LNG추진선박·벙커링이 미래 경쟁력이다
LNG추진선박·벙커링이 미래 경쟁력이다
  • 최인수 기자
  • 승인 2019.05.20 17:35
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급증하는 LNG추진선…한국도 2025년 140척 운영
올해 7~8척 발주…2020년 관공선은 친환경 의무화
‘조선산업 활력제고 방안’핵심은‘LNG선과 벙커링’

[에너지신문] 세계 조선 해양 시장 환경은 급격하게 변하고 있다. 최근 국제해사기구(IMO)의 선박 연료 황산화물 함유기준 규제 강화와 중국 연안 전 지역의 황산화물 배출기준 강화 등으로 전 세계적으로 친환경 연료인 LNG를 사용하는 선박이 크게 증가하는 추세다. 

국제해사기구(IMO)는 2020년부터 선박연료의 황산화물 함유기준을 기존 3.5%에서 0.5%로 강화했다. 온실가스 배출수준을 2030년까지 2008년대비 40%를 저감하고, 2050년까지 2008년대비 배출을 50% 저감해야 한다. 우리나라도 황산화물 배출규제를 국내법에 반영해 내년부터 0.5%로 강화할 예정이다.

이러한 규제에 대응할 수 있는 방안은 고유황유를 대신해 LNG를 사용하거나, Scrubber(집진기)를 설치하거나, MDO(Marine diesel oil)/MGO(Marine gas oil) 등 Very Low Sulfer Oil로 불리는 초저유황유로 대체하는 방법을 선택해야 한다. 이중 LNG연료 사용이 대세다. LNG는 미세먼지 및 황산화물의 배출은 거의 없고, 질소환화물은 40~70%, 이산화탄소는 약 25%가 적게 배출되는 것으로 조사됐기 때문이다.

이로 인해 전 세계 LNG추진선박은 2014년 68척, 2015년 101척, 2016년  186척, 2017년 228척, 2018년 270척으로 급증하고 있다. 올해에도 LNG연료 전용선 150척이 운항되고 신규로 57척이 발주될 것으로 예상되고 있으며, LNG연료선으로 쉽게 전환될 수 있는 레디(Ready) 선박 112척이 전망되고 있다. 이에 따라 LNG추진선박에 연료를 주입하기 위한 LNG벙커링 사업도 전 세계적으로 활기를 띄고 있다.

국내에서는 현재 2척의 LNG추진선이 운항되고 있고, 18만톤 광탄선 2척과 관공선 1척이 건조중이다. 지난해 정부의 조선산업 활력제고 방안에서는 2025년경 140척의 LNG추진선이 운영될 것으로 전망하고 있다.

▲ 통영LNG기지에 설치된 LNG벙커링 설비.
▲ 통영LNG기지에 설치된 LNG벙커링 설비.

LNG벙커링과 수요전망

LNG벙커링 산업은 아직 산업 초기 단계다. 따라서 수요전망 조사기관마다 수요 전망 범위가 매우 큰 차이를 나타낸다. IHS와 IEA에 따르면 2030년에는 2000~3000만톤, 2040년에는 4000~7000만톤의 천연가스 수요가 발생할 것으로 예측된다. 다국적 에너지기업인 쉘과 토탈은 2030년경에 LNG벙커링이 전체 벙커링의 20~30%를 차지할 것으로 예상하고 있다.

한국가스공사가 발주하고 에너지경제연구원이 수행한 국내의 LNG벙커링 수요는 2030년에 약 140만톤, 2040년에 약 350만톤에 이를 것으로 연구됐다.

LNG추진선의 연료인 LNG를 공급하는 벙커링 방법에는 TTS(truck to ship), STS(ship to ship), PTS(pipe to ship, terminal to ship), PTT(portable transfer tank)로 구분된다.

TTS(truck to ship)는 특수사양의 탱크로리에 LNG를 싣고가서 선박에 주입하는 방법이다. 탱크로리는 많은 LNG를 운반할 수 없기에 TTS는 주로 소형선박에 공급하는 방법으로 사용된다. STS(ship to ship)는 LNG벙커선에 LNG를 싣고가서 LNG를 연료로 사용하는 컨테이너선, 벌크선 등이 화물을 선하역하는 동안 옆에 접안해 LNG를 공급하는 방법이다.

PTS(pipe to ship)는 LNG저장탱크에서 파이프라인을 통해 선박에 LNG를 공급하는 방법이다. PTT(portable transfer tank)는 이동가능한 LNG탱크를 선박에 탑재하는 방식으로 LNG탱크를 통째로 선박에 싣는 방법이다. 향후 STS(ship to ship) 방법이 신속성, 안정성, 경제성 측면에서 가장 많이 보급될 것으로 예상되고 있다.

급성장하는 해외 LNG 해양시장

지난 5월 10일 대구 엑스코에서 열린 2019 APGC(아시아태평양가스컨퍼런스)에서 선박해양플랜트연구소 정동호 책임연구원이 발표한 ‘LNG벙커링 산업동향’에 따르면 전세계 LNG 벙커링 산업은 급성장하고 있다.

유럽에서는 벌써부터 LNG 추진선박 선종 다변화를 꾀하고 있다. 올해부터 운항중인 카페리 Brittany호는 350㎥의 Portable ISO 컨테이너를 적용해 승객 1680명을 태울 수 있다. 지난해 크루즈 Carnival사의 AIDAnova는 5000㎥의 LNG 탱크를 장착하고 지난해 Cardissa호에 의해 최초 LNG벙커링을 성공한데 이어 올해 1월에만 4차례 벙커링을 성공적으로 수행했다. 2020년까지 3척의 크루즈선을 추가 운항할 계획이다.

지난해 크루즈 Carnival사는 AID Anova의 벙커링 작업 안전성을 위해 브리지 모니터링 시스템을 구축하고 작업자 훈련시스템 구축을 통한 작업자 능력을 배양하는 등 안전한 LNG벙커링을 위해 심혈을 기울이고 있다. CMA CGM사는 컨테이너선 Containerships Nord호(1400-teu)를 운항중으로 최근 로테르담항에서 Cardissa호를 통해 LNG 연료 240톤을 첫 벙커링했다.

함부르크 모항에는 LNG벙커링선으로는 세계 최대 크기인 7500cbm LNGBV Kairos호가 있다.
북미 지역에서도 LNG벙커링 시장이 활성화되고 있다. 최근 페리 1척, 벌커선 3척 등 4척의 LNG추진선박을 건조, 운용하고 있으며, 2017년 몬트리올항에서 TTS 벙커링을 수행한데 이어 퀘벡항에서도 TTS 벙커링을 하기 위한 준비를 마쳤다.

최근까지 44차례 이상 벙커링을 운용해 3000톤의 LNG를 벙커링했으며, 올해에는 1만톤의 LNG를 벙커링할 것으로 예상하고 있다. 특히 최근 북미지역에서의 안정적이고 낮은 LNG가격으로 LNG벙커링 시장이 확대될 것으로 전망되고 있다.

싱가폴의 경우 에너지기업인 Pavilion Energy사가 STS 벙커링을 수행했다. 지난 5월 SLNG 부두에서 소형 LNG운반선을 통해 상업 중량물 운반선 2000CBM을 벙커링함으로써  싱가폴 항만 최초의 STS LNG벙커링을 성공적으로 수행했다. Shell-Keppel LNG JV는 Duel Fuel tug boat에 100번째 TTS 벙커링을 성공했다.

일본에서는 최근 민간기업에 의한 벙커링선 2척이 발주됐다. Central LNG Shipping Japan사를 중심으로 한 조인트 벤처기업이 3500cbm급 벙커링선을 발주해 가와사키중공업에서 건조중이다. 2020년 4분기 인도 예정으로 Chubu 지역에서 운항할 계획이다.

아울러 Sumitomo사를 중심으로 한 The Trio가 2500cbm LNG, 1500cbm Oil로 운항하는 벙커링선을 발주하고 향후 토쿄베이에서 운항할 계획이다.

특히 중국은 최근 강력한 배출규제구역(ECA) 규제 정책을 시행하고 있다. 중국은 기존 선박 연료(벙커C유) 대비 미세먼지를 90%, 황산화물(SOx)을 100% 저감키로 했다. 중국은 2020년 수로, 2022년 연안역에 0.1% Sulfur(황)을 적용키로 함으로써 163척의 LNG추진선박을 신조하고, 117척의 선박이 LNG추진선으로 개조되는 것으로 알려졌다.

STS벙커링 9개소, PTS 12개소 등을 갖춘 5개의 LNG벙커링 스테이션을 운용하고 있다. 2017년 10월에는 최초의 LNG추진 여객선(3㎥)을 건조하기도 했다.   

향후 중국은 2025년까지 76척의 PSV(Platform Supply Vessel, 해양작업지원선)를 건조할 계획이며, 어선, 화물선 등으로 선종을 확대해 다변화할 예정이다. LNG벙커링선 2척도 건조할 예정이다.

▲ 한국가스공사 제주애월기지에 LNG를 수송한 제주 LNG1호선. 벙커링 기능을 탑재한 2호선은 12월부터 운항한다.
▲ 한국가스공사 제주애월기지에 LNG를 수송한 제주 LNG1호선. 벙커링 기능을 탑재한 2호선은 12월부터 운항한다.

조선산업 활성화, 핵심은 ‘LNG’

우리 정부는 조선산업 활력제고를 위해 지난해 11월 ‘조선산업 활력제고 방안’을 발표한데 이어 올해 4월 ‘조선산업 활력제고 방안 보완대책’도 내놨다. 골자는 친환경선박 시장 창출, 금융·고용 등 단기애로 해소, 미래경쟁력 확보 등을 통해 조선산업에 활력을 불어넣겠다는 것이다.

특히 LNG추진선, LNG벙커링 확충, 친환경 건조시스템 전환 등을 통해 중소형 친환경선박 시장을 창출하겠다는 복안이다.

이에 따라 올해 중 총 7~8척의 LNG추진선이 발주되고 2020년부터는 관공선의 친환경 선박 발주도 의무화된다. 항만 대기질 개선을 위해 추경예산 44억원을 지원해 LNG추진 청항선 2척을 추가 발주한다. 이 경우 예선 2척, 외항선 3~4척의 LNG추진선에 청항선 2척이 추가돼 올해 7~8척의 LNG추진선이 발주되는 것이다.

또 ‘친환경선박법’을 통해 2020년부터 관공선의 친환경 선박 발주 의무화, 민영선의 친환경 전환 지원제도 등도 마련한다. 올해내 시행령·시행규칙을 제정하고, 2020년내 기본계획(5년) 및 개발·보급 시행계획(1년)을 마련한다. 또한 벙커링 사업자에 대한 재정 지원근거를 마련하고, 노후 LNG선 개조 등을 통한 벙커링 구축방안도 연구한다.

현재 정부는 LNG연료선박 등 친환경선박 개발·보급확대 및 LNG벙커링 기반 마련, 국제규범에 맞는 환경규제 마련 등을 위한 법 제·개정을 추진하고 있다.

지난해 12월 28일에는 선박용 천연가스사업(LNG벙커링사업) 신설, 관련 규제 완화를 주요내용으로 ‘도시가스사업법(개정안)’이 발의되기도 했다. 배출규제구역(ECA) 황함유량 0.1%, 이외 지역 0.5% 제한도 2020년 1월 1일부터 시행한다. 이를 위해 항만대기질 특별법이 올해 4월 2일 공포됐고, 지난해 11월 5일 ‘해양환경관리법 시행령’ 개정안도 입법예고된 바 있다.

특히 정부는 2020~2025년 총 140척을 목표로 친환경 선박 및 설비를 확대 보급할 계획이다. 이를 위해 현재 친환경선박 전환지원 사업 등을 통해 올해 예선 2척을 LNG추진선으로 발주(28억원)하고, 외항선 친환경선박 전환 지원(85억원)하는 등 관공선 및 민영선의 LNG 추진선 전환사업에 나선다.

정부는 2025년까지 LNG·수소·전기선박 등 친환경선박 기술개발 및 기자재 실증선도 도입할 계획이다. 올해에는 중소형선박용 LNG연료추진 제어시스템 및 엔진시스템, 경량구조 화물창 등 조선해양핵심기술개발 사업(3개 과제)에 총 사업비 143억원(국비 77억원)을 투입한다.

아울러 LNG추진선에 대한 연료주입을 원활화하기 위해 1000㎥/hr 규모의 통영 LNG 로딩암 4기를 준공하고, 7500㎥ 규모의 LNG벙커링선도 올해 12월까지 완료해 초기인프라를 구축할 계획이다. 정부는 2025년까지 2조 8000억원을 투자해 130만톤 공급 규모의 LNG벙커링을 구축한다는 계획이다.

올해 3월 출범한 중형선박 설계지원 사업단을 중심으로 LNG선(12k, 20k), LNG벙커링선, LPG선(5k), LPG 페리, 180m 페리 등 중소·중견조선사 특화 중형 6종선박에 대한 표준설계도 개발중이다.

우리 정부는 적극적 지원을 통해 LNG추진선과 벙커링사업이 △기술개발 △기술지원 △시험인증 △보급 △벙커링 확충으로 이어지도록 한다는 전략이다.

우선 기술개발을 위해 중소형 LNG추진선에 적합한 기자재 모듈화를 통해 패키지 형태로 선박에 장착되도록 지원할 예정이다. 2019년부터 2022년까지 국비 150억원을 지원해 연안선박용 LNG연료공급 모듈(저장+공급+제어장치) 개발 사업도 진행한다.

또 중소형 LNG추진선에 적합한 핵심 요소기술 개발도 적기에 완료할 계획이다. 이를 위해 제어시스템, 최적 설계(중소 컨테이너선), 핵심기자재(엔진, 기화가스 처리장치) 등 7개 과제에 2016~2020년 총 177억원을 지원하고 올해에는 57억 4000만원을 지원한다.

아울러 대형조선사 전문인력이 중소조선사에 대해 LNG추진선 설계·건조 역량을 향상할 수 있도록 기술을 지원한다.

가시화되는 해양 LNG 산업

우리 정부는 LNG추진선박 도입 확대에 선제적으로 대응하고, 국내 LNG벙커링 산업의 마중물 역할을 하기 위해 2018년부터 ‘LNG벙커링 핵심기술 개발 및 체계 구축사업’도 진행중이다. 

국내 선박에 최적화된 벙커링 시스템을 구축하고 관련 기자재 산업기반 및 벙커링 타입별 운영 체계를 조성하기 위해 2018~2022년 기간중 국비 270억원, 지자체 100억원, 민간 86억원 등 총 456억원을 들여 △연안선박 맞춤형 LNG벙커링 시스템 개발 △LNG벙커링 핵심기자재 기술개발 및 성능평가 체계 구축 △LNG벙커링 운영기술 개발 등을 추진하고 있다.

지난 1월에는 LNG 연료 공급을 위한 500㎥급 LNG벙커링 바지 시스템 설계가 한국선급으로부터 기본승인(AIP)을 획득했다. 기본승인을 받은 LNG벙커링 바지 시스템은 ‘연안선박 맞춤형 LNG벙커링 시스템 개발사업’을 통해 설계됐다.   

국내 연안 LNG벙커링 수요 증가에 맞춰 해상 LNG벙커링 설비를 개발하고 실증하는 사업으로, 선박 해양플랜트연구소(KRISO), 트랜스가스솔루션, 포스코 등이 공동으로 수행하고 있다. LNG 벙커링 바지 시스템은 2021년 상반기까지 건조돼 실증 및 시운전 등의 과정을 거친 뒤 2022년부터 국내 연안에서 운항하는 LNG추진선박에 LNG를 공급할 예정이다.

경남테크노파크는 2019년 광역협력권산업육성사업의 일환으로 고부가가치 친환경선박산업 육성을 위한 ‘LNG 특화 친환경선박기자재 기술사업화지원사업’을 지원하고 있다. 경남·울산지역 연계 협력을 통해 LNG선박 핵심 기자재를 발굴하고 중소·중견 기자재업체의 경쟁력을 확보하기 위한 사업으로, 총 사업기간은 올해 4월부터 2020년 12월까지다.

경남TP(조선해양센터)가 주관하고, 한국조선해양기자재연구원(울산본부), (주)윕스, 부산대 선박해양플랜트기술연구원이 공동으로 수행한다.

지난 5월 7일에는 경남 고성군이 ‘액화천연가스(LNG)벙커링 이송시스템 테스트베드 기반 구축사업’ 지역으로 선정됐다. 동해면 용정리 일원에 올해부터 3년간 국비와 지방비 및 민자를 포함해 총 206억원을 들여 LNG벙커링에 들어가는 핵심 기자재의 성능과 효과를 시험할 수 있는 시스템을 구축한다.

고성군은 ‘LNG벙커링 클러스터 구축사업’ 첫 단계로 LNG벙커링 핵심 기자재 지원 기반 구축사업을 추진하고 있으며, 2023년까지 총 316억원을 투입해 LNG벙커링 기자재 성능시험 인증센터를 구축할 계획이다.

고성군은 LNG벙커링 이송시스템 테스트베드 기반 구축사업이 공모를 통해 선정되면서 LNG벙커링 인증과 실증을 한 장소에서 동시에 진행할 수 있어 시너지 효과를 극대화할 것으로 기대하고 있다.

지난 5월 10일에는 울산항만공사(UPA)가 노후 디젤예선을 친환경 LNG 연료추진선으로 전환하는 사업자 모집을 공고했다. 해양수산부가 기존 외항선에 한해서만 신조가의 10% 한도로 지원하던 것을 올해부터 내항선인 예인선도 신조가의 20%씩 4년간 8척을 지원하는 정책에 울산항이 지정돼 국내 최초로 사업을 착수한 것이다.

해수부와 울산항만공사는 5월초 위탁계약을 맺고 1차년도 사업에 국비 등 24억원을 들여 예선 1척을 LNG연료 추진선으로 전환키로 했다. 사업참여자 모집공고 및 평가를 거쳐 7월부터 LNG 예선 건조에 착수할 계획이다. 이번 사업을 통해 2021년 상반기에 LNG추진예선이 첫 상업운영에 들어갈 것으로 예상된다. 울산항만공사는 향후 울산 북신항에 도입될 LNG 직수입 인프라 확충과 LNG벙커링 여건 조성 등으로 울산항 경쟁력이 강화될 것으로 기대하고 있다.

특히 부산 가덕도 서측인 부산항 신항 남컨테이너부두 인근에는 LNG추진선박에 연료를 공급하는 LNG벙커링터미널이 건설된다.

해양수산부와 부산시, 경상남도는 지난 5월 3일 ‘부산항 미래비전 실천을 위한 상생협약’을 체결했다. 협약에서 양 시·도는 부산항 제2 신항을 신항만건설기본계획에 반영된 3단계 사업과 연계해 창원시 진해구 연도에 우선 건설하고, 부산 가덕도를 향후 항만건설 설치 예정지로 신항만건설 기본계획에 반영키로 했다.

특히 총 사업비 1조 5000억여원 규모의 LNG 벙커링터미널을 가덕도 서측인 부산항 신항 남컨테이너 부두 인근에 조성키로 한 것은 주목받는다. 오는 2025년까지 민자사업으로 추진되며 LNG 저장탱크 3기와 척당 26만cbm(㎥) 규모의 LNG운반선 계류시설(1척 수용 규모), 벙커링선박 접안시설 등과 같은 인프라를 구축할 예정이다.

그러나 지역 주민들이 잔류 염소누출 가능성과 해양 환경 파괴 등 어업 손실을 우려하며, 강하게 반발하고 있어 향후 사업에 변수로 작용할 수 있다.

▲ 운항중인 인천항만공사의 LNG연료추진선 에코누리호.
▲ 운항중인 인천항만공사의 LNG연료추진선 에코누리호.

LNG벙커링 앞장선 KOGAS

한국가스공사는 아직 일본이나 싱가폴 조차도 취약한 TTS(truck to ship) LNG 벙커링을 2013년부터 수행해 인천항만공사 관용선 에코누리호와 포스코 석회석 운반선 그린아이리스호에 LNG를 공급하고 있다.

또한 2017년 세계 최초 LNG벙커선인 엔지 지르르게호의 첫 항해를 위해 5일간에 걸쳐 840톤의 LNG벙커링을 성공한 바 있다. 올해중 도시가스사업법 개정안에 선박용천연가스사업자가 신설되면 본격적인 STS(ship to ship) LNG벙커링 사업이 시작될 것으로 예상하고 있다.

현재 한국가스공사는 평택 LNG생산기지와 통영 LNG생산기지에 시간당 300톤의 LNG를 출하할 수 있는 설비와 이를 운반하기 위한 탱크로리 40여대를 운영하고 있다. 이러한 설비를 TTS(truck to ship) LNG벙커링에 이용할 수 있다는 분석이다.

향후 LNG벙커링의 주요방법이 될 STS(ship to ship) LNG벙커링 사업을 수행하기 위해 올해 3분기까지 통영LNG생산기지에 LNG벙커링선에 LNG를 싣기 위한 선적설비도 준공할 계획이다.

제5 LNG기지인 당진생산기지에는 2025년에 또다른 벙커링 선적설비가 완공될 것으로 예상된다. 더불어 동남권의 수요를 충당하기 위해 벙커쉽 2척 및 해상부유식 저장설비 1척을, 서해권 수요 충당을 위해 벙커쉽 1척을 각각 건조할 예정이다.

가스공사의 한 관계자는 “국내 벙커링산업이 성장 발전할 수 있도록 차질없는 준비를 통해 내년 상반기 아시아 최초의 STS(ship to ship) LNG벙커링 레코드를 실현토록 하겠다”고 말했다.

기대 효과는

이같이 우리 정부와 한국가스공사, 에너지업계, 조선해양산업계가 LNG추진선박 및 LNG벙커링산업 육성에 적극 나서고 있는 것은 우리 조선해양산업 육성 뿐만 아니라 해상수송용 LNG 연료 전환에 따른 대기환경 개선효과가 매우 크기 때문이다.

2030년 LNG벙커링이 140만톤에 도달한다면 미세먼지 2500톤, 황산화물 8300톤, 질소화합물 1만 6700톤이 줄어들 것으로 예상되고 있다. 이는 부산시 해당 배출량 기준으로 각각 28%, 78%, 38%가 감축되는 효과가 있을 것으로 추정된다.

특히 한국의 LNG벙커링 산업이 차질없이 추진된다면 세계 벙커링 물류시장에서 한국의 점유율을 높일 수 있는 기회가 될 뿐만 아니라 세계 1위 조선업 강국, 세계 3위 LNG 도입국가, 세계 6위 항만보유 국가로서의 한국의 위상과 LNG시장에서의 세계 경쟁력을 갖출 수 있을 것으로 기대된다. 

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