Recently, Regulations on ships exhaust gas are being strengthened. Nations around the world are trying to various efforts in many aspects to decrease ship emission gas. As part of these efforts, the shipping industry is working towards establishing green system that reduce the emission gas emitted in port. In this study we measured exhaust emission gases such as by fuel change using A-Ra Training Ship in Port. When sailing, we found that was 3.6% to 6.6% higher when using LRFO compared to using MGO, and during departure and arrival, the load changes were significant. As a result, was on average 29.8% higher and was 42% higher during departure, while was on average 19.5% higher and was 17.4% higher during arrival, with almost no difference in the other components.

A membrane contactor technique is proposed to selectively remove the SO2 gas from the ship exhaust gas. Membrane contactor system operates with two independent streams of liquid and gaseous phase, with a large contact area between the streams, resulting in high mass transfer coefficient values. In this study, hydrophobic polypropylene substrate was used to greatly minimize the wetting of the membranes. The performance of three absorbents -distilled water, NaOH, and Na2SO3 aqueous solution- was investigated in terms of SO2 removal efficiency within a specific range of different parameters (gas flow rate, absorbent molarities, liquid flow rate, L/G ratio). Finally, optimum operating parameters for a high SO2 removal efficiency were suggested; and the overall mass transfer coefficient and HTU values were examined.

해상에서는 UN산하 IMO(International Maritime Organization, 국제해사기구)는 선박에서 배출하는 CO₂량을 2030년까지 30 %까지 줄이는 것을 목표로 설정하고 있다. 본 연구는 이러한 상황에 대응하고 친환경기술의 개발을 목표로 선박용 내연기관에서의 폐열을 이용하는 열전발전시스템 개발에 최종목표를 두고, 본 논문에서는 선박용 열전발전시스템 개발에 앞서 기초 열해석을 실시하고 분석하였다. 그 결과 다음과 같은 열전발전시스템의 효율향상에 관한 유효한 방법을 얻어 낼 수 있었다. 1) 고온측 열원과 모듈간 온도차를 줄여 모듈의 온도차를 늘리는 것으로 열전발전시스템의 효율이 8.917 %로 향상되는 것을 알 수 있었다. 2) 외부부하저항의 변화에 따른 시스템 효율은 약 6 %로 그 변화폭이 크게 발생하지 않는 것을 확인할 수 있었다. 3) 동일 계산 조건에서 방형관의 재질이 스테인레스인 경우의 시스템 효율이 8.707 %로 두랄루민(8.605 %), 동(8.607 %)보다 높을 것을 확인할 수 있었다.

본 연구에서는 국제해사기구(IMO)의 뜨거운 관심분야로 부상되고 있는 선박기인 입자상물질(PM)과 오염물질 배출에 관하여 한국해양대학교 실습선 한바다호를 이용하여 계측하였다. 특히, PM은 TEM 그리드를 이용해 채취하고 전자현미경으로 구조를 파악하였으며, NOx, CO₂, CO 등의 배기가스는 연소가스분석기(PG-250A, HORIBA)를 이용해 측정하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1) 선박이 항구에서 출항할 때, Bunker Change로 인한 PM 배출량은 최대 30 % 정도 차이가 있었다. 2) 정속 운항을 하면서 Bunker-A에서 L.R.F.O(3 %)로 변경할 때 측정한 PM 배출량은 1.34㎎/㎥, L.R.F.O(3 %)로 고정해 측정한 PM 배출량은 1.19㎎/㎥, L.R.F.O(3 %)만 사용하며 주기관 회전수를 20 % 증가시키면서 계측한 PM 배출량은 1.40㎎/㎥이었다. 또한, 저질유(L.R.F.O(3 %))로 변경시 CO 농도는 약 16 % 증가하는데 비해 RPM을 20 % 상승시킨 경우에는 152 % 이상 급격한 증가를 보였다. 이러한 결과로부터 배기가스 배출의 증가는 연료유종의 영향도 있으나, RPM의 변화에 민감하다는 것을 알 수 있었다. 3) TEM 그리드로 채취한 PM은 약 4~10㎛ 정도의 다양한 입경을 가지는 다공질 응집체 형상의 구조인 것으로 확인하였다.

본 연구에서는 한국해양대학교 실습선 한바다를 이용하여 선박의 입․출항 및 약 150 rpm의 정속 운항 할 때 주기관에서 배출되는 배기가스를 실시간 계측하였다. 실측 결과 질소산화물의 농도는 정속 운항시 800 ppm 에서 1,000 ppm 사이인데 반해, 입․출항시에는 210 ppm 에서 1,230 ppm 까지 큰 범위에서 값이 변화하였다. 일산화탄소의 농도 역시 정속운항 상태 보다 입․출항시 측정값의 변화가 크게 나타났다. 이러한 결과는 입․출항시 가능한 한 주기관의 부하변동이 급격히 발생되지 않도록 하는 선박 조종 스킬이 필요하다는 것을 의미한다. 또한, 배기가스 저감 기술의 적용에 있어 입․출항시와 정속 운항할 때 그 차이를 고려할 필요가 있다는 것을 나타낸다.

최근 지구 환경 문제의 심각성이 대두되면서, 전과정 평가(Life Cycle Assessment)에 대한 선박 적용 연구가 국제적으로 활발하게 진행되고 있다. 이에 반하여 국내연구 수준은 아직 기초 연구수준에 그치고 있다. 본 논문에서는 선박 LCA의 개요를 살펴보고, 전과정평가의 선박 적용에 대한 연구를 다루었다. 특히 선박의 전생애 과정중에서 선박 운항 인벤토리 부분을 다루었다. 대상 선박은 목포해양대학교의 실습선 2척을 모델로 삼았으며 과거 수년간의 실적 데이터를 분석하여 운항인벤토리 중 배출 가스의 정략적 데이터를 분석하였다. 이 분석을 통하여 선박 총톤수 1톤을 운항 유지하는데 배출되는 배기 가스량을 분석하였고, 이와 함께 실습생 1명을 1년 교육시키는데 현재 어느 정도의 배기가스가 발생하고 있는지 살펴보았다.