[보고서] 탈탄소 친환경 초격차기술 현황과 스마트항만/사이버보안 R&D 분석

테크포럼은 ‘beyond technology’ 라는 캐치프레이즈를 모토로

국내/외 최신 기술 및 신성장 산업의 핵심 이슈와 동향을 분석하여 관련 업계 구성원들에게 정보와 소통의 장을 제공하고 있습니다.

기술 산업분야의 세미나, 컨퍼런스, 포럼을 기획/주최/주관 및 자료집/리포트 등을 제공 하고 있습니다.

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탈탄소 친환경 초격차기술 현황과 스마트항만/사이버보안 R&D 분석

​제조사: 지식산업정보원
규격: 626쪽 (A4, 서적, PDF)
ISBN: 9791158622695

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탈탄소 친환경 초격차기술 현황과 스마트항만/사이버보안 R&D 분석 : 테크포럼

 

 

 

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[ 보고서 소개 ]
 
2024년 ‘제81차 해양환경보호위원회(MEPC 81)’에서는 2027년부터 전 세계 모든 선박이 배출한 온실가스에 부담금을 부과하기로 결정한데 대한 대응방안을 논의하였다. 한국은 국제해사기구(IMO)의 회원국 중 하나로 IMO의 규약을 준수해야 한다. IMO의 탄소중립 목표에 맞물려 친환경 선박연료 전환이 국제 해운·항만업계의 핵심과제로 부상함에 따라, 항만의 친환경 선박연료 공급 역량은 항만 경쟁력을 결정짓는 핵심 요소로 자리 잡았다. 유럽연합(EU)은 2024년부터 해운업을 탄소 배출권 거래제도(EU-ETS)에 포함하고, 2025년부터는 해상연료의 친환경 전환을 위한 해운연료(FuelEU Maritime) 규제를 도입할 예정이다. 국내에서도 2030년까지 총 1조원 규모의 인프라 펀드를 조성해 친환경 선박연료 공급망 구축을 본격적으로 추진할 계획이다. 

자율운항 선박은 AI 등 첨단기술을 운항시스템에 접목해 선원의 의사결정을 지원하고 사람의 개입을 최소화하는 선박으로서, 2032년 기준 세계시장 규모가 1805억 달러에 달할 것으로 예상되는 유망 신산업이다. 특히 2025년에는 한국과 일본에서 동시에 상업 운항을 처음으로 시작하는데, 조선 강국인 한국과 해운에 강한 유럽·일본이 각자 주도권을 쥐려는 양상을 보인다. 국내에서는 세계 최초로 ‘자율운항 선박법’을 제정하고, 국내 기술 개발 및 실증 결과를 바탕으로 IMO의 자율운항 선박 국제 규정(MASS Code) 논의 등 국제 표준화를 주도할 계획이다.

한편, 기존 선박의 친환경 대체연료로의 전환과 함께 함정 및 항만의 디지털화와 네트워크 연결이 가속화되며, 증가하고 있는 사이버 위협에 대한 대비책 마련이 필요하다. IMO와 국제선급협회(IACS)를 비롯한 전 세계가 다양한 표준과 가이드라인을 발표하고 있다. 이에 대응할 수 있는 기술개발과 함께 표준화 주도권 확보가 매우 중요한 과제이며, 선박에 특화된 사이버보안 기술과 지식이 향후 경쟁력이 될 것으로 전망된다. 

이에 본원 R&D정보센터에서는 적극적인 친환경 선박연료 인프라 조성과 자율운항선박 및 사이버 보안의 발전에 도움이 되고자 「탈탄소 친환경 초격차기술 현황과 스마트항만/사이버보안 R&D분석」을 발간하였다. 1편에서는 탈탄소·무탄소의 친환경 기술이 융합한 K-조선 기술경쟁력, 2편에서는 고부가 미래선박과 디지털항만 기술사례와 사이버 위험관리 연구동향을 다루었다. 본서가 학계･연구기관 및 관련 산업분야 종사자 여러분들에게 다소나마 유익한 정보자료로 활용되기를 바라는 바입니다. 



[ 목 차 ]


제Ⅰ편 탈탄소·친환경 기술융합과 K-조선의 경쟁력 

제1장 탄소중립 이행을 위한 국제해운 시장의 대응방안
1. 국제해운·조선 Green Transition 동향과 탄소중립 목표
1) 조선·해운업 Green Transition 동향과 시사점
(1) Green Transition 동향
가. 온실가스 배출현황
나. 조선·해운업의 전환속도
(2) 주요 시장참여자의 동향
가. 해운정책(Policy)
나. 해운사
다. 항만·인프라
라. 조선사
마. 금융기관
(3) Green Transition 시사점
2) 국제해운부문의 2050 탄소중립 목표 설정과 향후 과제
(1) 국제해운부문의 2050 탄소중립 목표 설정
(2) EU의 해운부문 탄소배출 감축 노력
(3) 해운사의 탄소중립 노력
(4) 녹색회랑(Green Corridors) 구축 위한 국제협력
3) 2023 IMO 온실가스 전략이 국제해운에 미치는 포괄적 영향
(1) 2023 IMO 온실가스 전략의 함의
가. 서론
나. 비전
다. 의욕수준, 중간 점검 지표 및 적용원칙
라. 단기, 중기 및 장기 후보 온실가스 감축 조치 및 가능한 일정, 그리고 국가에 관한 영향
마. 장벽 및 지원 조치, 역량 강화, 기술협력 및 연구개발
바. 후속조치
(2) 국제해운의 포괄적 영향
(3) 시사점
4) 트럼프2.0 시대와 해운산업에 대한 영향
(1) 트럼프 2.0 시대
가. “보호무역”, “관세정책”, “화석연료”로 대변되는 트럼프 2.0
나. 트럼프 1기 관세 및 무역정책
(2) 트럼프 2기 무역 및 통상정책 분석
가. 보편적 관세 정책 및 보호무역주의
나. 상응 관세법(Reciprocal Tariff Act)
다. 미국-멕시코-캐나다 협정(USMCA) 개정
라. 리쇼어링과 미국 내 제조 촉진
(3) 에너지 정책과 환경 규제 영향
가. 에너지 정책 : 화석 연료 중심의 확대
나. 환경 규제 완화
다. 친환경 기술 도입 지연 가능성
(4) 종합 및 제언
가. 시나리오 1 : 트럼프 1기로 본 트럼프 2.0 해운산업 전망
나. 시나리오 2 : 트럼프 2.0을 맞는 중국의 대응과 해운산업 전망
2. 국제해운 탄소중립을 위한 녹색해운항로(Green Shipping Corridors) 구축
1) 녹색해운항로(Green Shipping Corridors) 현황 및 시사점
(1) 녹색해운항로 개념 및 도입배경
(2) 녹색해운항로 진행 및 대응 동향
(3) 친환경 선박 발주 동향
(4) 시사점
2) 국제해운 탄소중립을 위한 한미일 녹색해운항로 구축
(1) 연구 방법론
가. AIS 데이터 분석 방법
나. 한미일 녹색해운항로의 선정
(2) 이산화탄소 배출에 따른 한미일 녹색해운항로 분석
가. 부산항
A) 부산항 항계 내 이산화탄소 배출 현황
B) 부산항 컨테이너선 이산화탄소 배출 현황
C) 부산항 기준 추천 녹색해운항로
나. 인천항
A) 인천항 항계 내 이산화탄소 배출 현황
B) 인천항 컨테이너선 이산화탄소 배출 현황
C) 인천항 기준 추천 녹색해운항로
다. 광양항
A) 광양항 항계 내 이산화탄소 배출 현황
B) 광양항 컨테이너선 이산화탄소 배출 현황
C) 광양항 기준 추천 녹색해운항로
(3) 종합 결론
3) 다가오는 녹색해운항로 경쟁과 대응방안
(1) 다가오는 녹색해운항로 시대
(2) 향후 전망 및 금융권 대응 방안
3. 해운시장의 변화에 따른 미래 대응전략과 사례분석
1) 주요 글로벌 선사 미래 대응 전략
(1) 탈탄소 대응 전략
가. 머스크 라인
나. MSC    
다. CMA CGM
라. Hapag-Lloyd    
마. NYK    
A) 탈탄소화 대응 전략(Master Plan)
B) 탈탄소화 적용범위
C) 탈탄소화 실천 전략(Action Plan)
바. HMM
A) 탈탄소화 대응 전략(Master Plan)
B) 탈탄소화 실천 전략(Action Plan)
사. SM-Line
A) 탈탄소화 대응 전략(Master Plan)
B) 탈탄소화 실천 전략(Action Plan)
아. 기타 조사결과
(2) 디지털 전환 대응 전략    
가. 머스크 라인
나. CMA CGM
(3) 운임 변동성 대응 전략    
가. MSC    
나. HMM
(4) 공급망 재편 대응 전략
가. NYK    
나. HMM
(5) ESG 대응 전략
가. 머스크 라인
나. CMA CGM
2) 민간기업의 해양환경 분야 ESG 현황 및 사례
(1) 주요 기업의 해양환경 분야 ESG 현황
(2) 해양환경 분야 ESG 주요 사례 분석
가. 해변 정화
나. 생물다양성 보전 및 해양생태계 복원
A) 민관협력을 통한 갯벌 복원
B) 민관협력을 통한 바다숲 조성
C) 기업의 기술력을 활용한 바다숲 조성
다. 시민환경단체 지원
A) 해외기업의 국내 해양환경단체 지원
B) 국내 기업의 해외 해양환경단체 지원
C) 국내 기업의 국내 해양환경단체 지원
라. 해양폐기물을 활용한 자원순환체계 구축
A) 수산기업과 제조업 간 협력
B) 스타트업과 대기업 간 협력
C) 대기업 간 협력
3) 국내 해운산업의 미래 대응 전략
(1) 탈탄소 대응 전략
가. 친환경 선박의 보급 활성화
A) 메탄올 추진선박 보급 확대
B) 암모니아 및 수소 추진선박 보급 확대
C) 친환경 선박 전환 기금 마련
나. 친환경 연료의 벙커링 활성화
A) 그린 메탄올 벙커링 공급망 및 인프라 구축
B) 청정 암모니아와 청정 수소 벙커링 공급망 및 인프라 구축
(2) 디지털 전환 대응 전략
가. 해운업 플랫폼 비즈니스 투자
나. 디지털 전환 기술을 활용한 대체 연료 수송 기회 선점
다. 디지털 전환 인프라 역량 강화
(3) 운임 변동성 대응 전략
가. 유연한 선복량 조정 지원
A) 친환경 선박 건조 보조금 확대
B) 정책금융기관 S&LB 활성화
나. 3국 간 무역 활성화
(4) 글로벌 공급망 재편 대응 전략
가. 리쇼어링(Re-shoring) 및 니어쇼어링(Near-shoring) 활성화
나. Scope 3 실천 강화
(5) ESG 대응 전략
가. ESG 경영체계 수립
나. ESG 거버넌스 구성
다. 재무 및 비재무 정보 통합 보고서 발간


제2장 국내외 친환경선박 운용 현황 및 지원 사업
1. 친환경선박 현황 및 연료 변화 전망
1)　강화되고 있는 선박 환경 규제
(1) 선박 배기가스에 대한 환경 규제 강화 추세 
(2) 선박 배기가스 환경 규제 본격화
(3) IMO가 진행하고 있는 선박 온실가스 저감 관련 규제 : EEDI, EEXI, CII
가. EEDI, 에너지효율설계지수
나. EEXI, 현존선에너지효율지수
다. CII, 선박탄소집약지수
2) 선사 규모별 친환경선박 보유 현황
3) 글로벌 친환경선박 시장 동향
(1) 코로나19 계기로 친환경선박 발주 증가
(2) 코로나19 이후의 선박 발주 동향 및 선가
(3) 친환경 선박 발주 현황    
4) 글로벌 선사의 친환경선박 확보 전략
(1) 전 세계 친환경선박 발주 현황
(2) 주요 선사별 친환경선박 발주 전략
5) 대체연료별 친환경선박 운항 및 전망
(1) 가스(LNG·LPG) 추진 선박
(2) 메탄올 추진 선박
(3) 암모니아 추진 선박
(4) 기타 논의 중인 선박
(5) 친환경 선박을 위한 재생 에너지 활용
가. 풍력(Wind)
나. 태양광 발전
다. 바이오 연료
A) 액체 바이오 연료
B) 바이오 가스
라. 파력 에너지
마. 배터리 및 Super capacity
6) 선박 친환경 대체연료 수요 및 공급 전망
(1) LNG
(2) 메탄올
(3) 바이오디젤
(4) 암모니아
(5) 수소
7) 선박 친환경 대체연료 가격 경쟁력
8) 선박 친환경 대체연료 도입 전망 및 점유율
2. 친환경선박 지원사업과 표준화/인증제도/안전규제 현황
1) 안전 규제 프레임워크 개발
(1) 제108차 해사안전위원회(Maritime Safety Committee) 안전 규제 프레임워크 개발 착수
(2) MSC 108에서 신기술과 대체 연료 관련 기타 논의 사항
(3) 저인화점 연료에 대한 현행 규칙
가. IGC Codep
나. IGF Code
다. 저인화점 연료에 대한 규칙의 한계점
2) 국내 친환경선박 지원사업
(1) 한국형 친환경선박(Greenship-K) 보급시행계획
가. 연료공급 인프라 확충
A) LNG 선박연료 공급 확대
B) 무탄소연료 공급 인프라 구축
나. 친환경선박 보급 촉진
A) 외항선 친환경선박 건조 보조금 지원
B) 외항선 친환경 운항 컨설팅 지원
C) 외항선 친환경 설비 장착 이자비용 지원
(2) 공공기관 등의 친환경선박 지원사업
가. 한국해양진흥공사의 친환경선박 지원사업
A) 친환경선박 원스톱(One-Stop) 지원체계
B) 우수 선화주 인증제도
나. 한국해양교통안전공단의 친환경선박 지원사업
A) 친환경선박 인증제도
B) 2024년 친환경선박 보급지원사업
다. 한국해사협력센터의 CII 등급 개선 컨설팅 지원사업
3) 친환경선박 국가인증제도의 운용현황 비교
(1) 친환경선박 인증제도
(2) 일본 내항선 에너지절약등급제도
(3) CII를 고려한 한국과 일본의 국가인증제도의 유효성 검토
(4) 제언
4) 국내 친환경 선박분야 ISO 국제표준 활동
(1) ISO/TC8/SC3(선박용 배관 및 기계류) 기술분과위원회 총회
(2) ISO/TC8/SC3(선박용 배관 및 기계류) 우리나라 활동 현황
5) 친환경연료 선박의 가스누출 피해저감을 위한 연구
(1) 연구 배경
(2) 문헌 연구
가. 벙커링 일반 사항
나. 산업 적용 현황
다. 주요 선급 가이드라인
라. 선행 연구
(3) 안전관리구역 설정 절차
가. 일반 사항
나. 수학적 모델
다. 시뮬레이션 모델
라. 결과 및 분석
(4) 결론 및 향후 과제


제3장 대체연료 도입 선박의 핵심 기술과 실증 연구
1. LNG 선박의 탄소중립과 주요동향
1) LNG 특성 및 친환경성
(1) 특성
(2) 친환경성
2) LNG 수요·공급 및 가격경쟁력
(1) 수요 및 공급
(2) 가격 경쟁력
3) 대체연료 선박 및 벙커링 기술
4) LNG 추진선의 특징과 발주 현황
(1) LNG 벙커링
5) 해운부문 LNG의 문제점
(1) 환경적 문제 
(2) 시장성 문제
가. 국내 벙커링 시장 규모 한계
6) 친환경 선박연료 공급망 구축방안
7) 시사점 및 제언
(1) 친환경선박법에서 LNG, CNG, LPG의 퇴출 시기 구체화
(2) 재생에너지 지원 정책 증가로 재생에너지 기반 선박연료 확충
(3) 무탄소 연료에 대한 투자 및 개발 지원 확대
2. 메탄올 선박의 탄소중립과 주요동향
1) 선박 연료로서의 메탄올 특성과 고려사항
(1) 블루 메탄올과 그린 메탄올
(2) 메탄올 엔진 및 벙커링
(3) 메탄올의 위험 요인 및 안전
(4) 메탄올 경제성
2) 메탄올 특성 및 친환경성
(1) 특성
(2) 친환경성
3) LNG 수요·공급 및 가격경쟁력
(1) 수요 및 공급
가. e-메탄올
나. 바이오메탄올
(2) 가격 경쟁력
4) 대체연료 선박 및 벙커링 기술
5) 울산항 그린메탄올, 바이오디젤 선박연료 공급
3. 바이오연료 선박의 탄소중립과 주요동향
1) 선박 대체연료로서의 바이오 연료 특성과 고려사항
(1) 선박 대체연료에서의 바이오 연료 역할
(2) 바이오 연료의 종류 및 구분
가. FAME(Fatty Acid Methyl Esters)
나. HVO(Hydrotreated Vegetable Oils)
(3) 급속 열분해 바이오 오일(FP Bio-oil)과 열수 액화 바이오 오일(HTL Bio-oil)
(4) 바이오 연료의 사용 고려사항
가. 미생물 성장 억제
나. 산화 안정성 확보
다. 적정 온도 제어
라. 부품·재료 호환성
(5) 바이오 연료 생산량, 가격 및 벙커링
(6) 규정 고려사항
2) 대체연료 선박 및 벙커링 기술
3) 국내 바이오연료 생산 및 공급 동향
(1) 바이오연료 생산
가. 바이오디젤
나. 바이오중유
다. 바이오가스
라. 바이오연료 공급 생산기업 현황
(2) 바이오선박유 공급
4) 바이오선박유 관련 지침
(1) 국제해사기구(IMO)
가. 선박연료 전과정 온실가스(GHG) 집약도에 관한 지침
나. 바이오선박유 사용 관련 국제협약 내용
A) 선박 연료유 수급 시 적용되는 국제협약 요건
B) 선박 연료유의 이용가능성과 품질
C) 바이오연료 및 합성연료에 대한 18.3 규칙의 적용
다. GHG 규제하의 바이오연료 사용에 대한 임시지침
라. 바이오연료와 MARPOL 부속서 I의 혼합유 운송에 대한 지침
(2) 국제 지속가능성 및 탄소 인증(ISCC)
(3) 지속가능한 바이오물질 협의회(RSB)
(4) 유럽연합(EU)
가. RED(Renewable Energy Directive)
4. 암모니아 선박의 탄소중립과 주요동향
1) 선박연료로서 암모니아의 현황 및 전망
(1) 암모니아 연료
가. 연소 특성
나. 연료 저장
다. 독성
(2) 암모니아 규정개발 현황
가. 안전규정
나. 환경규제
(3) 암모니아 연료 추진 엔진 개발 현황
가. MAN Energy Solutions 
나. Wartsila 
다. 현대중공업그룹
라. STX 엔진
마. WinGD
바. J-ENG
사. 암모니아 독성 완화 시스템
(4) 암모니아 연료 탱크
가. 암모니아 연료 탱크의 설계 특징 
나. 암모니아 연료 탱크의 배치 특성 
(5) 암모니아 연료공급시스템(MAN ES - 2행정 이중 연료 엔진)
가. 암모니아 연료공급시스템의 구성
나. 암모니아 연료공급시스템의 작동 원리
(6) 암모니아 수요·공급 및 가격경쟁력
가. 수요 및 공급
나. 가격 경쟁력
(7) 암모니아 연료 공급 인프라
2) 암모니아 생산/벙커링 현황
(1) 청정 암모니아의 정의
(2) 청정 암모니아 대표 프로젝트 현황
가. 그린 암모니아 프로젝트
나. 블루 암모니아 프로젝트
다. 청정 암모니아 생산 향후 전망
(3) 암모니아 물류 및 벙커링
3) 수소 운반 수단으로서의 암모니아
(1) 주요 수요 지역과 공급 지역의 불일치
(2) 수소 운반 수단으로서 암모니아의 장점
(3) 대량 생산이 가능한 암모니아
5. 수소 선박의 탄소중립과 주요동향
1) 수소 특성 및 친환경성
(1) 특성
(2) 친환경성
2) 수소 수요·공급 및 가격경쟁력
(1) 수요 및 공급
가. 그린수소
나. 재생가능한 전력
(2) 가격 경쟁력
3) 대체연료 선박 및 벙커링 기술
4) 수소추진선박 실증사례 및 선박용 연료전지 성능 예측 연구
(1) 소형 수소추진선박 기술 개발 및 실증
가. 연구 배경
나. 기술 개발 개요
다. 기술 개발의 범위
A) 40인승 350kW급 수소추진선박의 설계, 해석, 건조단계의 엔지니어링 및 실증기술 개발
B) LBTS 및 수소추진선박의 모의 단계 및 디지털 트윈 개발
C) LBTS를 활용한 연료전지 기반의 전기 추진 시스템에 대한 기술 개발
D) 40인승 수소추진선박의 경제성 분석 및 네트워크 강화
라. 결과 및 고찰
A) 기술 개발 활용 방안
B) 기술 개발 기대 효과
마. 결론
(2) 선박용 연료전지 성능 예측 방법에 관한 고찰
가. 서론
나. 연료전지 성능 예측 기술
A) 자료 수집과 분석
B) 모델 구축
C) 예측 정확도 향상
D) 실제 적용 및 한계 분석
다. 선박용 연료전지 성능 예측 기술
A) 연료전지별 성능 예측 기술 특징
B) 선박용 PEMFC 성능 예측 모델
C) 선박용 SOFC 성능 예측 모델
D) 선박용 PEMFC와 SOFC 성능 예측 차이
5) 액체수소 운송선의 핵심기술 동향
(1) 액체수소 운송선의 핵심기술
(2) LNG 운송선과의 차이점
(3) 액체수소 운송선의 주요 기술
가. 화물창 설계 
나. 벙커링 시스템
다. Boil-off Gas 처리 시스템
(4) IMO 규정
(5) 결론
6) 액화수소 운반선 초격차 선도 전략
(1) 추진 배경
가. 수소경제가 성장하고, 대규모 수소 운송 수요 확대 전망
나. 세계 최고 조선업 경쟁력을 바탕으로 액화수소 운반선 신시장 선도
(2) 국내외 액화수소 운반선 기술 동향
가. 영하 253℃ 액화수소를 안전하게 이송하는 초고난도 조선 기술
나. 국내외 모두 민관 합동으로 운반선 핵심기술 확보 추진 중
(3) 주요 추진과제
가. 핵심 소부장 원천기술 확보
A) 저장·추진·극저온 기자재 핵심기술 확보
B) 민관합동 기술개발 추진체계 구축 : LH2C Tech 협의회 신설
나. 액화수소 운반선 실증·대형화
A) 실증 선박(2k급) 건조 및 통합 실증
B) 액화수소 운반선 대형화
다. 민·관 협업 지원 체계 구축
A) 국내외 액화수소 운반선 활성화를 위한 법제도 인프라 정비
B) 민관합동 범부처 추진체계 구축
C) 해외 수소 도입을 위한 글로벌 협력 체계 구축


제4장 청정에너지·탈탄소를 위한 차세대 선박 기술현황
1. 친환경 전기 선박(Electric ships) 현황과 향후 전망
1) 전기 선박의 기술 현황과 전망
(1) 서론
(2) 환경 정책의 변화
가. 국제해사기구(IMO)의 정책
A) 질소산화물 규제
B) 황산화물 규제
C) 이산화탄소 규제
나. 국내 연안 대기오염 현황
(3) 전기 선박의 경제성
가. 경제적 효율성
나. 경제성 비교
A) 선박 가격 비교
B) 기계식 선박과 전기선박의 전력 사용량 비교
(4) 전기 선박의 현황
가. Ampere
나. Yara Birkeland
다. Zhongtian Dianyun 001
라. e5 tanker
(5) 전기 선박의 전망
가. 상용화를 위한 계획
A) 국내 상용화를 위한 계획
B) 해외 국가들의 향후 계획
나. 전기 선박 기술력 전망
A) 엔진 기술 - DC 전기 추진시스템
B) 배터리 기술
C) 육상전력공급장치(AMP : Alternative Maritime Power)
D) 자율주행 선박    
(6) 결론
2) 전기 선박 시장동향 및 업체현황
(1) 전기 선박 시장의 개요
(2) 시장 동향
가. 시장 규모 및 전망
나. 경쟁 현황
3) 전기복합 추진어선의 안전기준 개발에 관한 연구
(1) 연구 배경
(2) 기술 및 기준개발 동향
가. 선박 전동화 기술개발 동향
A) 해외 전기추진선박 개발사례
B) 국내 전기추진선박 개발사례
나. 국내 기준개발 동향
(3) 전기복합 추진어선의 안전 기준
가. 국내외 법령에서의 설비기준 현황
나. 전기복합 추진어선 기준안 개발 및 마련 방향
다. 전기추진어선의 설비기준(안) 마련
A) 전기추진 설비의 어선용품으로의 형식승인
B) 개정(안) 명칭변경 및 용어 정의
C) 어선에 맞는 적용범위, 설비 등 반영
D) 전기추진어선의 설비기준 마련
(4) 결론
4) 선박용 ESS 시장동향 및 전망
(1) 선박용 ESS 시장의 개요
(2) 시장 규모 및 전망
가. 시장 규모
나. 경쟁 현황
(3) 시사점
가. 시장 진출 전략
나. 기술적 차별화 전략 
다. 환경이슈 대응 전략
라. 공동 R&D 전략
2. 풍력추진선박의 동향 및 전망
1) 풍력선박의 현황
2) 사용자 입장과 풍력보조추진선(WASP ship)의 예
3) 시사점
3. 선상 탄소포집 및 저장 기술동향과 특허 분석
1) 선상 탄소포집 및 저장 기술 동향과 전망
(1) 탄소포집, 활용 및 저장(CCS)의 개념
(2) 선상 탄소 포집 및 저장(OCCS)
(3) OCCS 프로젝트 현황
(4) OCCS의 도전과제
(5) 결론
2) CO₂ 운반선 기술개발의 필요성
3) 선박의 탄소 포집, 저장, 활용 기술의 특허 동향 분석
(1) 연구 배경
(2) 선박 CCUS 기술
(3) 국내외 선박 CCUS 기술 동향
(4) 연구 목적
(5) 연구 방법
가. 유효특허 추출 및 분류
나. 기술분류표
(6) 분석결과
가. 국가별 특허 출원 동향
나. 출원인별 특허 출원 현황
다. 기술별 특허 출원 동향
(7) 핵심특허 기술 분석
가. 핵심특허 선정
나. 핵심특허 분석
A) 포집
B) 저장
C) 운송
(8) 결론
4. 원자력 추진선 개발 현황과 해양 방사능 방재 대응 방안
1) 서론
2) 상업용 원자력 추진선
3) 차세대 선박용 원자로 연구 현황
(1) 안전성 향상
(2) 소형 모듈 구현
4) 차세대 원자로 추진선 개발 시 고려사항
(1) 안전성
가. 안전성 평가
나. 방사선 차폐 시스템
(2) 경제성 분석
(3) 규제 및 사회적 수용성
가. 원자력 추진선 관련 규제
나. 대중 인식
(4) 사용 후 핵연료 처리
(5) 차세대 원자력 추진선 해기사양성
5) 해양 및 선박 방사능 방재 대응 방안
(1) 방사능 방재의 법적 대책
(2) 방사능 방재의 기술적 대책
6) 결론
5. 선박 에너지 효율 향상기술의 최신 동향
1) 배경
2) 에너지 효율 향상 기술
(1) 선체 저항 감소
가. 선형 최적화
나. 마찰저항 감소
다. 공기저항 감소 
라. 와류 발생장치(Vortex Generator)
(2) 추진기 효율 향상(Energy Saving Device)
가. 프로펠러 앞
나. 프로펠러
다. 프로펠러 뒤
(3) 운항 최적화
가. 최적 트림(Trim optimization)
나. 최적 항로(Route optimization)
다. 최적 선속(Speed optimization)
(4) 추진 보조 장치
(5) 엔진의 효율 향상
3) 결론



제Ⅱ편 스마트 선박·항만과 사이버 위험관리 R&D

제1장 자율운항선박/무인선박 연구 동향과 고도화 방안
1. 고부가 미래선박 표준화와 자율운항선박 고도화
1) K-조선의 초격차 확보를 견인하는 고부가 미래선박 표준화
(1) 고부가 미래선박 표준화 포럼 구성
(2) 고부가 미래선박 표준화 로드맵
가. 추진 필요성
나. 산업 및 표준화 동향
다. 표준화 추진 목표
라. 주요 추진 방향
2) IMO/ISO/IEC, 자율운항선박코드(MASS Code) 국제표준
(1) IMO/ISO/IEC, 자율운항선박코드(MASS Code) 국제표준 제정 작업 본격화
(2) MSC 108차, 자율운항선박 IMO 중장기 작업계획 수정 및 구체화
(3) 자율운항선박의 안전한 운용을 위한 제도 기반 조성 - MASS Code(안)
2. 자율운항선박/차세대 무인선박기술 개발 주요동향
1) 자율운항기술
(1) 자율운항선박 정의와 범위
(2) 자율운항기술
가. 개념
나. 기술의 등장 배경
(3) 주요 핵심기술
가. 상황인식기술
나. 자율항해기술
다. 기관자동화기술
(4) 완전 무인선박기술 개발의 방향성
가. 운용 영역 확장을 고려한 무인화기술 개발
나. 항해 안전 보장과 검증
2) 자율운항선박 연구개발 및 실증 동향
(1) 유럽
가. 자율운항선박 연구 프로젝트
A) MUNIN
B) Revolt
C) AAWA
D) Svitzer Hermod
E) Yara Birkeland
F) SVAN
G) AUTOSHIP
H) MOSES
I) AEGIS
J) ASKO
K) EU-AutoShip EU 프로젝트
L) 핀란드-ONE SEA 프로젝트
나. 유럽의 자율운항선박 테스트베드
A) 노르웨이 Trondheimsfjorden
B) 핀란드 Jaakonmeri
C) 영국 UK Centre of Autonomy 
다. 노르웨이(콩스버그)
라. 영국(롤스로이스)
(2) 일본
(3) 싱가포르
(4) 중국
(5) 우리나라
가. 국내 자율운항선박 산업현황
나. KASS 프로젝트 및 자율운항선박 실증
다. 민관 합동 한국형 자율운항선박 실증
3) 스마트 선박 지능형 시스템 기술개발 플레이어 동향
(1) 중소형 선박 지능형 전자항해 시스템
가. 해외 기업
나. 국내 기업
A) 삼영이엔씨
B) 산엔지니어링
C) 이마린
D) 마린웍스
다. 국내 연구개발 기관
(2) 선박 안전운항 지원 서비스 플랫폼
가. 해외 기업
나. 국내 기업
다. 국내 연구개발 기관
4) 중대형 무인수상정 개발동향 및 발전방향
(1) 서론
(2) 중대형 무인수상정 국외 개발동향
가. 미국
A) Sea Hunter
B) MUSV(Medium USV)
C) LUSV(Large USV)
나. 유럽
A) Omega
B) Sterenn Du
C) M-SASV(Medium size Semi-Autonomous Surface Vehicle)
다. 중국
A) 200톤 급 USV
(3) 중대형 무인수상정 개발을 위한 국내 기술 발전방향
가. 중대형 무인수상정 선체·선형
나. 무인수상정 통합제어 및 공통 아키텍처
다. 무인수상정 자율 시스템 고도화    
라. 무인수상정 무장 탑재·운용
(4) 결론
5) 자율운항선박/무인선박 법 제도 현황
(1) 국제 협약 및 법규 동향
가. 미래 모빌리티 국제해사기구의 국제협약 개발
나. 일본 입법 동향
다. 중국 입법 동향
라. 유럽연합 입법 동향
마. 벨기에 입법 동향
바. 핀란드 입법 동향
사. 노르웨이 입법 동향
(2) 국내 입법 동향
3. 자율운항선박 도입에 따른 선박교통관제 업무변화 연구
1) 연구 배경
2) 해상교통안전 측면 자율운항선박 기술 동향
(1) 자율운항선박 육상원격제어
(2) 자율운항선박 안전 운항 지원
3) 자율운항선박 대응 선박교통관제 업무요소 도출
(1) 선박교통관제 업무
(2) 국제항로표지협회 자율운항선박 관제 대응 방안
(3) AHP 기법을 활용한 자율운항선박 관제 우선순위 설정
가. 계층 분석적 의사결정(AHP)
나. AHP 모델링 및 분석 결과
4) 자율운항선박 관제 주요 업무 방안
5) 결론


제2장 국내외 스마트항만 현황과 탈탄소 전환에 관한 연구
1. 스마트 항만 현황과 미래 항만 전망
1) 스마트 항만 산업 주요동향
(1) 기술의 정의 및 범위
(2) 기술･산업동향
가. 글로벌 기술･산업 동향
A) 글로벌 항만 자동화 효과 분석 및 규모 전망
B) 안벽&야드 크레인 동향
C) 이송장비 동향    
D) HW 분야 시장전망
E) 항만운영 SYSTEM 동향
F) 항만운영 SYSTEM 분야 시장전망
나. 국내 기술･산업 동향
(3) 정책동향
가. 글로벌 정책 동향
A) EU
B) 싱가포르
C) 중국
나. 국내 정책 동향
2) 해상-항만-육상물류 연계 기반 스마트항만 현황
(1) 물류 연계 기반 스마트항만
(2) 국내외 물류 연계 스마트항만 현황 및 사례
가. 네덜란드 로테르담항
나. 싱가포르 싱가포르항
다. 독일 함부르크항
라. 미국 로스앤젤레스항
마. 우리나라 항만
(3) 물류 연계 기반 국내 스마트항만 구축 문제점
가. 해상-항만물류 연계
나. 항만-육상물류 연계
2. 항만의 탈탄소화 전환 연구
1) 항만의 탈탄소화에 관한 문헌 검토
(1) 항만 탈탄소화의 개념
(2) 항만 탈탄소화에 관한 기존 연구
2) 항만의 탈탄소화의 장애요인과 해결방안
(1) 항만 탈탄소화의 장애요인
가. 경제적 요인
나. 행위적 장애요인
다. 조직적 장애요인
라. 제도적 장애요인
마. 기술적 장애요인
바. 시간적 장애요인
사. 관리적 장애요인
(2) 항만 탈탄소화의 해결방안
3) 세계 주요 항만과 국내항만의 탈탄소화
(1) 세계 주요 항만의 탈탄소화 사례
(2) 국내 항만의 탈탄소화 수준 평가
4) 결론


제3장 해상·선박·함정 무기체계 사이버 위기와 보안 동향
1. 해상·해운 사이버 위험과 사이버 보안 공격 실태와 대응
1) 해상·해운 사이버 위험의 현황
(1) 선박운항 시스템의 발전
(2) 해상 사이버 공격의 유형
가. 표적 공격의 유형
나. 비표적 공격의 유형
(3) 해운 사이버 공격 패턴    
가. 렌섬웨어 공격(Ransomware)
나. 해킹(Hacking)
다. 멀웨어(Malware)
라. 스푸핑(Spoofing)
마. 분산 서비스 거부(DDoS) 공격
바. 고잉 다크공격(Going dark attack)
사. 재밍공격(Jamming)
(4) 선박 사이버 보안의 취약 분야
(5) 해상 사이버 공격 사례
가. 해외
나. 국내
2) 해상 사이버 위험에 대한 국내외적 대응
(1) 국제적 대응
가. 국제해사기구
나. 발틱국제해운협의회
다. 국제선급연합회(IACS)
라. 유럽 정보 보호 전문 기관(ENISA)
마. 그 이외의 주요 단체
(2) 국내적 대응
가. 한국 선급(Korean Register)
나. 선박안전법
다. 국제항해선박 및 항만시설의 보안에 관한 법률
라. 선원법
마. 해사 사이버안전 관리지침
3) 해상보안 강화 및 관리를 위한 국제기준 강화
(1) 제108차 해사안전위원회(MSC), 해상 사이버 위험 관리 지침 개정
가. 위험 평가 및 사이버 복원력 측면을 강조하는 방향으로 개정
나. 디지털 기술 활용에 따른 사이버보안 인식 강화 및 훈련 확대 필요성 제기
다. 해상 사이버 보안 강화를 위한 관리(Govern) 요소 추가
(2) 해상 사이버 위험관리 및 보안 강화 필요성 점차 확대·강화 중
가. 효과적인 사이버 위험관리를 지원하기 위한 IMO의 사이버 위험관리 지침
나. 산업계 및 국제표준으로 적용되는 해상 사이버 위험관리 지침의 모범사례 제공
(3) 2024 한국해사주간 기간 중, 제3차 해사 사이버안전 전문가 포럼 개최
(4) 국제사회에서의 해상 사이버 보안 관련 최근 논의사항
가. 국제항로표지협회(IALA) 자체 사이버보안 가이드라인 개발 중
나. “정보기술-보안기술-정보보안 관리시스템-요구사항”에 대한 표준 마련
다. 국제선급협회(IACS), 사이버복원력 위한 공통규칙 선박에 적용
(5) IMO, 해사산업 사이버 보안 강화를 위한 내부자 위협 툴킷 출시
가. IMO, 진화하는 내부자 위협 대응을 위한 새로운 툴킷(Toolkit) 출시
나. 해상 사이버 위험에 대한 ‘One-UN’ 접근 방식이 중요함을 강조
(6) 사이버 보안 위험사고 증가에 따른 국제적·일관적 사이버 보안 체계 필요
가. 해양 장비의 디지털화 등으로 해상 사이버 보안 위험사고 증가 중
나. 선박의 디지털화 및 첨단화에 따른 해상 사이버 위험으로부터 보안 필요
다. 사이버 안전을 확보할 국제적 해상 사이버 보안 표준 필요
라. 동시에 항만 시설과 상호연결 되는 일관적인 사이버 보안 체계 마련 필요
2. 스마트선박 사이버보안 위협과 사이버 복원력 연구 동향
1) 스마트 선박 사이버보안 위협과 대응 연구
(1) 관련 연구
(2) 스마트 선박 사이버보안 추진과 대응 방안
가. 추진현황
나. 위협과 대응 방안
(3) 결론
2) 자율 운항선박의 잠재적 사이버 위협과 보안
(1) 자율 운항 선박 사이버 위협
가. 선박 시스템의 사이버 위협
나. 인공지능의 사이버 위협
다. 자율 운항 선박의 인공지능 기술 사이버 공격 시나리오
A) Ship Dataset Poisoning Attack
B) Situation Awareness/Detection Evasion Attack
C) Ship Sensor Data Attack
(2) 자율 운항 선박 사이버 위협대응방안
3) 해양선박 대상 사이버 복원력 연구 동향
(1) 서론
(2) SAN(Ship Area Network)
가. 선박 대 지상 네트워크(Ship-to-Shore Network)
나. 선박 제어 네트워크(Shipboard Control Network)
다. 로컬 제어 네트워크(Local Control Network)
라. 센서/액추에이터 네트워크(Sensor/Actuator Network)
(3) 사이버 복원력
(4) 해양선박 대상 사이버 복원력 연구 동향
가. All-Round
A) 식별(Identify)
B) 보호(Protect)
C) 탐지(Detect)
D) 대응(Respond)
E) 복구(Recover)
나. GNSS
A) 탐지(Detect)
B) 대응(Respond)
C) 복구(Recover)
다. 선박 정보 시스템(SIS)    
A) 식별(Identify)
B) 보호(Protect)
C) 탐지(Detect)
D) 대응(Respond)
E) 복구(Recover)    
라. PLC
A) 탐지(Detect)
B) 대응(Respond)
C) 복구(Recover)
(5) 결론
4) UR E26과 사이버보안 프레임워크 및 사이버 복원력 시스템의 비교 분석
(1) 연구 설계
가. IACS UR E26 분석
나. 프레임워크 비교 분석
(2) 연구 결과
가. IACS UR E26 요소의 상대적 중요도 분석 결과
나. NIST CSF와 E26 비교
다. NIST CRS와 E26 비교
라. 종합 분석
마. IACS UR E26의 발전을 위한 제언
3. 함정 무기체계 개발과 보안 방안 연구동향
1) 함정 체계통합 개발동향 및 발전방향
(1) 함정 체계통합 개요
(2) 국외 함정 체계통합 개발동향
가. 미국
나. 영국
다. 독일
라. 일본
마. 프랑스
바. 이탈리아
사. 스페인
아. 캐나다
(3) 국내 함정 체계통합 개발동향
(4) 함정 체계통합 발전방향
2) 함정 무기체계 연구개발 단계 품질관리 요소 도출 연구
(1) 서론
(2) 연구개발 단계 품질요소 관련 연구
가. 연구개발 단계 정의
나. 민수분야 연구개발 단계 품질요소
A) 개발과정 요구사항 연계성 충족
B) 진화적 요구사항 충족
C) 제품 또는 서비스의 본연적 성질 충족
(3) 함정 무기체계 연구개발 단계 품질관리 요소
가. 군 요구사항 연계성 충족
나. 제한적인 진화적 요구사항 충족
다. 함정 무기체계의 본연적 성질 충족
라. 시범 대상사업 실증사례 분석
마. 연구개발 단계 품질관리 요소 발전방향
(4) 결론
3) 무기체계 개발을 위한 한국형 국방 RMF 구축 방안
(1) 서론
(2) 관련 연구
가. RMF와 관련된 표준
나. RMF와 관련된 민간 영역 동향
다. RMF와 관련된 국내 동향
(3) RMF의 개요
(4) 국방용 RMF 구축 방안
가. 위협 모델링 개요
나. 무기체계에 대한 보안 통제항목 도출 방법
A) 위협 모델링 수행
B) 보안 통제항목 선정 및 보완 단계
다. 보안 통제항목 가공(tailoring) 단계
라. 보안 통제항목 구현 단계
(5) 국방용 RMF 구축 방안의 효과 검증
가. 함정 전투체계 아키텍처 대상 위협 모델링
A) 시스템 모델 및 자산 식별
B) 공격 라이브러리 수집
C) 잠재 위협 분석
D) 공격 시나리오 분석
E) 위험도 분석
F) 보안 요구사항 도출
나. 보안 통제항목 선정 및 보완
다. 보안 통제항목 가공
라. 국내 가이드 문서와의 연관성 검토
(6) 결론
4) 암호화 및 유효성을 적용한 함정 전투체계 응용 소프트웨어 설치 방안
(1) 연구 배경
(2) 제안된 방법
가. 프로그램 목적
나. 프로그램 구성
A) Login
B) main
C) Installer_js
D) Installer_py
E) CheckSumDiff
F) GetChecksumLocal
G) InstallAll
(3) 평가 
가. Validity Test
나. Data Alteration Test
다. 설치 평가
(4) 결론

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탈탄소 친환경 초격차기술 현황과 스마트항만/사이버보안 R&D 분석 : 테크포럼

 

 

 

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