이번 과제에서는 천연가스 디젤 혼합연소 엔진개발을 통해 친환경적이면서 연료비 경제성을 확보할 수 있는 MW급 천연가스 디젤 혼합연소 분산형 발전시스템 개발과 이에 천연가스를 지속적으로 공급하기 위한 중·소규모 LNG 저장시스템 구축 및 운송방법이 개발될 예정이다.

<그림1>도서지역발전시스템 실증 적용방안

기술개발에서는 한국가스공사와 한국전력공사, 삼천리, 한국기술공사, 대창솔루션, 포스코, 한국가스안전공사, 지엔씨에너지, 에코플러스, 한국기계연구원, 연세대학교 등과 산학연 협동을 통한 연구가 이루어질 예정이며 천연가스의 LNG운송, 저장, 기준제정 및 천연가스 혼소 발전시스템 개발 등이 이루어진다.

소규모 LNG항만 하역시스템 및 위성기지 운영 기술 연구

특히 LNG탱크컨테이너를 사용한 착탈식 저장시스템의 운영을 시작으로 향후 LNG연료 추진선박의 LNG벙커링을 도입하기 위한 중·소규모 LNG항만 하역시스템과 항만의 기본계획 수립, 그리고 LNG위성기지 운영에 대한 종합적인 LNG공급시스템에 대한 기술을 대상으로 연구를 추진될 예정이다.

<그림2>소규모 발전용 LNG공급시스템 예시

국내 201개 도서지역 중 제주도 등 일부 도서를 제외한 대부분의 도서지역의 경우 전력송전을 위한 해저케이블이 없으며 디젤엔진 기반의 내연기관을 통해 독립발전하거나 일부 태양광, 풍력 발전을 통해 전기가 수용가에 공급되고 있다. 그러나 디젤을 발전용 연료로 사용할 경우 발전단가가 높아 전력산업발전기금을 통해 지원이 이루어지고 있지만 여전히 전력생산 비용을 낮추기 위한 방안 마련이 시급한 과제이다.

<그림3>도서지역 발전현황

천연가스를 이용한 저탄소 발전은 셰일가스 개발 및 중소규모 가스전 개발 등으로 안정적인 가격을 유지할 수 있을 것으로 예상하고 있다. 가스엔진 및 가스터빈을 이용한 발전 기술은 성숙도와 시장성이 둘 다 높은 장점을 가지고 있으며 더불어 바이오가스 같은 신재생연료를 천연가스와 혼합하여 공급할 수도 있어 신재생연료와 화석연료 조합을 가장 잘 이끌 수 있는 연료 특징을 가지고 있다고 할 수 있다.

특히 천연가스 발전은 기존 디젤엔진 발전에 비하여 대기오염물질 배출을 대폭적으로 감소시킬 수 있으며, 이산화탄소인 온실가스도 감축되는 친환경 발전이라 할 수 있다.

조선사·에너지사, LNG벙커링 기술개발 기대

벙커링의 의미는 선박에 연료를 주입하는 것을 통칭하는 것으로 예전에 주로 벙커C유를 선박연료로 사용했던 것에 기인하고 있다. 그러나 최근 LNG를 선박용 연료로 사용하는 것에 대한 관심이 증대되면서 LNG벙커링이라는 표현이 생겼으며 또한 선박용 연료로 LNG를 사용하는 것은 향후 셰일가스 개발 영향으로 천연가스 가격이 석유가격에 비해 안정할 것이라는 예측에 따라 조선사, 에너지사 및 물류관련 회사에서 많은 관심을 가지고 있으며 LNG벙커링 분야 기술개발에 많은 기대를 하고 있다.

에너지의 사용과 환경문제는 직접적인 연관이 있기 때문에, 기술 및 산업 발달에 따른 에너지 사용량 증가는 환경오염을 야기하며 이로 인해 에너지 사용에 대한 규제가 점차 강화되고 있는 추세이다. 또한 해운부문은 국제 운송량 및 선박운항 증가에 의해 대기오염가스 및 온실가스 배출량이 지속적으로 증가되고 있는 상황이다.

이에 따라 온실가스 감축과 관련하여 해운 및 조선분야에서의 온실가스도 대폭 감축해야 한다는 문제가 대두되고 있어 LNG를 선박용 연료로 사용하는 것에 대한 관심이 대폭 증가된 상태이다. 뿐만 아니라 청정연안을 추구하기 위한 배출가스 통제구역(ECA, Emission Control Area)지정 확대와 신규 건조선박에 EEDI(Energy Efficiency Design Index)를 적용하는 문제는 LNG연료추진선박의 건조와 LNG벙커링 설비 구축에 대한 힘을 실어주고 있다.

LNG를 선박용 연료로 사용할 경우 큰 환경오염 방지효과와 기존 선박연료 대비 가격 경쟁력을 확보할 수 있지만 현재 LNG연료 추진선박 건조에 많은 비용이 투자되어야 할 뿐 아니라 LNG 벙커링 설비 구축에도 많은 예산이 투입되어야 하기 때문에 LNG벙커링 문제는 선주사와 에너지사 간에 Chicken & Egg논쟁이 될 수밖에 없어 초기 LNG벙커링 시장을 확보하는데 어려움이 예상되고 있다. 따라서 이번 도서지역 발전용 LNG벙커링 실증연구는 향후 LNG선박 벙커링을 위한 LNG공급 인프라 구축 및 초기시장 개발을 위한 초석으로서 중요한 의미를 가지고 있다고 할 수 있다.

향후 5년내 LNG공급시스템 보급 탄력 기대

현재 인도네시아 정부에서는 CNG기반의 발전시스템을 도입하여 전력피크 저감을 위한 발전소를 운영하고 있으나 압축천연가스의 경우 가스상태로 운송되어야 하기 때문에 운송효율이 낮고 운송횟수가 증가되어야 하는 단점이 있다. LNG를 이용할 경우 이런 단점을 극복할 수 있기 때문에 압축천연가스를 이용하기 보다는 액화천연가스를 이용한 발전시스템이 보다 경제성을 확보할 수 있으며 향후 5년 내에 액화천연가스 공급시스템과 이를 이용한 도서지역 발전시스템 보급이 탄력을 받을 것으로 전망되고 있다.

이러한 의미에서 백령도를 대상으로 실시되는 도서지역 발전용 LNG벙커링 실증연구는 큰 의미를 갖는다고 할 수 있다. 향후 인도네시아 등 동남아시아의 도서국가 및 캐리비안 지역의 도서지역을 대상으로 발전용 LNG공급을 위한 중소규모 LNG위성기지 건설 및 운영 분야에서 새로운 비즈니스 모델로서 적용 가능할 것으로 예상되며 궁극적으로 LNG추진선박을 위한 LNG벙커링 시장 개척에 큰 역할을 할 것으로 기대하고 있다.