LNG벙커링공급망은 국내 조선산업의 새로운 성장동력
2025년 연간 7천만톤 이상 LNG가 선박연료로 사용
LNG관련 기초연구 및 응용설계 역량 확보, 성능인증체계 구축 필요
1. LNG벙커링 이란
금년 1월부터 국제해사기구(IMO)에서 발표하였던 선박배출가스관련 규정(MARPOL ANNEX VI)에 따라 선박의 배출가스 내 질소산화물과 연료 내 황 함유량이 규제를 받기 시작했다.
조선산업계에서는 이러한 규제에 대응하기 위하여 여러 가지 방안을 강구하여 왔으며, 이러한 노력의 일환으로 배출가스 내의 질소산화물(NOx)를 제거하기 위하여 SCR을 설치하는 방식, 황산화물(SOx)을 제거하기 위하여 스크러버(Scrubber)를 설치하는 방식 등으로 대응책을 마련하여 왔다.
하지만, 이런 SCR이나 스크러버의 경우 두 가지 요구사항을 모두 만족할 수 없을 뿐만 아니라 이산화탄소를 2020년까지 기존 대비 20%를 2025년까지 25%를 줄여야 하는 요구조건에 대처할 수 가 없었다. 또한 선박 내 설치공간을 많이 요구하고 있으며, 선박엔진과 조화를 이루어야 하는 기술적 문제 및 운영상에서 유지보수 비용과 함께 부산물의 처리문제가 대두되었다.
이러한 문제를 상당부분 해소할 것으로 예상되어 제기되었던 방안이 기존의 벙커C유나 디젤유 같은 액체연료를 대신하여 가스연료인 LNG를 사용하는 것이었다. LNG를 연료로 사용하면 기존 벙커C유를 사용할 때 보다 NOx는 20~90%, SOx는 99%이상, CO2는 22%이상, 분진은 100% 감소시킬 수 있다고 한다.
특히, 2020년까지 CO2를 20% 줄이기 위한 노력이 많이 이루어지고 있는데 (EEDI/EEOI에 대한 규정) LNG를 사용하는 것으로 보다 손쉽게 해결할 수 있게 된다.
그러나 LNG는 –163℃의 극저온이라는 측면과 증발가스의 처리에 대한 문제, 지역적인 가격의 편차 등으로 적용하기에 힘든 부분이 있음을 인지하여야 한다. 하지만, 환경보호라는 대명제하에서 북유럽을 중심으로 선박 내 친환경 연료인 LNG의 사용이 확대되고 있는 실정이다.
이렇게 LNG연료를 사용하는 선박이 증가할 것이라는 점에서 이러한 선박이 LNG연료를 공급받을 방안과 이에 해당하는 인프라의 구축이 매우 중요한 시점으로 도래되었다.
여기서, 연안이나 항만 내에 정박 중이거나 안벽에 접안하여 화물작업을 수행하는 LNG를 연료로 사용하는 선박에 LNG를 공급해 주는 일련의 행위를 LNG벙커링이라 정의하고, 이러한 LNG벙커링을 수행하는 선박을 LNG벙커링선박이라 한다. 또한, 해상에서 부유하면서 LNG를 저장하고 LNG벙커링선박으로 LNG를 공급하는 설비를 해상 부유식 LNG벙커링터미널(FLBT)이라 정의하고자 한다.
2. LNG벙커링의 국내외 시장현황
북유럽을 중심으로 배출가스의 규제를 강화하면서 주변해역을 배출가스규제지역(Emmission Control Area)으로 선포하면서 NOx펀드를 제정하여 친환경 선박에 대한 지원을 수행하고, 이에 따라 많은 연안선박 운항선사들이 LNG로 개조 혹은 신조를 단행하고 있으며, 2015년 138척 이상의 선박이 LNG로 운행 및 건조되고 있는 중이다.
이러한 LNG연료추진선박을 지원하기 위하여 LNG벙커링 초반기에는 육상의 탱크로리를 이용한 방식으로 LNG를 공급하였으며, LNG연료추진선박의 규모가 차도선급에서 페리선급으로 규모가 확대되면서 2013년 스톡홀롬에서 AGA사에 의하여 개조된 LNG벙커링선박을 이용하여 해상에서 Viking Grace에 LNG를 벙커링함으로써 본격적인 해상 LNG벙커링시대를 개막하였다. 이를 시작으로 해상에서 대형상선에 LNG를 벙커링하기 위하여 Engie/NYK컨소시엄은 지브루그(Zeebrug)항에서는 2016년 하반기 혹은 2017년 상반기 LNG벙커링을 수행하기 위해 국내 한진중공업에서 5,100㎥급 LNG벙커링선박을 신조하고 있으며, 쉘(Shell)에서는 2017년 상반기 네덜란드 암스테르담 항에서 LNG벙커링을 수행하기 위하여 STX조선해양에서 6,500㎥급 LNG벙커링선박을 신조하고 있다.
미국 또한 주변 해역을 ECA로 규정하였으며, TOTE에서는 외항운항선박인 3,100TEU급 컨테이너선을 세계최초의 LNG연료추진선박으로 신조를 추진하였으며, 2015년 가스시운전을 끝내고 상업화에 투입하였고, 지속적으로 확대 적용할 계획을 추진 중에 있다. 또한, 이 선박에 LNG를 벙커링하기 위하여 2,000㎥급 LNG벙커바지를 건조하여 2017년부터 본격적인 LNG벙커링 서비스를 시작할 계획이다.
미국은 셰일가스를 기반으로 한 저렴한 가격의 LNG를 바탕으로 지속적인 LNG벙커링 산업을 확대할 계획을 추진 중에 있다.
중국은 2015년 7월 홍콩에서 ECA를 선포함을 시작으로 금년 4월 1일부터 상하이를 시작으로 ECA를 확대하고 있다. 양쯔강 유역은 금년 4월 1일부터 ECA내 주요항만에 정박 시 0.5%이하의 저유황유를 사용하여야 하며, 2018년부터는 ECA내 전 항만에 걸쳐 0.5%이하의 저유황유를 사용하여야 하며, 2019년부터는 ECA를 항해하는 선박에 대하여 확대 적용하며 2019년 12월부터는 0.1%이하의 저유황유를 사용하도록 규정하고 있다.
중국 내 ENN에서는 준설선, 소형 유람선을 LNG연료추진으로 개조하여 운영 중이며, 200㎥의 LNG를 운송할 수 있는 소형 LNG벙커링 선박을 건조하였다.
Anhui Huaqiang Natural Gas에서는 500㎥급 LNG벙커링바지 3척을 발주하여 건조 중에 있다.
일본에서는 조선협회를 중심으로 운항선사, 조선소, 탱크제작업체, 엔진제작업체, 선급이 모여 3,000㎥급 LNG/LPG겸용선을 설계 완료하고 건조를 준비 중에 있다.
현재, 유럽과 중동의 대형 컨테이너선 선사에서도 대형 컨테이너선을 LNG연료추진으로 변경하는 신조계획을 수립하는 등 본격적인 LNG연료추진선박 시장의 서막을 준비하고 있다.
국내는 한국가스공사를 중심으로 조선사, 에너지사, 운항선사가 컨소시엄을 구성하여 ‘LNG벙커링협의체’를 운영하고 있으며, 국내 LNG벙커링 사업 실증을 위해 연안운항 소형 선박에 대한 LNG연료추진화, 한중 카페리선의 LNG연료추진화 등 LNG연료추진보급화를 위해 활동을 수행하고 있다. 국내 항만 내에서 LNG벙커링이 가능할 수 있도록 각종 규정과 법규를 검토하고 있으며, 이러한 활동을 기반으로 국내 LNG벙커링산업의 기틀을 마련하고 있다.
한국해양수산개발원(KMI)에서는 LNG벙커링에 필요한 기술적 표준안 개발을 위하여 기획연구를 마무리하여 본격적인 LNG벙커링 표준화 기술개발 연구를 진행하려고 한다.
또한, LNG산업기술협동조합(LEO)은 한국선급, H-line 해운 등과 함께 국내 LNG인수기지를 대상으로 주요 항만에서 운영할 수 있는 5,000㎥급 LNG벙커링선박에 대한 설계기술 개발을 마무리하고 선급인증을 획득하는 등 엔지니어링 역량을 확보하였으며, 국내 극저온 기자재 업체들과 협력하여 개발된 극저온 기자재가 적용될 수 있도록 세부적인 기술개발을 진행 중이다.
또한, LNG벙커링터미널에 대한 기술을 개발하기 위하여 선박해양플랜트연구소(KRISO)는 30여개 기업/기관/대학과 함께 ‘해상부유식 LNG벙커링시스템기술개발’을 수행하고 있으며, 해상부유식 LNG벙커링터미널의 실증화를 위해 노력하고 있다.
3. LNG벙커링산업의 전망
2015년 7월 산업통상자원부는 LNG연료추진선박 및 LNG벙커링 산업을 적극적으로 육성하고, 통영 등을 중심으로 LNG벙커링터미널 개발을 적극 추진하겠다는 정책을 발표하였다.
2025년 LNG연료추진선박은 전 세계에서 발주되는 신조 물량의 30% 정도가 될 것이라고 유수의 선급, 유명 선박엔진업체에서 전망하고 있다.
심지어 전 세계 운항선박의 30%이상이 LNG연료추진방식을 채택할 것이라는 예측이 있다.
이러한 예측의 근거는 선박의 배출가스 환경규제에서만 비롯되는 것은 아니다. 선박을 운영하는 선주측 입장에서 중요시 되는 것이 결국 선박의 연료비용과 유지비용이 될 것이고, 특히 ECA등에서의 운항을 위한 추가 비용이 될 것이다. 이러한 입장이 더욱 LNG를 선박연료로 사용하게 되고 시장이 확대될 수 있다는 것이다.
연료비용의 경쟁력 측면에서 LNG는 다양한 공급망의 확대 등을 통한 글로벌 환경하에서 지역별 불균형이 해소될 여지가 많다. 미국의 셰일가스 유입, 캐나다 가스, 러시아 가스, 호주 가스 등의 신규 가스전 개발과 생산량 증대는 다양한 LNG공급망을 통한 LNG의 가격이 디젤유보다 경쟁력이 충분히 있다는 것을 시사하고 있으며, 현재 동북아시아 지역의 LNG 스팟 가격이 6.8 ~ 7.2$/MMBTU로 거래되고 있는 것이 중요한 부분이다. 이 지역의 LNG 공급가격은 향후 6$/MMBTU대를 유지할 것으로 예측되고 있으며, 기존의 유가 연동된 가격의 형성이 독자적인 수요와 공급에 따라 변동될 것으로 예상된다.
LNG는 엔진에서 연소 시 발생하는 불순물이 거의 없기 때문에 기존 벙커C유를 사용하는 엔진에 비하여 유지비용이 약 15% 정도 이상 적게 들어가는 장점을 지니고 있으며, ECA지역을 운항하면서 0.1% 이하의 저유황유 사용 요구를 충족할 수 있으며, 25% 이산화탄소 배출 저감에 대한 요구사항도 쉽게 해결할 수 있다는 강점을 지니고 있기에 사용량이 꾸준히 증가할 것으로 예측하고 있다. 2025년 연간 7천만톤 이상의 LNG가 선박연료로 사용될 것으로 예측하며, 이는 전 세계 선박의 연료소모량의 30% 정도에 해당하는 양이 될 것이다.
LNG벙커링 산업의 전망은 이러한 LNG연료사용의 증가에 기인한다. 2025년 7천만톤 정도의 LNG를 선박연료로 사용하게 될 경우, 이를 위해 운영되어야 하는 LNG벙커링 선박 혹은 바지선은 최소 350여척 이상이 요구될 것으로 보인다. 이는 향후 10년 내 중소 LNG선박시장의 화두가 될 것이고 이에 대한 건조 조선소의 확보가 경쟁과 성장의 주요 변수가 될 것이라고 본다.
2025년 LNG관련 시장이 연간 250억불 규모를 넘어설 것이라 판단하는데 큰 무리가 없을 것으로 보여진다. 2025년 연간 700여척 이상의 LNG연료추진선박 건조, 연간 70여척 이상의 LNG벙커링 선박 건조, 연간 3척 이상의 해상부유식 LNG벙커링 터미널 건조, 연간 30여척 이상의 추가적인 LNG운반선 투입 및 관련 기자재 산업을 고려한다면 그 이상의 규모가 될 것으로 보인다.
4. LNG벙커링 산업의 준비
조선해양분야에서 불과 10년 이후를 바라보는 새로운 시각이 ‘LNG벙커링산업’이라는 단어에 초점을 맞출 것이라 확신하게 된다. LNG벙커링산업은 국내 조선해양산업의 하나의 탈출구로 볼 수 있음을 단호히 언급할 수 있다.
해상부유식 LNG벙커링 터미널 – LNG벙커링선박 – LNG연료추진선박으로 이어지는 LNG벙커링공급망(LNG Bunkering Supply Chain)은 해양플랜트 산업과 조선산업을 함께 연결하는 새로운 성장동력이 될 수 있는 분야이며, 이를 통한 EPCIC 산업의 발전은 지식과 정보를 연계한 통합형 산업으로 상호 연계하여 발전시킬 수 있는 분야임이 확실하다.
본 기고를 통하여 국내 LNG벙커링공급망과 관련한 LNG벙커링산업을 확대할 수 있기를 기대하며 다음의 준비를 요청하고 싶다.
첫째, LNG관련 기초연구역량과 응용설계 역량을 확보하고 전파할 수 있는 체계를 구축하고 실천해야 한다는 것이다. 비단 교육계에 요청하는 것이 아니다. LNG관련 설계역량은 타 분야와는 달리 국내 인프라가 부족한 상황이다. 부족한 상황에 주저할 것이 아니라 대형 조선소를 중심으로 자체적으로 LNG관련 기초연구역량과 응용설계역량을 확대하고, 중소조선소 및 기자재 업체로 전파될 수 있는 국가 차원의 지원체계가 구축되어야 할 것이다. 이는 기존 LNG관련 경험을 가진 선배들의 역량을 국가 안에서 적극적으로 활용될 수 있는 바탕이 될 것으로 본다.
둘째, LNG관련 기자재에 대하여 안전하게 LNG를 활용한 기자재 성능 인증이 국내에서 수행될 수 있도록 실질적인 인증체계가 구축되어야 한다. 지금까지 액화질소를 이용한 유사 테스트 설비와는 별개로 대규모 설비 투자를 통하여 LNG를 활용한 성능인증 기반 구축이 필요하다. LNG 벙커링 산업의 활성화를 위해서는 LNG연료추진선박 기자재와 LNG벙커링선박의 기자재에 대한 LNG를 활용한 성능인증체계 구축이 큰 도움이 될 것으로 보인다.
셋째, LNG벙커링 관련 실증화 사업이 진행되어야 한다.
국내 엔지니어링과 기자재 업체의 실적확보를 통한 해외 지출을 모색화고 LNG벙커링과 관련한 운영, 유지보수 관련 산업을 함께 활성화하기 위해서는 실증화 사업이 있어야 한다. LNG벙커링은 다른 해양 및 조선산업과는 달리 LNG소비 대국의 입장에서 충분히 활성화 할 수 있는 산업이다. 대한민국은 LNG선 건조 1위, 전 세계 선박 건조 물량 30%이상 점유, LNG소비 전 세계 2위 등 LNG벙커링산업을 활성화 할 수 있는 유리한 조건을 지니고 있다. 이 유리한 점을 바탕으로 적절한 시점을 놓치지 않기 위해서는 실증화를 진행해야 한다.
LNG벙커링공급망에 있어서 해상부유식 LNG벙커링터미널은 해양플랜트의 기술 집약체가 될수 있다. 이 설비의 실증을 통해서 LNG FSRU, LNG액화설비, LNG벙커링설비에 대한 기술과 기자재를 동시에 접목할 수 있는 기회가 될 것이다. 금년에 시작된 포스코의 LNG연료추진벌크선 건조와 함께 병행하여 진행한다면 금상첨화가 될 것으로 보인다.
넷째, LNG벙커링산업의 확대를 위해 지역 간 이해 증대 및 기술, 생산에 있어서의 격차 해소를 위한 협력이 진행되어야 한다.
LNG벙커링산업은 개별 지자체에서만 진행할 수 있는 것이 아니다. 미래 대한민국 조선 해양산업의 새로운 먹거리가 LNG벙커링산업인 것이다. 3면이 바다일 뿐만 아니라 동북아시아에서 태평양으로 나아가는 길목에 있는 경제적, 지리적 위치를 바탕으로 각 지자체가 협력하여 동시에 진행해야 하는 것이다.
현 조선해양산업의 상황을 지켜보면서 하나의 돌파구로 시사하고 싶은 것이 LNG벙커링산업인 만큼 이를 통한 경제성장 실현의 초석이 될 것임을 감히 주장하면서 다시 한 번 LNG벙커링산업에 역량을 집중할 수 있는 기회가 되기를 간절히 바란다.