HD현대마린엔진 사업보고서 (2021.12)
6. 주요계약 및 연구개발활동

가. 경영상의 주요 계약

계 약 상 대 방	계 약 기 간	계 약 내 용	계 약 조 건

MAN Energy Solutions	2008.09 ~2022.12(*1)	선박용 Turbochargers License Agreement(NR, TCA, TCR)	판매T/C 마력 당 로열티 지불

MAN Energy Solutions	2005.07 ~ 2024.12	선박용 Main Engine License Agreement	판매 Main Engine Kw 당 로열티 지불

Mitsubishi HeavyIndustries, LTD	2011.10 ~2026.10	T/C 기술도입선의 복수화를 통한 시장대응력 강화	판매 대수당 로열티 지불

주) 선박용 Turbochargers License Agreement는 결산일 기준 계약만기가 1년 남았으며, 본 보고서 제출일 현재 갱신 계약 진행 중 입니다.

나. 연구개발 담당 조직(1) STX에너지솔루션(자회사)

실장	차장	과장	대리	주임	합계

1	1	9	-	4	15

(2) 기술연구소(STX중공업)

부장	차장	과장	대리	주임	합계

1	2	1	2	3	9

다. 연구개발비용(단위 : 백만원)

구 분	제21기	제20기	제19기

연구개발비용 합계	6,200	17,801	15,067

(정부 보조금)	-2,464	-1,875	-1,028

자산계상	개발비	1,438	3,200	2,345

비용계상	제조원가	3,962	14,066	12,284

판매관리비	800	536	438

비용계상 소계	4,762	14,602	12,722

연구개발비 / 매출액 비율
[연구개발비용 합계 ÷당기매출액×100]	3.78%	6.42%	5.53%

라. 연구개발 실적(1) 정부과제 수행실적

과 제 명	구 분	상세 내용

중소용량 평관형고체산화물연료전지BOP 개발(수행결과: 성공)	연구기관	STX중공업(주) 외 5개사

연구결과	1. 내장형 개질기, 열교환기, 배가스 열회수기 및 Hot Box로 구성된 소형 SOFC system용 BOP 시스템을 최종적으로 개발2. 개질 촉매 및 내장형 개질기 개발3. 열교환기 시스템 개발4. 고온 stack 배가스 연소 및 열회수 시스템 개발5. Hot Box 설계 및 제작 6. 운전제어 로직 및 제어기 개발7. 계통연계 E-BOP System 개발

기대효과	1. 국내 가정용 연료전지 산업에 대비한 SOFC 제품 개발2. 미래 신기술 경쟁력 및 신성장 동력 확보3. 선박용/발전용 SOFC 기반 기술확보 및 시장 선점

200kW 마이크로 가스터빈 열병합 발전 시스템상용화 (수행결과 : 성실수행)	연구기관	STX중공업(주) 외 3개사

연구결과	1. 200kW급 마이크로가스터빈 설계 및 해석2. 200kW급 마이크로가스터빈 구성품 제작 및 시험3. 200kW급 마이크로가스터빈 시작품 제작 및 시험4. 출력 200kW, 효율 32% 마이크로가스터빈 완제품 개발5. 연료/시동/점화/제어/보호/외함/냉각 계통 개량 개발6. 완제 마이크로가스터빈 현장 실증 수행7. 마이크로가스터빈 양산 공정 확립

기대효과	1. 국내 소형 열병합발전 시장 진출2. 스마트그리드 시대에 맞추어 차세대 분산전원을 선도할 대표적 발전 장비의 국산화 및 조기 상용화로 국내 시장방어 및 보급 확대

가정용 평관형고체산화물연료전지용 BOP 실증 및상용화(수행결과 : 성공)	연구기관	STX중공업(주) 외 4개사

연구결과	1. 1kW급 평관형 SOFC Stack, 개질기, 열교환기, 전력변환기, Hot Box 등으로 구성된 가정용 SOFC System 개발2. BOP 구성효율화 및 열관리 최적화 기술개발3. System 성능 및 신뢰성 평가 기술개발4. System 진단, 고장 해석 및 유지보수 기술개발

기대효과	1. 고유기술의 가정용 평관형 SOFC 제품개발2. 부품 국산화에 의한 가격경쟁력 및 기술력 확보3. 미래 신기술 경쟁력 및 신성장동력 확보4. 선박용/발전용 SOFC 기반기술 확보 및 시장 선점

100kW급마이크로가스터빈용바이오가스연소 모듈 개발	연구기관	STX중공업(주) 외 2개사

전담기관	중소기업기술정보진흥원

개요	1. 2018년도 구매조건부 신제품개발사업 국내 수요처 2차 지정공무 과제2. 중소기업의 제품을 구매조건부로 주관기관 공모 및 선정 : 세광공업(주), 수요처 : STX중공업(주)

연구내용	1. 국내 최초 바이오가스용 MGT 발전시스템 개발2. 바이오가스 연료의 운전 최적화를 위한 연소 모듈 개발

기대효과	1. 수요처(당사) 분담금 0.15억원 투입으로 약 1.5억원 효과 발생
(신규 연소기 모듈 제작, 개발)
2. 신재생에너지 정책에 부합하여 신재생 발전 시장에 능동적 대응 가능

501F급 가스터빈 블레이드/베인 역설계 및 신뢰성 평가 기술 개발(평가결과 :보통)	연구기관	STX중공업(주) 외 3개사(2011~2015)

연구결과	1. 베인 역설계 기술 개발
2. 베인 주조 기술 개발
3. 베인 시제품 개발
4. 실증 시험 성공(18개월 Field test)

기대효과	1. 가스터빈 부품 개발 경험 확보 2. 실증 시험 성공으로 기술에 대한 대외 신뢰도 확보 3. 발전사 납품 가능성

액체로켓엔진
연소기헤드 정밀주조기술 개발 (평가결과 : 성실수행)	연구기관	STX중공업(주) 외 2개사(2013~2015)

연구결과	1. 초내열 합금을 이용한 액체로켓 엔진 연소기 헤드의 정밀주조 기술개발 2. 대형 주물의 세라믹 코어 및 활용기술 개발
3. 액체로켓 연소기 헤드의 HIP 처리 공정기술 개발 및 물성평가

기대효과	1. 액체로켓 연소기 부품의 순수 국산 기술을 이용한 개발에 따른 국산화 2. 액체로켓 연소기 부품의 핵심기술인 진공정밀주조, HIP 열처리 기술 확보
3. 대형 부품의 진공정밀주조 기술 국산화 개발 및 기반 확보

(2) 정부과제 수행 현황

과 제 명	구 분	상세 내용

kW급 건물용고체산화물연료전지(SOFC)시스템 실용화기술 개발(총 5차년도 중, 4차년도 수행)	연구기관	STX에너지솔루션 외 1개사

전담기관	한국에너지기술평가원

개요	kW급 건물용 고체산화물 연료전지 시스템 실증 운전 및 기술 개선 1. SOFC시스템 신뢰성 확보를 위한 장기 운전 데이터 확보 2. 부품 성능 개선 및 시스템 효율 향상 방안 확보 3. 시스템 최적 설계 및 운전 기술 개선을 통한 효율, 내구성 향상 방안 제시

연구내용	4차년도 목표 (외부 설치) - 목표 달성 - 시스템 누적 발전량 : 36 MWh - 시스템 누적 설치용량 : 1kW x 7기 = 7kW - 시스템 연속 운전시간 5,000Hr - 시스템 발전 효율 : 45% 이상, - 시스템 종합 효율 : 83% 이상 - 성능 저하율 : 0.4%/kh 미만

기대효과	1. SOFC시스템 사외 설치를 통한 실적 확보2. 시스템 실증운전을 통한 건물용 SOFC 시스템의 신뢰성/안정성 확보3. 실증운전을 통한 보급 사업 기반 확보(사업화 촉진)

10kW급 연료전지용 도시가스 개질기 시작품 제작 및 평가	연구기관	주관 STX에너지솔루션, 참여 영남대학교

전담기관	한국가스공사

개요	10kW급 연료전지용 도시가스 개질기 시작품 제작 및 평가

연구내용	1. 개질 시스템 설계 및 해석
- 10kW급 연료전지용 개질 시스템의 세부 목표 사양 설정
- 개질 시스템 공정 해석 및 Heat Balance를 고려한 공정 최적화
- 개질 시스템의 배관 및 계장 관계도(P)의 도출
2. 개질 시스템 시작품 제작
- 개질 시스템 레이아웃 구성 및 최적화, 시작품 제작
- 개질기 시험평가용 BOP 구성 및 평가장치 고안, 제작
3. 개질 시스템 시작품 성능평가
- 자체 장비 활용, 시스템 운전 평가를 통한 데이터 수집
- 측정 데이터 분석을 통한 개선안 도출 및 최적화

기대효과	- 수소 활성화 및 탄소 중립 정책 실현의 기술 기반 마련
- 중형 건물용 연료전지용 개질기 자체 설계, 해석, 제작 기술 확보
- 모듈화 설계를 통한 중,대형 개질기로 확장 기술 확보
- 사업 포트폴리오 다양화 및 일자리 창출

TIT 1650급 가스터빈 정밀주조용 단결정 소재 기술 개발 (총 5차년도 중, 2차년도 수행)	연구기관	STX중공업(주) 외 7개사

전담기관	한국산업기술평가관리원

개요	1. 한국형 복합화력 발전용 가스터빈을 위한 단결정 응고용 초내열 합금 핵심 소재 및 중공형 단결정 소재 제조기술 개발

연구내용	2차년도 목표 및 평가 중 - Grain Orientation : 30도 미만 - Porosity : 8% 미만 - X-ray : P3(ASTM E1742) - FPI : Airfoil 2.5mm 미만, Other 3.0mm 미만 - 단결정 제품 크기 240mm 이상 - 치수 윤곽 3+/-3mm

기대효과	1. 개발품 판매(수요기업 확정형)2. 항공용 등 연계 사업 진출 교두보 마련(단결정 블레이드 개발/납품 국내 최초)

(3) 자체 국산화 개발실적

1) 고체산화물형 연료전지 시스템 개발 (CHP-SO-1K : 출력 1kW, 발전효율 45.6%) - 한국가스안전공사 설계단계검사 합격 (2018.02) - 산업통상자원부 녹색기술 인증 획득(2018.07) - 산업통상자원부 산업융합 신제품 적합성 인증 획득(2020.05 / KS인증 동일 효력)2) 501 D5 1,2,3단 블레이드 제작 기술 개발 성공 - 1,2,3단 블레이드 정밀주조 개발 시제품 총 21EA 제작 완료 및 품질 평가 합격

- 1,2,3단 블레이드 단별 2EA 발전소 실증 시험 성공(운전시간 약 8,000시간)

- 가스터빈 고온 부품 개발 Reference 확보 및 시장 진입(1세트 납품 완료(225EA))

라. 향후 연구개발 계획

(1) 연료전지 복합발전용 10kW급 Micro Gas Turbine 원천기술 개발 (STX에너지솔루션)

구분	상세내역

추진시기(예상)	2022년 ~ 2025년

소요비용(예상)	90억원

기대효과	- 탄소중립 대비 고효율연료전지 분산형 발전시스템 개발통한 사업화 촉진- 기술개발, 실증기회 확보, 사업화 시 매출 30% 향상 기대

(2) 건물용 중형 고체산화물 연료전지 시스템 개발 (STX에너지솔루션)

구분	상세내역

추진시기(예상)	2020년 ~ 2022년

소요비용(예상)	70억원(국책과제 용역기관으로 참여 중)

기대효과	- 수소경제 활성화 정책 부합 및 수혜 기대- 건물형 중형 고체산화물 연료전지 시스템 개발로 인한 제품군 확대 - 건물용 시장 진입 기반 확보

(3) 20kW SOFC 시스템용 일체형 개질기 개발(STX에너지솔루션)

구분	상세내역

추진시기(예상)	2022년 ~ 2025년

소요비용(예상)	51억원

기대효과	- 자체 기술개발을 통한 기술 자립 및 내제화를 통한 제품 개발 기반 확보- 중소형 SOFC 발전시스템의 Hot Box 내 BOP 분야 핵심 요소기술 확보- 수소 활성화 및 탄소중립 정책 실현의 기술적 기반 마련

마. 정부지원 사업 참여 현황

(1) 신재생에너지보급[한국에너지공단 건물지원]사업 : 설치 완료

구분	상세내역

추진시기	2019년 (~2024년)

전담기관	한국에너지공단

총 정부사업비	50억원

지원 금액	3.1억원

내용	1. 1kW급 SOFC 시스템 2기 설치2. 경상북도 경산 소재 경일대학교 설치(에너지공단 설치 확인 완료)

기대효과	- 건물용 고체산화물 연료전지 인증 및 상품화 기반 구축- 그린홈 100만호 보급사업 진출 기반 확보

(2) TIT 1650급 가스터빈 정밀주조용 단결정 소재 기술 개발 (STX중공업)

구분	상세내역

추진시기	2020.04 ~ 2024.12

전담기관	한국산업기술평가관리원

총 정부사업비	118.7억원

지원 금액	48.43억원

내용	1. 한국형 복합화력 발전용 가스터빈을 위한 단결정 응고용 초내열 합금 핵심 소재 및 중공형 단결정 소재 제조기술 개발

기대효과	- 개발품 판매(수요기업 확정형)- 항공용 등 연계 사업 진출 교두보 마련(단결정 블레이드 개발/납품 국내 최초)