[2005 신년특집] LNG 선박 기술자립 어디까지 왔나
[2005 신년특집] LNG 선박 기술자립 어디까지 왔나
  • 최인수
  • 승인 2005.01.08 00:20
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국내 조선 산업은 World Best 상품
우리나라 조선산업이 세계 1위의 World Best 상품으로 각광받고 있다.

수주량만 해도 세계 시장의 절반에 가까운 44.5%를 차지하고 있다.

특히 고부가가치 선종인 LNG선의 경우 2003년말 기준으로 수주잔량에서만 점유율이 무려 71%에 달하고 있다. 이제 우리나라 조선산업은 세계시장에서도 인정받는 확고부동한 정상의 위치에 서게 된 것이다.

그러나 우리에게도 풀어야할 과제가 있다. 독보적인 LNG선 건조 및 수주능력에도 불구하고 외국으로부터의 원천기술 도입에 의한 고유모델 부재라는 숙제를 안고 있는 것이다. 이제 원천기술 개발에 의한 고유모델 확보가 우리나라 조선 산업의 세계 1위 수성을 판가름할 것이다.



천연가스의 거래



천연가스의 거래는 생산지에서 수요지까지 가스 상태 그대로 배관을 통해 운송되는 PNG(Pipeline Natural Gas) 거래와 천연가스를 액화시켜 액화천연가스로 LNG선을 이용하여 해상을 통해 운송되는 LNG(Liquified Natural Gas) 거래를 통해 이루어진다.

2001년 천연가스의 생산량은 약 19.6억톤(약 2,450bcm)으로 국가간 거래는 약 4.4억톤이며 배관을 통해 거래되는 PNG 거래가 3.3억톤, LNG로 거래되는 양은 1.1억톤으로 약 130여척의 LNG선박이 운송을 담당하고 있다.

2004년 11월 현재 166척의 LNG 수송선이 운항 중에 있고 이 가운데 39척이 국내 조선사들에 의해 건조됐다.

국내 조선사들은 1990년대 국적선 사업을 통해 LNG 수송선 건조능력을 확보했으며 이 건조실적에 힘입어 LNG 수송선 수주량이 급증하여 2004년 11월 기준으로 세계의 건조중인 LNG 수송선은 모두 108척. 이 가운데 국내 조선사에서 세계시장의 약 71%인 77척을 건조하고 있다.

나머지는 일본에서 24척, 프랑스에서 3척, 중국에서 3척, 스페인에서 1척을 건조하고 있다.

또한 LNG 관련 기술의 발전, 생산지의 다변화, 경쟁체제의 가속화 등으로 LNG 거래가 급격히 증가해 2030년에는 PNG와 LNG 거래가 각각 약 6억톤 1:1의 비율을 나타낼 것으로 예측된다.

따라서 LNG 거래의 급격한 팽창은 LNG선박의 막대한 수요를 창출할 것이며 LNG선박의 대형화에도 불구하고 추가로 필요한 LNG선박의 수는 약 400척에 이를 것으로 예상된다.



LNG선박의 역사 및 국내 조선산업



LNG의 해상수송은 1950년대 초부터 검토되기 시작해 1958년 미국 알라배마 조선소에서 화물선을 개조해 만든 메탄 파이어니아(Methane Pioneer)호를 건조하면서부터 시작됐다. 형식별로 LNG선의 역사를 살펴보면 독립형은 1964년 콘치형식의 Methane Princess호(27,400m3), 멤브레인 방식은 1969년 Polar Alaska호(71,500m3)가 각각 효시를 이뤘다.

그리고 1973년 모스형 LNG선이 건조되어 세계 LNG 수송선 시장은 모스형과 멤브레인형이 주류를 이루게 됐다. 이들은 모두 유럽에서 개발됐으며 유럽조선소들은 1980년대 초반까지 LNG선 시장을 독점했다. 그러나 1981년 일본조선소가 모스형 127,000m3급 LNG선을 건조하기 시작해 세계 최대 LNG 수입국의 위치를 활용, 1983년부터 일본 3대 조선소가 세계 LNG선 시장을 주도하기에 이르렀다.

우리나라는 중화학공업 육성정책에 따라 1972년 현대중공업이 대형조선소를 착공하기 시작해 1973년 대우조선, 1974년 삼성중공업이 조선산업에 참여했다.

그 후 1983년 조선산업 세계 수주 점유율 두자리수(19.2%)를 달성했고 1987년 우리나라에 천연가스시대가 열림과 동시에 정부의 “우리 화물은 우리 해운회사가 운송하고, 우리 배는 우리 조선소에서 건조한다”는 방침 아래 동력자원부, 상공부, 해운항만청, 한국가스공사에서 국적 LNG선 사업을 착수했다.

1991년 국내 최초의 LNG선이 현대중공업에 의해 건조를 시작해 유럽보다 30년, 일본보다 10여년 늦은 1994년 모스형 125,000m3 급 LNG선을 선보이게 된다.

그 뒤를 이어 대우조선, 삼성중공업, 한진중공업이 총 17척의 국적 LNG선을 건조하게 되면서 세계 LNG선 시장에 우리나라 LNG선 기술을 알리게 됐다.

1990년대 후반부터는 일본조선소를 제치고 LNG선 시장에서 독보적인 위치를 차지했다.

LNG 수송선의 규모는 점차 대형화되어 1970년대 중반 125,000m3급으로, 1990년대 중반 137,000m3급으로, 그리고 2000년대 들어서는 145,000m3급까지 용량이 대형화됐다.

현재 발주가 진행되고 있는 Exxon Mobil 프로젝트의 경우 150,000 ~ 250,000m3급의 초대형 LNG 수송선을 요구하고 있어 수년내 초대용량 LNG 운반선이 건조될 전망이다.



LNG선박의 종류



LNG 수송선은 형식에 따라 분류하면 크게 독립형과 멤브레인형으로 대별된다.

독립형 탱크의 대표적인 형식은 노르웨이 Moss Rosenberg사의 모스형을 들 수 있다. 모스형의 화물창 시스템은 구형으로 알루미늄 5083을 내조재료로, 폴리우레탄폼을 단열재로 사용한다.

멤브레인형으로는 프랑스의 Gaz Transport 시스템과 Technigaz 시스템의 두 가지가 있다.

Gaz Transport 시스템은 내조로부터 0.7mm 두께의 인바(Invar) 멤브레인을 사용하고 그 뒷면에 230mm 두께의 퍼얼라이트 단열재 박스를 설치하고, 그 뒤에는 이차방벽으로 0.7mm 두께의 인바를 적용하고 다시 300mm 두께의 퍼얼라이트 박스 단열재를 사용한다(NO 96).

반면에 Technigaz 시스템은 1.2mm 두께의 스테인리스강(STS 304L)을 주름지게 한 멤브레인과 약 300mm 두께의 R-PUF(Reinforced Polyurethane Foam) 보냉재를 사용한다(Mark-III).



원천 기술개발 의한 고유모델 필요



현재 멤브레인 방식의 화물창에 대한 원천기술은 프랑스의 GTT에서 보유하고 있다. GTT는 자사의 기술을 도입하는 모든 조선사에 선가의 3%에 상당하는 기술료 요구와 함께 화물창 관련 기술개발을 제한(기술종속성 심각)하고 있다.

따라서 국내조선사에서는 GTT의 라이센스 하에 멤브레인, 단열재 등 소재를 국내에서 제작, 공급하는 정도의 원가절감에 만족할 수밖에 없기 때문에 보다 경쟁력을 가지기 위해서는 고유모델의 화물창(cargo containment system) 개발이 필요하다.

또한 최근 중국도 1990년대 우리나라가 시작한 방식대로 국수국조(國需國造)의 기치아래 후동중화조선소에서 3척의 LNG선 건조를 시작으로 본격적으로 LNG선 사업에 참여함으로써 엄청난 가격경쟁을 예고하고 있다.

우리나라 조선산업의 강점은 원천기술에 의한 고유모델 부재를 제외하고는 설계, 부품소재, 절단, 조립, 용접, 선행의장, 탑재, 도장 등 거의 모든 분야에서 경쟁우위를 유지하고 있다.

그러나 최근 정부는 세계 1위의 산업을 지킬 수 있는 방법은 원천기술의 개발에 있다고 판단해 조선분야의 산업기술혁신과제의 하나로 LNG 운반선 Cargo Containment System 개발과제를 선정했다.

한국가스공사를 주축으로 해 조선 3사와 2004년도 중기거점 기술개발사업을 추진, 2004년 9월에 중기거점기술개발 협약을 체결했다.

본격적으로 원천기술개발에 착수해 2004년 12월에는 우리나라 고유의 LNG선 화물창 모델을 확보하기 위한 원천기술인 LNG선 화물창 구조 등에 대한 특허를 출원했다.

한국가스공사에서 보유하고 있는 육상용 LNG 저장탱크 기술을 근간으로 한 단계 발전시킨 LNG선 화물창의 원천기술을 개발하고, 이 기술의 안전성, 적용성 등을 검증하기 위한 여러 가지 시험을 수행해 세계 유수 선급사의 인증을 통해 2007년 8월까지 기술개발을 완료할 예정이다.



기술개발 통한 경제적 파급효과



우선 원천기술 개발을 통한 기술적 효과는 LNG 운반선의 핵심기술인 화물창(Cargo Containment System)에 대한 독자 기술 확보로 외국기술선으로부터의 기술 자립이 가능하다.

16만~25만㎥급 초대용량 LNG 운반선 개발을 위한 기반기술 확보 및 독자 모델 개발이 가능하다.

특히 향후 LNG 운반선 파생 신제품인 LNG-RV(기화설비를 장착한 LNG 운반선), LNG-FPSO(부유식 해상 생산·저장 설비), LNG-FSRU(부유식 저장·기화 설비) 해상구조물에 대한 독자모델 개발을 위한 원천기술을 확보할 수 있다.

LNG 운반선 화물창 핵심기술의 수준은 현재 세계 최고 수준의 50% 정도로 미약하지만 기술개발이 완료되는 2007년부터는 선진 기술 대비 100% 기술 획득이 가능할 것으로 예상된다.

또한 LNG 운반선 화물창 독자기술 확보에 따른 타제품의 기술분야 파급효과로는 멤브레인 등 소재기술 개발과 금형기술 확보, 용접시스템 개발, 고성능 초저온 단열재 소재기술 확립, 육상용 LNG저장탱크 내부탱크 형상 및 단열시스템 기술 향상이 가능해 이와 관련된 전반적인 부품·소재 산업에도 영향이 확대될 것으로 예상된다.

원천기술 개발을 통한 경제적 효과는 독자적인 LNG 운반선 화물창 적용을 통해 연간 32척(2009년 기준), 약 6.4조원의 LNG 운반선 수출이 가능하다.

연간 약 1,920억원의 LNG 운반선 화물창 원천기술료에 대한 수입대체 효과가 예상되고 독자적인 LNG 운반선 생산시 해외 기술료 절감 및 국산 기자재 사용으로 인한 기자재비 절감으로 연간 약 1,440억원의 원가 절감이 가능해 상당한 가격 경쟁력을 유지함에 따라 세계 1위의 위치를 확고히 할 수 있을 것으로 예상된다.

마지막으로 원천기술개발을 통한 전략적 효과는 LNG 운반선 화물창 독자기술의 권리화로 해외로의 기술유출을 방지할 수 있다는 것.

LNG 운반선 화물창 독자기술로 원천기술 사용료 절감 및 핵심 기자재 부분에서 획기적인 기술개발을 통한 수주능력을 향상시킬 수 있다.

또 LNG 운반선 가격조정 능력을 확보해 중국과 일본에 대한 확고한 경쟁 우위를 지속적으로 유지할 수 있다.

이를 통해 LNG 운반선 가격 하락에 따른 원유 대비 LNG 생산단가의 하락을 유도함으로써 에너지 산업 전반에 대한 LNG의 경쟁력 확보를 가져와 LNG 수요증가로 인한 지속적 LNG 운반선 수요 발생이 가능하고, LNG 운반선 설계 및 소재 부문 신규사업 진출 및 고용 창출이 가능할 것으로 기대된다.


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