한국형 화물창 탑재…LNG선박 'SK 스피카호' 명명

[에너지신문] 국산 기술인 한국형 화물창 KC-1을 탑재한 'SK 스피카호'에 대한 명명식이 열렸다.

한국가스공사는 6일 경남 거제 삼성중공업에서 미국 셰일가스를 들여올 17만4000㎥급 국적 LNG 27호선 ‘SK 스피카호’에 대한 명명식을 가졌다고 밝혔다.

국적 27호선 SK 스피카호는 2014년 가스공사가 20년간(2017~2037년) 미국 사빈패스로부터 연간 280만톤의 LNG를 도입하기 위해 발주한 여섯 척의 LNG선박(22~27호) 중 마지막 한 1척이다.

삼성중공업에서 2014년 건조를 시작해 오는 9일 SK해운에 인도돼 내달 23일 미국 셰일가스를 선적하고 파나마운하 및 태평양을 거쳐 5월 21일 가스공사 LNG 생산기지에 하역할 예정이다.

특히 SK 스피카호는 최초 국산화에 성공한 LNG 화물창 KC-1을 탑재한 선박이다.

한국가스공사가 보유한 육상용 멤브레인 시스템을 기반으로 2004년부터 지식경제부의 산업원천기술개발사업을 통해 국내 조선3사(현대중공업, 삼성중공업, 대우조선해양)와 공동으로 한국형 LNG선 화물창 개발사업(KC-1 프로젝트)을 추진, 한국형 화물창을 개발했다.

그동안 LNG 화물창은 국내의 원천기술 부재로 프랑스 GTT사의 기술에 전적으로 의존해 왔지만 이번 우리나라가 프랑스에 이어 세계 두 번째로 LNG 화물창 기술을 LNG선박에 탑재함으로써 세계시장에서 경쟁력을 확보하는 계기를 마련했다는 평가다.

정승일 한국가스공사 사장은 "가스공사는 천연가스 수급 안정성 확보와 국내 조선·해운산업 발전을 함께 도모하기 위해 LNG국적선 사업을 의욕적으로 추진해 왔다"라며 "앞으로도 KC-1과 같은 기술분야 연구개발을 지속 확대해 국내외 LNG산업을 선도하는 기업으로서 위상을 더욱 강화할 것"이라고 밝혔다.

▶ GTT사 독주, KC-1이 멈춘다

지금까지 멤브레인 타입 선박의 화물창(Cargo Containment System) 설계기술은 프랑스 GTT(Gaz Transport & Technigaz)사가 세계시장에서 독점적인 지위를 형성해 왔다. 세계 LNG 선박 건조량의 80% 이상을 독점하면서 GTT사가 징수하는 기술 로열티는 척당 약 100억원 수준에 이른다.

이번 삼성중공업이 건조한 ‘SK 스피카호’와 함께 또 한척의 LNG선박에 KC-1 설계기술이 적용돼 미국 사빈패스 LNG프로젝트 물량을 도입하는데 투입된다.

그동안 우리나라는 LNG선박 건조시장을 점령하면서도 프랑스 GTT사에 2014년 수주물량 기준 4800억원의 로얄티를 부담했으며, 1990년부터 현재까지 2조원이 넘는 로열티를 지불해 왔다. LNG선박 가격의 약 4~5%에 달하는 막대한 화물창 설계기술 로얄티를 원친기술사에 지불해 온 것이다.

특히 1970년대부터 모스형과 멤브레인형의 양대 축으로 발전해 오던 LNG 운반선이 멤브레인형 위주로 시장이 재편되면서 멤브레인형 운반선의 원천기술을 보유하고 있는 프랑스의 GTT사에 대한 기술종속성은 더욱 심화돼 왔다.

이러한 현실을 타개하기 위해 2004년부터 한국가스공사와 조선3사(현대중공업, 삼성중공업, 대우조선해양)가 공동으로 추진해 온 사업이 한국형 LNG선 화물창 개발사업(KC-1 프로젝트)이다.

이를 통해 기존 화물창과는 완전히 차별화된 새로운 화물창에 대한 원천기술을 확보, LNG 국적선에 탑재하게 된 것이다.

<KC-1 화물창의 경제적 파급효과>

▶ KC-1, 완벽한 기술력 선봬

한국형 LNG선 화물창은 단열재 패널을 선체에 접착하지 않는 개념을 도입해 선체와 맴브레인의 변형이 단열시스템에 미치는 영향을 최소화한 것이 특징이다.

특히 2002년 프랑스의 아틀란틱 조선소에서 처음으로 건조한 CS1형 LNG선의 시운전 과정에서 발생한 2차 방벽에서의 누설문제가 크게 부각되면서 복합소재를 2차 방벽으로 사용하는 방식을 개선해 1차 방벽과 2차 방벽 모두 주름 잡힌 스테인리스 맴브레인을 사용했다. 화물창의 2차 방벽을 1차 방벽과 근접시켜 설치함으로써 1차 방벽에서 LNG가 누설되는 사고가 발생하더라도 2차 방벽에서 열충격(Thermal Shock) 현상이 발생하지 않는 구조로 개발이 이뤄졌다. LNG가 누설되는 사고가 발생하더라도 2차 방벽에서 액체와 기체를 모두 담아둘 수 있도록 설계한 것이다.

또한 기존의 두 층 단열시스템 개념과는 달리 한 층의 단열시스템 개념을 적용했으며, 단열재로 기존의 유리섬유강화 폴리우레탄폼(R-PUF) 대신 유리섬유가 없는 고밀도의 폴리우레탄폼(H-PUF)을 사용했다.

이를 통해 방열시스템을 극히 단순화하고 우수한 단열성능을 확보하는 것은 물론 단열재 패널의 제작을 보다 쉽게 만들었다.

화물창을 시공할 때 가장 어렵고 시간이 많이 걸리는 멤브레인의 주름부에서 용접이 되지 않도록 했으며, 모든 멤브레인 용접이 직선으로 이뤄지도록 설계해 용접의 자동화를 쉽게 한 것은 물론 용접시간을 크게 단축했다. 용접기 전문업체와 협력해 멤브레인 전용 플라즈마 아크 용접기를 개발, 적용함으로써 용접할 때 멤브레인에 가해지는 열 변형 또한 최소화 했다.

아울러 LNG선의 운항 중에 해상의 상태로 인해 화물창 내에서 발생되는 LNG 유체의 동하중(sloshing load)을 평가하는 한편, 이러한 유동현상이 방열시스템의 구조적 안전성에 미치는 영향을 파악하고, 유체-구조 간의 상호작용(유탄성)을 평가하는 기술을 정립했다.

▶ 조선 기자재산업, 새로운 먹거리

국산화물창이 실제 LNG선박에 탑재됨으로써 생산기술과 건조기술 개발과 함께 화물창을 구성하는 요소와 기자재에 대한 생산기술 발전도 기대된다. 최근 어려움을 겪고 있는 조선 기재재업계에는 새로운 먹거리가 생긴 셈이다.

그동안 LNG선박 화물창에 대한 핵심기술 부재로 외국기업에 기술료를 지급해 온 것과 동시에 LNG선 기자재, 특히 부가가치가 높은 기자재의 국산화 실적 또한 거의 전무한 상태였다.

이에 최근 산업통상자원부를 중심으로 가스공사가 발주한 LNG운반선에 대한 국산 기자재 탑재를 적극 추진하고 있다. 가스공사는 국산 기자재의 LNG선 화물창의 적용대상 품목을 도출하고 적용 가능 여부를 조사하는 등 적극적이다.

기자재 업계의 한 관계자는 “향후 LNG선 화물창에 국한되기 보다는 사업 범위를 확대해 국내 조선 기자재 업체와의 동반성장을 모색하는 방향을 모색해야 한다”라며 “국산기자재의 사용 및 해외 시장진출에 필요한 기술지원과 금융 지원이 확대될 필요가 있다”고 주장했다.

<22~27호선 국적 수송선박 내역>