기계연구원, 항만하역장비 최적화 기술로 오염물질 배출 80% 저감

한국기계연구원(원장 박상진)이 국내에서 처음으로 항만하역장비의 미세먼지를 줄일 수 있는 PM(Particulate Matter, 입자상물질), NOx(Nitrogen Oxide, 질소산화물) 동시저감장치를 개발하고 부산항 현장 실증에 성공했다.

기계연구원 부산기계기술연구센터 조규백 센터장은 항만하역장비에 최적화된 DPF(Diesel Particulate Filtertrap, 매연저감장치)와 SCR(Selective Catalytic Reduction, 선택적 촉매환원장치)이 분리된 형태의 미세먼지 동시저감장치를 개발했다. 이와 함께 제거 효율을 높이기 위하여 SiC(Silicon Carbide, 질화규소) 담체(Catalyst support : 촉매를 물리적으로 지지하는 지지체) 및 금속 담체, 저온 SCR 촉매, 요소수 공급 장치 및 암모니아슬립 제어 기술 등도 적용했다.

연구팀은 이번 기술을 동원로엑스가 운영하는 컨테이너 상하차 작업 차량 ‘리치스태커 (Reach stacker)’에 2021년 12월부터 2022년 2월까지 3개월 간 실증했다. 실증 결과 PM과 NOx 등 배출 미세먼지의 80% 이상을 줄이는데 성공했다. 아울러 저감 장치의 상태를 확인할 수 있는 OBD(On Board Diagnosis, 자가 진단 장치) 기능, 통합제어장치도 함께 개발해 사용성과 안전성도 높였다.

현재 가동 중인 리치스태커의 대부분은 항만미세먼지관리특별법 이전에 도입돼 별도의 배출가스 저감 장치 없이 운행되고 있다. 리치스태커에서 발생하는 미세먼지와 NOx는 부산항 하역 장비 전체 발생량의 4~5%를 차지한다.

이런 문제를 해결하기 위하여 기계연구원과 관계부처, 부산시, 부두 운용사 등은 항만 하역 장비 적용을 위한 관련 연구를 지원하고, 신기술 개발과 실증에 앞장서는 등 머리를 맞대왔다.

연구팀은 향후 후속 연구를 통해 DPF와 SCR 일체형 시스템을 개발하고 실증에 착수할 계획이다. 아울러 운행 중인 다른 리치스태커에도 적용을 확대할 수 있도록 최적화하는 연구를 이어갈 계획이다.

조규백 부산기계기술연구센터장은 “노후된 항만하역장비에 맞는 미세먼지 저감 장치 개발과 실증에 성공하면서 앞으로 항만 지역의 대기질 향상을 위한 정책 수립과 지원도 속도를 낼 것으로 기대한다”며 “향후 관련 제품 국산화를 통해 국내 관련 기업의 경쟁력 강화에도 도움이 되고 싶다”고 말했다.

이번 연구는 환경부 미세먼지 사각지대 해소 및 저감 실증화 기술개발 사업 ‘중소형 항만하역장비 PM/NOx 동시저감용 SDPF 개발 및 실증과제’의 지원을 받아 수행됐다.

이에 앞서 연구팀은 환경부 과제 수행을 위해 지난 2020년 부산항만공사와 ‘기술개발 표준계약’을 체결했으며, 항만하역장비용 PM/NOx 동시저감 장치 개발 및 실증에 필요한 테스트베드를 제공받았다.