최근, 둥팡전기그룹 산하 둥푸연구원이 자체 개발한 부유식 풍력과 해수 비담수화 현장 수소 생산 통합 플랫폼이 중국선급사(CCS)로부터 원리승인(AIP)을 획득했습니다. 이는 세계 최초로 해당 인증을 통과한 부유식 풍력-수소 플랫폼으로, 심해 신에너지 장비 분야에서 중국의 핵심 기술 돌파를 의미합니다.
I. 인증 핵심 결론 및 플랫폼 적합성
중국선급사는 전면적인 검토를 거쳐 해당 플랫폼의 시스템 설계가 과학적이고 합리적이며 안전하다고 확인했습니다. 전체 배치, 안정성 제어, 운동 성능, 기초 구조, 계류 안전, 소방 설비 구성, 전력 공급 방안 최적화, 화재·폭발 방지 설계 등에서 사전 설정된 기능 요구사항을 완벽히 충족하여, 설계된 해양 환경 조건에서 안정적인 운영을 보장합니다. 이는 플랫폼의 향후 산업화 적용을 위한 견고한 기반을 마련했습니다.
II. 플랫폼 기술 아키텍처 및 핵심 혁신
- 핵심 기술 통합: 이 플랫폼은 둥푸연구원의 17메가와트(MW)급 부유식 해상 풍력 플랫폼(로터 직경 262미터, 최대 17등급 슈퍼 태풍에 견딜 수 있으며, 연간 발전량 6천8백만 킬로와트시)을 기반으로 합니다. 셰허핑 원사 팀이 2022년 네이처에 발표한 해수 비담수화 현장 수소 생산 독창적 원리 기술을 통합했습니다. 이 기술은 담수화, 전처리, 추가 에너지 소비 없이 해수로부터 직접 수소를 생산할 수 있으며, 3~8등급 해풍과 0.3~0.9미터 파도 아래에서도 안정적으로 운영되었습니다. 또한, 해상 전력 관리, 시스템 제어, 고압 수소 저장과 같은 핵심 기술을 극복하여 "풍력-해수 수소 생산" 통합 시스템을 구축했습니다.
- 공간 및 비용의 이중 돌파: 반잠수식 플랫폼의 기둥 사이 유휴 공간을 혁신적으로 활용하여 수소 생산 시스템을 기둥 내부에 배치함으로써 공간 활용률과 건설 비용을 크게 개선했습니다. 열악한 해상 조건에 대비해 설계된 첨단 안정화 장치는 수소 생산 시스템의 내풍파성을 향상시켜 복잡한 해상 조건에서도 안정적인 운영을 보장합니다.
III. R&D 배경 및 산업 필요성
현재 중국의 연안 풍력 자원 개발은 포화 상태에 가까워지고 있습니다. 더 풍부하고 질 좋은 풍력 에너지를 보유한 원해 및 심해는 해상 풍력 발전의 필연적인 방향입니다. 그러나 원해 및 심해의 장거리 전력 송전은 기술적, 비용적 어려움에 직면해 있습니다. 풍력 에너지를 현장에서 고부가가치 수소 제품으로 전환하는 것이 이익 극대화의 핵심이므로, 부유식 풍력과 해수 수소 생산 결합 플랫폼은 국내외 R&D의 핫이슈로 떠오르고 있습니다.
둥푸연구원은 2023년 하반기에 연구개발에 착수했습니다. 연구팀은 심해 작업 조건, 풍력 터빈 운영, 수소 생산 공정의 요구사항을 바탕으로 부유체 강도, 수소 생산 모듈 통합, 시스템 조율 제어, 전 과정 안전 보호에 대한 철저한 기술 검증을 수행했습니다. 정밀 계산과 반복 검증, 여러 차례의 설계 개선을 거쳐 마침내 플랫폼을 완성했습니다.
