[APGC 2019] 조선해양 부문의 LNG 활용방안 주목
[APGC 2019] 조선해양 부문의 LNG 활용방안 주목
  • 장경희 기자
  • 승인 2019.05.10 16:28
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‘세션7: Small LNG, LNG Fuelled Ships and LNG Bunkering’
LNG 연료추진선과 벙커링 '현 트렌드'...안전관리도 엄격해야

[에너지신문] 10일 열린 APGC 2019 ‘세션7: Small LNG, LNG Fuelled Ships and LNG Bunkering’에서는 다중선박운동 및 계류해석, 이동식 LNG 충전기준, LNG FGSS 와 LNG 벙커링 시험인증설비 공정, LNG 벙커링 산업화 동향 및 국내 STS벙커링 준비, LNG 화물창의 단열재에서 나타난 사고유형 그리고 LNG 연료추진선박의 기화냉열 활용 및 해양오염방지 등 6개 주제로 발표가 이어졌다.

발제자들은 대부분 조선해양 부문에서의 LNG활용과제와 LNG연료추진선 및 벙커링에 주목하면서 환경문제와 관련한 기준 마련과 안전관리의 강화 등을 제시했다.

김덕기 현대중공업 FLNG FEED 부장은 현재 진행하고 있는 선박의 운동해석과 계류해석을 소개했다.

이에 따르면 선박이 투입되는 지역의 해상 환경조사가 선박을 운전할 때 반드시 거쳐야 하는 조사과정이다. 현재 ECMWF(European Centre Medium-Range Wheather Forcast)에서 관련 선박의 시설물 설치 지역 근처의 해상에 대한 10년간의 데이터 수집했는데 백데이터가 없는 지역에 대해서 메타오션데이터를 어떻게 수집할까하는 문제를 던졌다.

파도에 대한 정보(Wave Data)를 가공해 설치지역 해저 지형을 조사하며 자세한 정보를 얻기 위해서 Scatter Diagram을 작성, 1만 4000개 데이터를 수집한다. 바람에 대한 정보를 가공해서는 극한 풍속을 계산하며 Gumbel Distribution Fitting을 통해 최근 20년간 최대 풍속을 계산해 반영하고 있다. 계류 해석의 대상을 통해 해당지역 투입될 선박을 결정하며 선박제원을 통해 다양한 크기의 선박에 대해 2 Body 운동해석을 수행, 그 결과를 비교하고 계류해석에 사용될 선박을 결정한다.

현대중공업은 STS 계류해석시 환경조건과 관련 파도, 바람 그리고 커랜트 등을 고려한다.  김덕기 부장은 “만 내부의 커렌트는 조사가 불가하다는 견해에 대해서 만족할 수 있을까에 대한 고민이 이루어지고 있다”며 “각 조건 해당선박에 어떤 영향을 주고 안전하고 만족할 만 한 결과가 나오는지에 대한 검사를 체계적으로 수행하고 있다”고 말했다.

류영돈 한국가스안전공사 책임연구원의 ‘이동식 LNG 충전기준 연구’에 따르면 이동식 LNG 충전기준은 가스안전공사 가스안전연구원이 맡고 있다. 해양수산부는 미세먼지 저감대책의 일환으로 야드트랙터(YT)외에 기타 이동식 하역장비의 연료도 청정연료인 LNG로 전환 또는 배출가스 저감장치 부착 등을 통해 사업다각화를 모색 중이다.

해양수산부는 지난해 YT 100대를 LNG 연료로 전환하는 계획을 시행하며 10억 2500만원을 출자했다. 한국은 이와 더불어 차량용 LNG연료 스테이션을 독자 개발 중이며 유럽 방안, 미국 방안 및 중국의 방안 등 여러 형태를 통해 각각의 특징들을 모색 중이다.

하지만 충전원 신원확인 시스템 구축, 정비절차 준수시 검사품 사용, 안전관리 규정에 따른 수시검사 실시 그리고 자정충전장소 외의 곳에서 LNG가 충전 안 되도록하는 인터록 장치의 설치 등이 해결해야 할 과제로 떠오르고 있다.

배재환 대우조선해양 센터장은 LNG FGSS와 LNG 벙커링 시험·인증 설비 공정을 소개하며 “국내에서 독자적으로 가스 연료추진 조선기자재에 대한 지원 기반의 구축 및 LNG 벙커링 기자재 시험평가 설비 사업이 각각 2016년, 2018년부터 추진 중이며 사업비는 총 460억원 규모”라고 밝혔다.

 
▲ 정동호 선박해양플랜트연구소 책임연구원이 10일 2019 APGC 세션 7의 4번째 발제자로 나서 강연을 하고 있다.
▲ 정동호 선박해양플랜트연구소 책임연구원이 10일 2019 APGC 세션 7의 4번째 발제자로 나서 강연을 하고 있다.

배 센터장은 “이 시험설비는 부산 신항 배후 산업단지에 구축되며 국내 조선해양기자재 집적지인 부산과 김해에 대한 접근성이 뛰어나고 조선해양관련 기관 분포가 높은 지역에 있어 고무적인 사업이 될 것”이라고 전했다. 특히 배 센터장은 구축 예정인 시험설비는 연구기관 조사를 통해 실재로 LNG를 사용하는 저압부터 고압까지의 시험 및 그 인증이 가능한 장소는 세계적으로 몇 안되는 주목받는 사업이며 국내 최초라고 설명했다.

배재환 센터장은 “내년 6월 전 구축이 완료되며 2020년 중반에는 시운전이 가능할 것”이라고 예측했다.
 
정동호 선박해양플랜트연구소 책임연구원은 LNG 벙커링 산업화 동향 및 국내 STS 벙커링 준비에 대해 발제하며 “해양대기오염 저감키 위한 IMO 규제 시행이 강화되고 있고 오는 2030년 CO2배출 40% 저감(2008년 대비)과 2050년까지 GHG 배출 50% 저감(2008년 대비) 시행방안이 LNG 벙커링 산업분야 일대 화두”라고 밝혔다.
 
정동호 책임연구원에 따르면 2020년까지의 규제에 대응할 수 있는 현 방안은 LNG를 연료로 사용하거나 선박에 스크루버를 설치하거나 MDO/MGO 연료를 사용하는 것 중에서 하나를 선택해야 한다.
 
정 책임연구원은 “LNG 추진선박의 선종이 다변화하는 추세”라면서 “안전한 LNG 벙커링을 위해 선사에서는 벙커링 브리지 모니터링 시스템을 구축하고 LNG 운전 훈련용 시뮬레이터를 실시하며 STS 계류 사전해석을 통한 작업한계조건 설정 및 작업자 훈련시스템 구축을 통한 작업자 능력 배양 등 노력이 필요하다”고 제시했다.
    
정 책임연구원에 따르면 올해 추진하는 LNG 벙커링 선박은 총 1만톤 규모가 될 것으로 전망된다. 특히 중국에서는 최근 LNG 벙커링선 2척을 건조할 계획을 밝히며 현재 163척의 LNG 추진선박을 신조했으며 117척의 개조선박을 보유하고 있다.
 
최병철 한국선급 책임연구원은 LNG 화물창의 단열재에서 나타난 사고유형을 분석한 논문에 관한 발제로 주목을 끌었다. 그는 ‘LNG 화물창의 단열재에서 밀폐 공간 내에 자연대류 열전달 및 상대습도의 특성’을 연구했다.
 
한국의 한해 총 LNG 수입량은 지난 십년 동안에 평균적으로 연간 약 4.5% 증가됐고 2017년에는 3753만톤을 기록했다. 수입된 에너지원 중에 천연가스가 차지하는 비율은 15.7%다. 이 속에서 멤브레인형 LNG 화물창이 최근 LNG 운반선에 광범위하게 적용되고 있다.
 
강재의 온도가 허용온도 이하로 떨어지는 것을 방지키 위해 LNG와 선체 사이에 단열재 및 가열부가 설치된다. 이에따라 저장탱크 외부에서 LNG로 유입되는 열유속을 최소화시키는 단열방식은 가스증발량을 저감시키기 위한 LNG 운반선의 핵심기술이다.
 
최병철 한국선급 책임연구원은 2004년부터 추진된 한국형 LNG 화물창 기술개발의 결실로서 2018년 실제 선박에 탑재돼 운용된 화물창의 외벽에서 결빙현상이 나타나 2018년 운항이 정지된 사실이 있었다고 전했다. 최 책임연구원은 “단열재 내부는 일반적으로 유동이 없는 정지기체로 간주되고 있지만 대류열전달에 대한 면밀한 검토가 요구된다”면서 “단열재 내에 갭이 있으며 일반적 설계 과정에서 가끔 고려되지 않은 부분으로 나타나고 있다”고 밝혔다.
 
이밖에도 강호근 한국해양대학 교수는 ‘LNG 연료추진선박의 기화냉열 활용 및 해양오염방지’에 대해서 발제하며 “LNG 냉열 사용해 LNG 재액화하는 등의 방법이 제시되고 있다”고 밝혔다.
 
강 교수에 따르면 냉열에너지는 200kcal/kg이며 얼음이 녹는데 발생하는 열에너지, 약 80kcal/kg 보다 2.5배가 더 많이 발생한다. 860kj/kg의 냉열이 바다로 방출되고 있다는 설명이다.
 
이에 대해 일본에서는 냉열을 이용한 발전을 추진 중이며 LNG연료추진선의 LNG 냉열 활용방안은 현재 IMO의 규제 속에서 관심을 끌고 있으며 지중해 있는 물들을 주변해역에 버리는 행위로 해양생태계가 파괴됨이 제기됨에 따라 IMO는 현재 이 부문 규제를 강화할 방침인 것으로 밝혀졌다.
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