[투데이에너지 박병인 기자] 산업통상자원부(장관 성윤모)가 LNG 취급 시 ‘골칫덩이’였던 BOG(Boil off gas : 자연기화가스) 4단 압축기 국산화에 나선다.
BOG는 LNG액화점이 영하 162℃의 초저온이기 때문에 저장탱크에 보관하더라도 자연적으로 발생하는 기화가스를 의미한다. BOG가 다량으로 발생하면 경제적으로도 손실인데다 환경오염도 유발하기 때문에 LNG를 취급하는데 있어 항상 문젯거리로 지적돼 왔다.
이번에 산업부가 개발하려는 LNG BOG 다단 압축기는 BOG의 압축을 일괄처리하기 위해 고압 압축기술이 적용된 4단 BOG압축시스템으로 원심식 기술을 적용해 LNG FPSO(부유식 생산설비), LNG FSRU(부유식 저장-재기화 설비) 뿐만 아니라 LNGC(운반선)에도 적용 가능한 압축기다.
토출압은 13barA, 입구유량은 4,000m³/hr 이상, 임펠러 효율은 70% 이상, 소모동력은 1,100kW 등이 성능 목표다.
주요내용은 시스템 엔지니어링 기반 해양설비용 LNG BOG 압축기 설계 기술 개발을 위해 국제규격(API)에 따른 BOG 압축시스템 최적 설계, 기능 요구사항을 도출하며 BOG 압축기에 요구되는 핵심 기술 및 시스템 통합 및 설계를 검증할 예정으로 BOG 압축기 설계, 제작, 시험평가 및 선급 승인도 취득할 계획이다.
또한 원심식 LNG BOG 다단 압축기 개발을 위해 고압용 다단 BOG 압축기를 설계, 제작, 성능평가를 실시할 예정이다.
이를 위해 △고효율, 고압력비 원심형 임펠러 설계 개발 △환경을 고려한 최적 공간설계 기술 △작동영역 증대를 위한 VGD 설계 △Zero Leakage를 위한 연결부 강건성확보 기술적용 △LNG 계기 사양 선정 및 적용 등을 실시한다.
여기에 극저온 소재 선정 및 평가 기술 선급인증 획득도 진행한다.
아울러 시스템엔지니어링 기반 시험, 평가 기술을 구축한다. BOG 압축기 시험, 성능평가 기술 및 시험, 성능평가용 장비/플랫폼을 개발한다. 회전체 성능 모니터링 및 자기진단 기술을 개발하고 BOG 압축기의 성능 검증 및 제품승인에도 나선다.
■ BOG 다단 압축기, 해외 독점···국산화 절실
이번 사업의 연구를 진행한 산업기술평가원은 BOG 4단 압축이 개발을 통해 국내 조선해양업체의 회전기기 관련 시장 교두보 확보가 가능하다고 진단했다.
또한 BOG 압축기 개발은 Sealing 설계 기술, 고압력비 임펠러 설계 및 제작 기술, 극저온 시험설비 설계, 제작 및 시험평가 기술, 높은 신뢰도의 회전체 설계, 해석 기술등의 기반 기술이 복합적으로 구성돼 기술적인 측면에서 파급력이 높다고 평가했다.
특히 최근 잉여 BOG 활용도가 높아짐에 따라 다양한 엔진에 모두 적용 가능한 BOG 압축기를 개발할 필요성이 있다고 진단했다.
BOG 압축기는 LNG유통 과정에서 다양한 용도로 사용되는 필수 핵심장비임에도 불구하고 전량 해외에서 수입하고 있는 실정이며 국산제품은 전무한 상태다.
현재 글로벌 LNG관련 선박 수주를 국내에서 거의 독점하다시피 하고 있는데 BOG 압축기 등 고가의 탑재 핵심기자재들을 수입에 의존하고 있는 형편이라고 지적했다.
특히 BOG 압축기 관련 라이선스를 보유하고 있는 해외 공급업체들은 장비 납품지연, 기술지원 지연 등으로 국내 조선업계가 어려움을 겪고 있다고도 진단했다.
BOG 압축기의 경우에는 신뢰성 확보가 가장 중요한데 신뢰성 확보를 위해서는 선행설계, 검증이 필요하며 이는 초기 투자비용이 많이 발생하므로 정부차원에서의 예산지원이 시급하다고 지적했다.
■ 국산화 통해 국내 산업경쟁력 제고
BOG 압축기 개발 기술은 LNG 액화공정에 적용되는 고부가가치 장비 개발기술과 유사성이 높아 향후 고급 회전기기 개발의 기반 기술로 활용이 가능할 것으로 기대된다.
또한 대용량 선박용 극저온 압축기 기술 확대 및 개량특허확보를 통한 사업화가 가능하다.
특히 해외 의존도가 높은 회전기기류에 대한 시스템엔지니어링 기반 설계엔지니어링 기술 및 성능 평가 기술 개발을 통해 기술개발의 신뢰도를 확보하고 선급인증을 통한 기술 및 납품장벽 극복이 가능할 것으로 기대된다.
경제적인 측면에서는 LNG 취급선박에 적용되는 BOG 다단압축기의 국산화를 통해 수주 경쟁력 확보가 가능할 것으로 전망되며 국내기술로 개발됐으므로 시스템 통합기술, 소요 부품의 80% 이상을 국내기업들을 통한 국산화가 가능해 산업발전에 크게 기여할 것으로 기대된다.
특히 국내 대 중소기업의 협업을 통해 국내에서 부품공급망을 확보하게 돼 매출 확대와 고용창출도 기대된다.
한편 이번 사업은 개발 기간이 30개월이며 총 정부 출연금은 50억원이다.