해저면의 마찰력으로 위치를 유지한다. 높은 구조물 강성으로 인해 진동과 변형에 유리하고, 부식 저항성이 크므로 내구성 및 피로 강도 확보가 용이하다. 육상에서 제작 후 해상단지로 운반되어 설치되므로 제작 및 설치가 용이하고, 해저지반이 잘 정리된 수심 15m 이내의 조건에서 공사비가 가장 저렴하다. 하지만 육상 제작 및 양생을 위한 부지가 확보되어야 하며, 운반·설치 시 대형 해상장비가 필요하다. 또한 해체 시 많은 비용이 소요되고 불량지반에서는 편심 경사로 안전성 문제가 유발되며, 해저면 기반암심도가 깊은 경우 설치가 어려우므로 가설현장의 조건이 고려되어야 하는 단점이 있다. 첨단항만물류기술개발사업에서는 “항만권역 태풍 및 지진해일 재해대응체계 구축”의 일환으로 동해안 및 서해안의 침수예상도 및 비상대처계획을 수립하였으며, 2단계에서 서남해 항만권역을 대상으로 침수피해예측도(침수예상도 및 재해정보도), 비상대처계획(EAP), 재해정보 관리 프로그램 구축 및 보완, 침수피해 방지시설 구축 방안 등을 연구한다. 이를 통해 국내 최초로 동해안 지진해일 재해정보도 및 서해안 폭풍해일 재해정보도를 개발하여 우리나라 주요 항만 및 해안에 적용하였고, 기존에 작성된 비과학적인 비상대처계획을 개서한 비상대처계획을 수립하였다. 재난재해에 대한 국민적 관심도가 높은 상황에서 본 사업의 연구내용인 국내 실정에 맞는 재해정보도 작성 및 비상대처계획 마련은 사회적으로 큰 의미가 있다고 판단된다.